无线网络控制系统时延的计算方法

为了研究由于无线网络的介入而给控制系统带来的时延问题.提出了把无线线性网络中数据包的跳跃现象建模为无限脉冲响应模型的方法,通过对具有三个数据包系统跳跃属性的分析,证明了模型的正确性.以此模型为基础,讨论了数据包的解耦问题.通过无线网络的链接模型及凸函数的性质之间相关联的方法,构造了数据包时延与等待时延和每一跳长度的函数关系;根据此函数,把传输两个数据包时延的计算方法推广到传输三个数据包的网络中,最后应用于具有n个数据包的无线网络中,给出第i个数据包最优时延的计算公式,证明了时延的收敛性.给出的链接模型和时延计算公式有效地解决了无线网络诱导时延问题,提高了网络控制系统的稳定性.     

基于RED的网络拥塞控制算法研究及改进

随机早期检测(Random Early Detection,RED)算法是为TCP流设计的一个主动队列管理机制,能在一定程度上缓解网络拥塞.在RED算法中丢包率与包的大小之间是独立的,这就造成了对小包的歧视.在packet size算法中,通过对RED算法进行适当的改进,体现了丢包率和吞吐量之间的公平性.在此基础上进一步分析,用平均包的大小来影响丢包率以提高网络性能.仿真实验表明该算法对网络拥塞控制具有较好效果.     

无线网状网络的COPE优化方案简

COPE协议成功地把网络编码应用于实际之中,但COPE协议对节点编码数据包的要求限制了系统吞吐量的提升。针对该问题,在COPE的基础上提出了优化的ECOPE协议。通过对网络中常见的一种拓扑结构进行分析,降低节点编码数据包的限制,使输出队列中的数据包被编码的可能性增大,增加节点编码的数据包个数,减少网络中成功发送1个数据包需要的传输次数,从而提高网络的吞吐量。通过改变节点输出队列的长度,找出输出队列与数据包传输消耗的关系,减少发送数据包消耗传输次数。仿真结果与理论分析相符合。     

一种基于微分的网络流量控制方法

网络流量过大和网络数据包队列不合理是引起网络阻塞的重要原因．文章首先探讨了网络流量的控制模型,模型用微分形式表述了客户端的窗口行为,并定义了网络数据包丢失的概率．然后分析了如何通过微分形式,并结合控制系统以及网络数据流量的模型,对网络数据包的队列进行控制的问题．结果表明,用这种控制系统的模式,用输入量输出量作为参数,结合中值定理对网络数据包的发出进行有效地控制,可以适当改善网络利用效率．     

Preventing Dropping Packets Attack in Sensor Networks： A Game Theory Approach

Focusing on dropping packets attacks in sensor networks, we propose a model of dropping packets attack-resistance as a repeated game based on such an assumption that sensor nodes are rational. The model prevents malicious nodes from attacking by establishing punishment mechanism, and impels sensor networks to reach a collaborative Nash equilibrium. Simulation results show that the devised model can effectively resist the dropping packets attacks（DPA） by choosing reasonable configuration parameters.     

高损耗无线网络中基于网络编码的广播重传策略

利用网络编码减少无线传输信息量的原理,结合高损耗无线广播丢包特点,提出多接收节点情况下网络编码组合重传的方法,给出基于网络编码的高损耗无线网络广播重传策略。通过对广播节点保存的信息接收情况矩阵进行丢失概率排序得到新的接收情况矩阵,再按照基于网络编码的多节点编码组合定理寻找满足可解性条件的丢失包组合。对于广播节点,将丢失包组合存入发送序列,进行编码组合,广播发送;对于接收节点,得到编码组合包,进行解码操作,解出丢失包。理论分析结果表明：策略中的编码信息包在所有接收节点具有可解性,可以达到重传目的。模拟测试表明：不同的节点丢包率和广播接收节点数目下,与逐个重传的策略相比,发送次数显著减少。尽管节点需要更大的计算能力,但是可以接受,策略可行。     

采用P4的数据平面NAT-DP技术方案

针对协议转换（network address translation protocol translation,NAT PT）技术服务于 IPv4和IPv6节点之间的通信,无法实现多协议节点之间的数据包通信,缺乏协议扩展功能的问题,提出一种基于P4的网络地址 可编程数据平面协议转换（network address translation programmable data plane protocol translation,NAT DP）技术方案。该方案运用可编程协议无关报文处理语言完成解析器、控制流和匹配动作表的定义,实现多协议数据包在数据平面的解析、协议转换与重组。实验结果表明,该技术方案可以有效解决NAT PT的协议扩展性问题,并使管理员在数据平面实现协议转换机制的可重配置。     

基于队列的处理器亲和机制及在网络转发中的应用

提出一种新的基于多报文队列的处理器亲和机制,与传统基于网络接口的亲和机制相比,消除了多处理器对共享资源的竞争,优化了处理器的CACHE行为,降低了互斥锁的影响范围,能够有效提升多核处理器系统的网络转发处理能力.试验结果显示,在复杂网络环境下,基于队列的亲和机制报文转发性能较传统基于接口的亲和机制提高了1.8倍.     

