基于BF的单向网络性能抽样测量技术

针对在进行网络单向性能测量时,存在抽样效率不高和报文标识均匀性差等问题,提出了一种基于BF(Bloom Filter)的单向网络性能抽样测量框架及算法,解决了在不同测量点对上从大量背景流量条件下的抽样有效性和报文标识有效性问题.仿真性能表明,待测报文抽样效率与BF理论分析值偏差为0.5%,且报文标识冲突比例仅为3.5%左右,软件实现抽样时间开销为O.1μs量级;该抽样测量技术十分适合于从大量背景流量中快速抽样出少量待测报文,从而有效地测量出诸如单向传输时延、时延抖动及单向报文丢失率等重要网络性能参数.     

分布式环境下改进的Bloom Filter过滤技术

分析了Bloom Filter技术在特殊的分布式系统———P2P系统中的应用.基于Bloom Filter提出了一种新的Division Bloom Filter(DBF)技术,DBF技术采用了一组相互独立的哈希函数来计算数据对象的地址序列,然后使用这组地址序列将数据对象存储到一个分片的位向量中,所以DBF技术可以有效减少数据对象的存储空间.实验证明,DBF不仅可以解决Bloom Filter在分布式环境下的动态更新问题,还可以有效减少BloomFilter的错误率以及改善其稳定性.最后还使用数据压缩技术进一步减少在P2P系统中使用DBF技术的结点间通信代价.     

多路平衡型矩阵Bloom Filter

海量数据的高效表示和查找成为目前存储系统面临的重要挑战.针对存储系统中大规模动态数据集的表示和查找效率问题,提出一种多路平衡型矩阵Bloom Filter结构(M-BMBF)及其插入和查询算法.M-BMBF根据数据集合大小建立一个r×m矩阵型Bloom Filter,设计多个定位哈希函数将该矩阵Bloom Filter分为多组(多路)以实现平衡插入和高效查询操作.为减缓Bloom Filter中比特的消耗速度,使用一种"最长位匹配"填充算法,新元素的插入将从多路备选Bloom Filter中选择新置为1比特个数最少的Bloom Filter中进行.实验结果表明,相较典型拆分Bloom Filter,M-BMBF能在维持算法消耗时间为常量的基础上,有效节省存储空间,降低误判率.     

基于下一跳变化的细粒度路由事件识别方法

针对传统基于BGP路由表或更新报文的路由事件识别方法由于路由更新报文噪声以及路由表采集时间间隔的限制,在路由事件识别精度和时间粒度方面存在一定局限性的问题,基于下一跳路由变化矩阵进行路由事件识别,通过BGP路由表和更新报文信息构建细粒度的路由状态变化矩阵,利用矩阵分解方法实现短时隙大规模路由事件的识别,并加以条件限制规避了影响范围较小的本地前缀事件.由于所处理的数据超过1TB,因此构建了近实时批处理的数据分析框架,并通过将此方法运用于已知的路由事件中,实验结果验证了该方法的有效性.     

一种改进的基于飞鸟迁徙的Ad hoc网络路由算法

通过对一种基于飞鸟迁徙原理的Ad hoc网络组网算法的研究,发现该算法中的信标报文发送、路由恢复等设计存在缺陷,从而产生网络负载增加、路由重建效率低下等问题,严重影响了路由算法的效率。针对信标报文发送存在的问题,设计了新的信标报文发送策略,该策略综合考虑了结点的移动距离、移动方向、 移动范围内的结点密度等影响因素,并通过和一个新增加的心跳报文一起工作,来改善原算法中存在的问题;针对路由恢复存在的问题,通过在协议运行过程中生成一个应急路由表来避免原算法中的报文回传策略,从而提高原算法的效率。仿真表明,新算法能有效克服原算法的问题,降低了路由开销和平均时延,提高了成功率,网络的整体性能进一步得到提升。     

异构带宽约束的动态源组播路由

提出异构带宽约束的动态源组播路由(heterogeneous bandwidth-constrained dynamic source multicast routing, HBMR). 为了支持组成员的动态性和异质性,收集了组播树分布信息和组播树上节点的最大可接收能力信息. 并设计了一个基于该信息的异构带宽约束的动态源组播路由算法. 仿真实验结果表明,HBMR不但解决了异构带宽约束费用优化的动态组播路由问题,而且在路由成功率、路由消息开销和组播树占用的带宽资源等方面的性能都有综合提高.     

