基于IPv6的通信网络多信道协作路由跨层控制系统

针对因IP分配受限而造成的电力通信传输延时与信道冲撞等问题，设计了基于IPv6的电力通信网多信道协作路由跨层控制系统(跨层控制系统).系统硬件部分通过IPv6技术建立通信协议栈，并利用数据库、处理器和控制器等设备实现跨层控制.软件部分利用协议栈生成的信息搭建路由控制系统，并借助多蚁群优化算法寻找电力通信网中多信道协作的最佳通信路径，实现电力通信网多信道协作路由跨层控制.将多蚁群-跨层控制算法与蚁群算法、牛顿算法进行对比实验，结果表明，多蚁群-跨层控制算法延时保持在0.03 s左右，当任务数量小于100时没有出现节点冲撞现象，吞吐量大于520 MB/s,说明系统具有较优的路由跨层控制效果.     

基于SDN的跨IP协议的流量调度优化模型

针对SDN环境下传统流量工程无法将IPv4/IPv6流量调度到IPv6/IPv4链路上进行转发的问题,构建一种改进的SDN环境下跨IP协议的流量调度模型,并给出该模型的全多项式时间近似求解算法,即基于过渡技术的流量调度算法.首先,把过渡技术对流量转发性能产生的影响转化为对链路权重的影响,计算各路径上链路权重之和;然后,对流量进行分割,并为每条分割后的流量选择权重和最小的路径进行流量传输.基于MATLAB和Mininet的仿真实验显示,使用上述算法可以实现更好的网络传输性能.相比于传统流量工程算法和OSPF路由算法,此算法在网络整体吞吐量方面分别提升60%和145%,在流量转发时延方面分别降低17%和24%,而在流量转发丢包率方面分别降低58%和76%.     

对IPv6过渡期路由问题的研究

在从IPv4延伸到IPv6的过渡时期,基于IPv6的系统必须与基于IPv4的系统共存。探讨了从IPv4向IPv6过渡过程中若干路由问题,提出了双IP层路下双协议栈、点到点的隧道技术以及基于应用层网关的NAT-PT技术。     

基于IPv6的下一代网络在校园网中的实现

本文简要介绍了下一代互联网的发展,研究了从IPv4到IPv6的过渡方式,包括双协议栈技术、隧道技术以及网络地址转换／协议转换技术;重点解决了以下几个问题：①通过在校园网出口增加双栈交换路由设备并使用双栈技术,实现了一条线路同时连接CERNET-9CERNET2网络;②在校内核心交换机上建立ISATAP隧道入口,使校内用户可以通过隧道方式访问CERNET2资源;③在UNIX系统上使用Bind9搭建了基于IPv6协议的域名系统,能同时为IPv4和IPv6网络解析校内IPv6域名。目前,重庆师范大学IPv6网络的基础结构和基础应用服务已经构建完毕,为以后从IPv4网络向IPv6网络过渡做准备,也为没有构建IPv6校园网的学校提供参考。     

网络多链路出口路由优化调度方法的改进分析

对网络多链路出口路由进行优化调度的过程中,传统的路由调度方法只分析了网络拓扑结构,容易出现链路拥塞的情况,忽略了网络流量特征,增加了队列长度与通讯时间,调度效果不佳。提出基于N元非合作模型的网络多链路出口路由优化调度方法,依据路由表空间串行流量调度的状态,对多链路网络的抽象拓扑进行设计,获得多链路网络流量能否经过链路的判断,通过非合作性理论在单控制节点中从多选择域中获取渐进次优解,使得路由数据流从单控制节点映射至多链路出口时可以保持各链路上的流量均衡。引入链路因数对各链路上路由映射的量进行管理,完成对路由调度的改进分析。实验结果表明,所提方法不仅具有很高的调度效率,而且调度均衡性和资源利用率较优。     

网络多链路出口路由优化调度方法的改进

对网络多链路出口路由进行优化调度的过程中,传统的路由调度方法只分析了网络拓扑结构,容易出现链路拥塞的情况,忽略了网络流量特征,增加了队列长度与通讯时间,调度效果不佳。提出基于N元非合作模型的网络多链路出口路由优化调度方法,依据路由表空间串行流量调度的状态,对多链路网络的抽象拓扑进行设计,获得多链路网络流量能否经过链路的判断,通过非合作性理论在单控制节点中从多选择域中获取渐进次优解,使得路由数据流从单控制节点映射至多链路出口时可以保持各链路上的流量均衡。引入链路因数对各链路上路由映射的量进行管理,完成对路由调度的改进分析。实验结果表明,所提方法不仅具有很高的调度效率,而且调度均衡性和资源利用率较优。     

BGP网络的域间瓶颈预测算法

为减少Internet域间路由协议(BGP)按策略进行最优路径选择时可能引起的ISP(Internet Service Provider)域间或域内链路拥塞,提出瓶颈区域预测算法.该算法充分考虑域间流量的影响,以利用率最大链路作为瓶颈链路,分析更新消息对域间流量负载平衡的影响,并采用增量更新的机制进行域间路由信息的更新和传播.仿真结果表明,该算法可有效减少域间和域内链路拥塞.     

