基于SDN的数据中心网络流量调度机制的设计与实现

针对SA算法中未考虑当前网络链路带宽资源引起的流冲突问题以及GFF算法中未考虑流带宽需求变化引起带宽资源分配不合理问题,提出了基于模拟退火遗传算法的按需自适应(SAGA-AO)流量调度机制.该机制首先依据流带宽需求变化筛选出网络中需要调度的流,然后利用模拟退火遗传算法(SAGA)根据当前链路带宽资源状况对需要调度的流进行全局调度路径搜索.仿真结果表明:SAGA-AO算法在大多数通信模型下平均对分带宽高于SA和GFF算法.     

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。     

认知无线电网络中保证服务质量的优化路由协议

基于路由与频谱管理的依赖关系,提出了一种频谱自觉地满足不同业务服务质量需求的优化路由协议.首先建立网络模型和优化分析,定义了链路度量和路径度量指标,路由协议选择端到端时延最小的路径,最大化网络吞吐量.然后提出了子频段和路径联合优化选择算法,对实时业务优先选择带宽抖动小和切换时延小的子频段及下一跳;对尽力传递业务优先选择带宽大的子频段及下一跳.最后提出频谱自觉的路由维护,通过局部频谱调整算法稳定路径不变,保证业务服务质量.仿真结果表明：该路由协议能满足业务服务质量需求,优化网络资源使用,减少数据包丢失,提高网络吞吐量.     

WiMAX下行链路中保证QoS的联合资源管理策略

提出了一种适用于全球微波接入互操作(WiMAX)网络的联合资源管理策略.通过基站(BS)处的联合资源管理,系统能够根据信道、用户及服务流状态信息动态地调整调度策略及资源配置策略,在实时变化的无线信道上自适应地分配带宽资源,从而保证系统用户获得的多媒体通信服务能够满足服务质量(QoS)的最低要求.仿真结果表明,该联合资源管理策略能够在兼顾用户公平性的情况下有效地满足各种多媒体通信服务流的速率和时延等需求.     

无线多媒体传感器网络中支持服务质量的动态源路路由协议

随着无线多媒体传感器网络(wireless multimedia sensor networks,WMSNs)的广泛应用,对视频、音频、图像等实时业务的传输提出了更高的要求,要求网络支持服务质量(quality of service,QoS).基于动态源路(dynamic sourcerouting,DSR)协议设计一种支持QoS的路由算法——Q-DSR.该算法可以保证数据流所要求的带宽需求.仿真结果表明,与DSR协议相比,Q-DSR协议可降低网络时延,提高网络的利用率,满足多媒体业务的QoS需求.     

多P2P覆盖网络的带宽分配方法

针对多频道对等(P2P)视频直播系统中会出现多个P2P覆盖网络竞争节点带宽资源的问题,提出一种基于多P2P覆盖网络的带宽分配方法.按照不同的观看频道集合并根据需求为各个节点组提供参与频道中的带宽分配策略;以分组带宽分配策略为基础构建和维护与带宽分配相适应的节点伙伴关系和网络拓扑结构;P2P节点数据请求的响应策略在相应的伙伴节点中选择服从带宽分配策略的候选伙伴节点来传输数据,通过节点响应行为完成带宽分配.实验结果表明,所提方法能够使系统的可用带宽在不同频道中按照需求比例进行分配,与随机策略相比可以减少带宽不足频道的数据平均到达时间,加快用户的平均下载速度.     

多跳无线网络中能耗优化和QoS约束的射频接口调度

为实现多射频多信道多跳无线网络的节能并保证网络服务质量,提出了一种射频接口节能调度方法,通过合理调度射频接口的活跃/休眠状态,在保证用户带宽需求的前提下,节约网络能耗并兼顾网络延迟的降低.首先,证明射频接口节能调度问题为NP-hard问题,并利用整数线性规划(ILP)对问题进行形式化描述,以最小化网络总能耗为优化目标,满足链路存在、路由、带宽需求、路径跳数等约束.然后,提出了一种高效的启发式算法,以迭代方式选择流并确定其路由路径,同时调度相应路径上的射频接口至活跃状态.在每次迭代过程中,以最小化网络能耗的增量为策略,进行流的选择.实验结果表明,所提出的启发式算法在节能效果方面与ILP方法接近,并在运行效率上具有显著优势,能够适用于大规模的多跳无线网络.     

基于流量工程的网络改进算法

针对计算机网络规模滞后、服务类型单一和服务质量没有保证等问题,将网络规划(网络改进)与流量工程作为有机整体为网络业务流量提供QoS服务,并在此基础上提出基于流量工程的新型网络改进算法.算法运用构造Harafy图和网络扩充启发式算法保证拓扑约束,基于多QoS约束路由算法满足流量工程约束;并使用改进遗传算法策略全局寻求改进费用最小网终及容量分配.仿真结果表明:算法实现最小化新增链路,使改进后拓扑仅略大于理想拓扑(Harary拓扑),88%的流量通过少跳数传输,且各链路带宽分配均匀(均方差σ=1.1).从而使算法在满足各网络约束的同时能够有效地均衡网络负载,避免链路拥塞,提高网络运行性能.     

基于不同路径选择方案对紧急疏散网络中随机流的Monte-Carlo仿真研究

结合已有的随机选择正向增广路径的方法，提出了3种不同的正向增广路径选择方案；利用Monte Carlo(MC)仿真方法估计出在这3种不同路径选择方案下交通网络中随机饱和流的分布情况.提出了两个评估指标，分析不同路径选择方案下饱和流的稳定性和在满足给定需求下网络饱和流的可靠性.利用实例分析比较了在不同路径选择方案下随机饱和流的分布情况.     

交通网络与通信网络中的路径策略

 交通网络和通信网络在现代生活中扮演着越来越重要的角色,人们几乎每天都会接触到这两种网络,世界各国政府都在加强相关基础设施建设。然而单纯地增加基础设施,例如拓宽道路、增加带宽,并不能满足人们日益增长的需求;更重要的是优化管理,充分利用现有的资源提高这两种网络的运行效率,而提高它们运行效率的关键就是设计合理有效的路径策略。本文介绍了交通网络和通信网络的相同和不同之处,回顾了交通网络中用于指导车辆行驶的路径选择策略和用于指导行人通行的行走策略,以及通信网络的路由策略及算法。通过比较交通网络和通信网络,发现基于全局信息的策略均好于基于局部信息的策略。然而由于受到网络规模的限制,基于局部信息的路由策略更适合应用在通信网络上。基于全局信息的路径选择策略更适合应用在交通网络上。