基于Ad Hoc网络的安全路由技术的研究

为防止Ad Hoc网络路由消息的伪造和篡改问题,本文提出了一种安全有效的路由方案SERS（Secure and Efficient Routing Scheme）.在DSR（动态源路由协议）中引入了安全机制,在尽可能降低网络资源消耗的基础上,采用SUCV（statistically unique and cryptographically verifiable）标识符避免密钥分发问题,并运用公钥PK与IP地址的绑定来完成密钥分发过程,使用公钥PK与IP地址的绑定来完成密钥分发过程,使得没有密钥的节点不可能伪造报文.使用基于端到端的认证和基于对称密钥的认证检测出被篡改后的报文,从而保证路由消息的不可伪造、并防止其它节点对消息的篡改.实验结果表明,采用该方案能够满足设计的要求.     

面向软件定义网络的流表优化方案

针对目前软件定义网络中细粒度的流匹配机制造成的网络流表项空间开销和查询开销爆炸式增长等问题,提出了一种全新的基于布隆过滤器(Bloom Filter)的多级流表结构。该结构为混合流表结构,采用Bloom Filter多级流表结构来存储流表项,主要着眼于提高软件定义网络(SDN)交换机流表的容量和加快流表项的匹配速度;在流表项语义层面,设计并实现了控制器与SDN交换机之间的中间适配层模块来解决语义冲突问题。基于真实流量的实验结果表明,在规则占用空间上,与传统流表相比,Bloom Filter在流表越精细的情况下优化比率越高,最高可达90.7%。随着流表项规则的增加,匹配耗时优化效率提高,匹配时间最多可减少99.4%。该问题的解决可望为SDN网络的大规模实用化部署奠定数据层面的基础。     

MP-BGP协议在MPLS-VPN中的应用浅析

通过扩展BGP协议的Community属性为RT,同时还增加私网label和RD后形成的MP-BGP协议,很好地解决了路由转发中冲突问题,从而实现了路由和报文的顺利快速转发。     

基于网络结构及节点活动网络的PSN协议

将网络关联结构和位置匹配的思想引入到公共交换网络(PSN)的路由协议设计中, 从全局搜索和局部搜索两方面解决了消息报文的路由问题. 首先, 探索全局搜索时网络关联结构对信息传播的影响, 可知在复杂网络中最有效的传播节点应该是位于网络关联结构的最核心节点, 而不是全局社会度高的节点. 其次, 探讨局部搜索时基于位置匹配度的合理性和可行性. 最后, 提出一个基于社会结构度和节点活动网络的路由协议, 即K核. 报文开始时在全局社区进行转发, 将报文转发给处于网络中心位置的节点, 直至找到转发报文的节点位于报文目的节点的附近, 再根据该附近区域的节点位置匹配度进行转发报文. 与经典协议相比, 该方法可以保证在几乎相同的报文延迟基础上, 实现更高的投递成功率及更少的花费.     

基于CBF流抽样的网络安全

现有网络中常存在DDOS、恶意端口及IP扫描、蠕虫等异常产生大量的只包含1个数据包的流量.针对高速网络流量特点及网络异常导致的流量突然上升,提出了一种改进的基于CBF的流抽样算法.该算法对定长时间内到达的数据包进行固定数量的抽样,使抽样率能适应于流量变化,并可控制资源的消耗,尤其当泛洪攻击、DDOS攻击等导致大规模异常网络流量出现时,能有效保护路由器的处理器和内存资源以及传输流记录所需的带宽资源,同时又不失简单性和准确性.     

基于CUSUM的自适应攻击检测

为了能够快速发现DDoS攻击,尽量减小或避免其危害,基于CUSUM算法,以发送和接收数据包数量比例为特征量,提出一种快速的DDoS攻击检测算法.并通过动态调整期望值和警告阀值,使算法具有更好的适应性,能够运用于不同的网络环境.最后通过实验对算法进行验证.     