基于IMS的IPv4与IPv6互连中的双协议栈技术

为实现基于IMS的IPv4到IPv6的长期平滑过渡,探讨了将双协议栈技术应用于基于IMS的IPv4与IPv6互连。比较权衡几种目前相关过渡期的技术,论证了将双协议栈技术应用于基于IMS的IPv4与IPv6互连中,相对于其他相关过渡技术,具有极为明显的优越性,是一种很好的过渡技术。     

基于OpenFlow协议的覆盖网络路由器设计

越来越多的网络服务运行在世界各地的数据中心服务器中,并利用数据中心之间的物理链路构建覆盖网络(overlay network),以充分利用数据中心之间链路的网络资源。为了实现高效地构建覆盖网络,以及灵活地调度覆盖网络中传输流量的目的,该文提出了一种基于OpenFlow协议的覆盖网络路由器软件(software overlay router,SOR)。首先,SOR构建在被广泛使用的开源软件Open vSwitch和OpenVPN基础上,既能满足快速部署的要求,又能降低软件的开发和维护成本;其次,SOR使用基于OpenFlow协议的有状态隧道间流量调度(traffic engineering of multi tunnels,TEOFMT)算法,通过维护一张TCP/UDP报文的四元组映射表,依据该映射表来修改报文,最终根据内核路由表将报文转发到相应的隧道中来实现灵活调度流量的目的。该文在中国教育网的数据中心之间搭建覆盖网络,并利用带宽测量工具iPerf和DVTS-SASM(digital video transport system-scalable application specific measurement)来测量覆盖网络的链路带宽,测量数据表明利用SOR来构建覆盖网络能够极大地提高网络链路资源的利用率。     

基于Contiki的无线传感器网络的6LoWPAN子网和互联网互联研究

无线传感器网络是物联网的重要组成部分,主要通过传感器感受外界环境,同时将测量参数通过无线媒介传递给后台服务器,并且传感器节点之间可以组网完成数据路由功能.传统的IP协议栈并不适合资源和能量受限的无线传感器节点,6Lo WPAN技术主要完成IPv6互联网与无线传感器网络之间协议和数据的转换.通过在传感器节点和嵌入式网关中间引入Contiki操作系统以及合适的IPv6协议栈可以很好地实现无线传感器网络和Internet的互联.实现了基于Contiki的CC2530网关节点的u IP协议栈,并设计了UDP通信协议,针对设计方案搭建合理的测试环境,并采用PING命令进行了连通性测试实验.     

软件定义网络中基于优先级的在线流调度策略

为了保证服务质量(quality of service, QoS),进入网络中的数据流可被赋予不同的优先级。在未来到达流请求信息未到达的情况下,进行在线优先级流调度,以最大化网络吞吐量是一项挑战。基于网络带宽资源、请求流的优先级和带宽需求的约束研究了软件定义网络(software defined networking, SDN)中的在线流请求调度策略。首先,提出了流路由成本和利润的概念,并创新性地设计了一个考虑边际成本的模型来描述链路资源和路由路径的使用成本。然后,将优先级流请求调度问题刻画为混合整数线性规划模型(mixed integer linear programming, MILP),提出在线优先级流调度算法(online priority traffic scheduling algorithm, OPTSA)来求解,最后分析了OPTSA的竞争比。仿真结果显示,与基准算法相比,所提出的算法可以确保网络负载均衡,同时有效提高网络的累积带宽和吞吐量。     

混合MAC协议和流量分化QoS的WSN智能算法

针对无线传感器网络(WSNs)中负载很大的情况下网络能量效率较低的问题,提出了一种基于MAC协议混合流量分化QoS的WSN智能算法。为关键或时延敏感的数据包缩减了时延。首先,通过使用智能CSMA和TDMA加强方法充分利用信道;然后,同时使用广播调度和链路调度,根据网络负载动态地从广播调度切换至链路调度从而获得最佳效率;最后,利用分散处理方法完成调度,即节点在本地使用时钟算法找到时隙,并为之分配。仿真实验验证了所提算法的理论思路及高效率,结果表明,适当的变化发射功率方式降低了能量消耗,并行发射的使用进一步降低了时延。     