一种DTN路由算法

针对DTN长延时、高动态拓扑、节点分布稀疏、频繁断路等网络特性,提出一种基于存储-携带-转发机制的DTN路由算法.该算法的源节点不以建立到目的节点的路由为发送数据的前提,而是在通信范围内选择与目的节点之间传输概率最大的节点,作为数据中继节点,中继节点存储数据,遇到目的节点或更优中继节点进行数据转发,经过逐跳携带转发,最终到达目的节点.在存储-携带-转发过程中,充分利用网络频繁变化的特点,针对到目的节点或更优中继节点的短时局部连通路径,采用Ad Hoc网络路由策略,提高效率.通过NS2仿真表明:所提出的算法具有较好的性能,适合在DTN中应用.     

Fault-Tolerant Design for Data Efficient Retransmission in WiNoC

There is a sharp decline in the network performance when the wireless link fails as a data path in the Wireless Network-on-Chip(WiNoC).To counteract this problem,we propose a fault-tolerance mechanism for the efficient retransmission of data in the WiNoC.When an error is detected in the data transmission process,this mechanism works to feed back the fault information to the source node in real time via fault signal lines.In the source node,the highest transmission priority is assigned to the backup retransmitted data,and the corresponding direct link is positioned to enable the data packet for its efficient retransmission to the destination node,thereby ensuring efficiency in fault tolerance.Additionally,we have improved the receiving port of the wireless router,added the corresponding redundant buffers and mux,and dynamically selected the retransmitted non-faulty data packets to be written to the local router in order to avoid the disorderly retransmission of the data packets.The evaluation results of this paper demonstrate that compared with the methods which are under different fault conditions,this fault-tolerant method drastically improves the data throughput rate,reduces the delay,effectively guarantees the reliability of the network,and improves the system performance.     

高校多出口网络的路由策略研究

在高校多出口的网络中,利用基于目的地址和基于源地址的策略路由,并通过动态路由和静态路由的有效结合,提出了一种改进型校园网多出口路由策略方案．该方案充分利用了路由器和防护墙的性能特性,使网络的出入速度都大幅提升,从一定程度上解决了目前高校面临的多网络出口的一些常见问题．目前该方案在高校校园网中已得以实际应用,是一种行之有效的校园网出口管理的解决方案．     

无线传感网中电池感知的双向搜索路由协议

在无线传感器网络(WSN)中,当有数据流传输时,一些节点会因网络能量分布不均而过早失效,使得源节点不得不通过另一条更长且低效的路径才能将数据包路由至目的节点,从而影响网络寿命.为了延长网络的生存时间,需要设计能量有效的协议,适应传感器网络的特点.提出了一种电池感知的双向搜索路由(battery-aware bi-directional searchrouting protocol,BAR-BIDS)协议,该协议通过改进深度优先搜索,能在网络中已有部分节点因能量耗尽而失效的情况下,找到一条跳数相对较少的路径,从而减少网络中的能量消耗.且该协议能较好感知节点的电池状态,减少节点电池的放电损耗.仿真结果表明,当网络中有数据流传输时,BAR-BIDS协议能较好均衡全网节点的能量消耗、延长网络存活时间.     

一种网络数据包的智能分类方法

各种网络行为都会产生大量的数据包,在没有其它任何先验知识的情况下,如何把数据包分成网络游戏包和非网络游戏包是一件困难的工作.通过对大量的数据包样本进行分析,发现用地址偶对和端口偶对的线性拟合斜率作为模式的两个特征,构造出一个线性分类器,采用Least Mean Square Error(LMSE)算法求解分类器的权向量,进一步利用该线性分类器可以对各种环境下新的数据包准确划分为网络游戏包和非网络游戏包,据此可以控制终端用户网络游戏行为.     

基于MBF的船联网RFID数据流清洗算法

针对船联网RFID数据流因存在冗余数据而影响工作效率的问题,在传统布隆过滤器数据清洗算法的基础上构建了矩阵型布隆过滤器模型,提出了一种改进的布隆过滤器RFID冗余数据清洗算法.实验结果表明,数据流越大,算法的数据清洗效果越明显.     

Bloom Filter技术及应用

Bloom Filter采用位串向量表示数据集合,能够实现高效集合查询的数据结构。首先介绍了标准布隆过滤器的概念和工作原理,然后通过实验分析布隆过滤器的错误率、空间向量和哈希函数数量三者之间的动态相关关系,并对独立空间布隆过滤器和标准布隆过滤器性能进行对比,最后讨论了Bloom Filter的变种及应用。