一种合理共享空闲带宽的分组调度算法

随着计算机网络技术的发展，分组调度算法越来越受到广泛重视。提出了一种能够在交换机和路由器中合理共享输出链路空闲带宽的分组调度算法。该算法克服了目前分组调度算法对链路空闲带宽使用不合理的现象。它能够动态地寻找系统中存在的空闲带宽，并根据各个连接的实际需要公平合理地分配空闲带宽，从而能够在确保满足网络中所有业务时延的要求的同时有效地改善突发强度高的业务和尽力传送业务的时延性能。在衡量调度算法的各项指标（包括时延、公平性、复杂度）中，该算法都接近或达到了目前已知的最佳性能，理论分析和仿真结果表明，该算法是一种综合性能较理想的分组调度算法。     

无线mesh骨干网络的路由与调度联合优化算法

在基于TDMA的无线mesh骨干网络中,考虑路由和调度的联合优化问题,最大化系统频谱利用率.综合考虑了节点业务、路径平均容量以及干扰等因素,提出了一种新型路由策略.对于汇聚网关的业务模式,提出了一种基于网关瓶颈极大团相关性的链路调度策略.考虑路由算法和调度算法的联合优化,设计了链路调度模块和路由模块的信息交互策略.仿真结果表明,该联合算法对于各种节点业务分布和各种干扰环境,均可很好地提高系统频谱利用率,在保证一定通信速率的情况下,节省了能量,实现绿色环保通信.     

网络化控制系统的RM调度优化研究

减少网络堵塞是提高网络化控制系统性能的有效的方法.提出了一种基于RM调度优化算法的研究方法,通过对网络化控制系统中的调度优化算法的分析,网络利用率明显好于未被调度优化的系统.结果表明,合理的调度优化算法能提高控制系统的网络利用率,同时改善了控制系统的动态性能.     

软件定义航空集群机载网络自适应更新策略

软件定义网络的出现为突破当前机载网络在航空集群作战应用中存在的固有技术瓶颈开辟了全新途径,然而软件定义机载网络动态的网络拓扑以及有限的链路容量导致网络更新过程中链路拥塞现象频发,造成网络更新过程极易引发网络拥塞,并降低网络更新的成功率.针对该问题,提出一种基于拥塞避免的软件定义航空集群机载网络更新策略.首先通过混合更新策略计算得到各业务流的初始更新操作序列;然后提出拥塞链路感知算法,实现更新过程中对潜在拥塞链路的感知;最后提出基于拥塞避免的软件定义机载网络更新算法,根据各业务流的初始操作序列以及感知到的潜在拥塞链路状态,计算无拥塞更新操作约束,并最大限度实现网络的无拥塞更新.仿真结果表明,与现有网络更新策略相比,所提更新策略能够有效避免网络更新过程中软件定义机载网络的拥塞,提升网络更新的成功率.     

一种基于路网分配系数矩阵的网络交通状态建模方法

由于目前单路段的交通信息不足以反映网络层次上的交通状态,该文提出了一种网络交通状态的建模方法。首先根据网络中各路段间拓扑结构关系提出了路段邻接矩阵;进而从实际交通流量数据出发,应用递推最小二乘法估计出交叉口各方向上实时的转弯率,由此得到邻接路段分配系数矩阵。通过对该矩阵的简单计算以及变换,得到了整个路网的分配系数矩阵。根据该矩阵绘制的网络交通状态图为研究网络交通状态演化提供了可视化方法。该矩阵不仅反映了网络层次上的交通流分配情况,也反映了实时的网络交通状态。     

漏桶整形下的自相似业务流特性分析

最近研究表明网络流量在较大时间尺度范围内存在自相似特性。考虑到目前有众多的资源控制和调度算法等需要与流量整形算法配合使用,对白相似流量经过漏桶前后的特性进行了分析。指出漏桶算法可以在一定尺度范围内对网络流量进行整形,但时间尺度超过某个界限后,流量突发特性将不受影响,并对此界限进行了讨论。     

基于转向限制的改进双向启发式最短路径算法

针对考虑转向限制的单源点单汇点最短路径问题,根据动态对偶图思想,建立道路交通网络对偶图,提出了基于存储对偶图节点的双邻接表存储地图数据;改进传统的A*算法,提出了基于可搜索无限邻域的双向启发式算法。该算法选用基于OSP的地图作为实验数据进行路径规划,并运用于基于SLAM算法的车型机器人上进行实验。结果表明该算法可在栅格地图上找到符合实际交通规则的更优可行路径,效率也可满足路径规划要求。