一种高效的安全数据包过滤算法

基于网络编码技术,通过计算收到的数据包的线性相关性来判断其是否为非创新包,并检测它们是否为污染包,以阻止恶意节点的攻击行为,提出一个抗熵攻击和污染攻击的数据包过滤算法.分析和实验结果表明,给出的数据包过滤算法安全,并且能有效减少网络负载、提高传输效率.     

一种适用于实时多媒体业务的随机早期检测算法

针对随机早期检测算法(RED)可能连续丢弃同一数据流分组的问题,提出了一种适用于实时多媒体业务的主动队列管理算法.在网络未发生拥塞时,该算法以一定的概率丢弃到达的分组.在丢弃分组时要根据瞬时丢包率判断该数据流最近的分组丢弃情况,如果最近丢包率比较高则放弃丢弃,避免连续丢弃该数据流的分组,以保证多媒体应用的服务质量.在网络拥塞时,丢弃部分数据流的分组,避免了因拥塞造成的大部分多媒体应用同时中断.实验结果表明,不论网络是否拥塞,所提算法都能为实时多媒体应用提供较好的服务质量.     

A mechanism based on reputation in P2P networks to counter malicious packet dropping

In P2P (Peer-to-Peer) networks,some malicious peers can impact on overall networks performance.One of the malicious behaviors of these peers is malicious packet dropping.In this paper,our focus is to detect and to exclude peers that misbehave by dropping some or all packets.Here,we propose a reputation-based mechanism for solving the problem efficiently.The proposed mechanism uses both direct reputation information and indirect reputation information to compute comprehensive reputation of a peer.At the same time,history reputation information is also taken into account to provide faults tolerance capability and we regulate the imprecision based on the fact that the cause of packet dropping can be complex.Finally,the peers with bad comprehensive reputation can be detected easily and then will be excluded from the network.In this way,our proposed mechanism improves the performance of P2P networks without increasing computational overhead.     

变长分组Banyan网中排队的神经网络调度

提出了适用于变长分组情形下进行调度的系统结构;给出了分组调度的具体原则;基于所给出的调度原则,研究了利用Hopfield神经网络实现优化调度的方法和在硬件电路上的可实现性,仿真实验表明了所给调度方法的有效性。     

N次随机丢包的被动队列管理算法

针对主动队列管理参数设置敏感、消耗大量资源等问题,提出了N次随机丢包的被动队列管理算法.当队列满时,根据当前网络中与路由节点链接的发送端数目,决定丢弃数据包N的值,然后再采用改进的随机丢弃策略丢弃N个数据包.新的算法与其他被动随机丢弃策略相比,克服了弃尾队列管理的缺陷,能够更快地响应网络拥塞,提高了网络传输性能,同时也能够在一定程度上保证公平性,NS2仿真表明了算法的有效性.     

抗污染攻击的流内安全网络纠错编码

传统的网络路由并不能达到多播网络中"最大流-最小割"定义的Shannon容量限,而网络编码很好地解决了上述问题,在增大吞吐量的同时还可以均衡网络负载,提高带宽利用率.但是当网络中存在恶意攻击时会引入错误数据包,在线性网络编码操作下会带来数据包的"错误扩散",不仅影响网络性能,还会造成资源的严重浪费.因此如何在优化网络传输性能的同时提高通信网络的安全性成为目前亟待解决的问题.本文采用基于同态校验的线性网络纠错编码机制进行差错控制,拟解决多播网络中的污染攻击问题,对安全性能以及传输性能进行了分析.仿真结果表明基于同态校验的网络纠错编码能够在不破坏数据包编码规则的前提下及时地进行错误的检测和纠正,得到较好的差错控制性能,能够对抗网络中恶意节点引起的污染攻击问题.      

基于公平策略的核心无状态公平队列算法

提出了一种基于公平策略的CSFQ (Core-Stateless Fair Queueing )算法,通过动态阈值缓存管理机制,根据缓冲资源的占用率和数据流的到达速率共同决定丢包概率,减少了无谓、不公平丢包现象.根据非响应流UDP数据包空间分布特点,当网络拥塞时增加CHOKe机制对缓存进行管理,有效解决了响应流TCP和非响应流UDP之间的不公平问题.NS仿真实验表明,该算法在现实网络环境下能显著提高缓冲资源的利用率,保证了带宽在TCP、UDP数据流之间的公平分配.     

多包传输机制下航空发动机分布式控制系统故障检测

考虑航空发动机分布式控制系统中,传感器与控制器间采用多包传输机制,传感器节点将测量数据封装为多个数据包发送给控制器,在每一采样时刻,同时产生的多个数据包只有一个能够发送,不能发送的数据包则被数据总线丢弃,针对这种情况,设计了神经网络预估器,用预估值来更新未被传输的数据包,使多包传输分布式控制系统"变为"单包传输分布式控制系统,建立了基于状态预估的多包传输分布式控制系统模型,构建了相应的故障观测器,将观测器误差系统看成一个离散周期系统,并应用周期系统稳定性理论推导了神经网络预估器和故障观测器能够稳定工作的条件。最后,给出了具体的故障检测步骤,仿真结果验证了所提出的故障检测算法的有效性。     

一种报文二层预处理策略在高速NIDS上的应用

为了降低高速NIDS的丢包率和漏报率,提出一种在NIDS上应用报文二层预处理的策略.在报文二层预处理阶段,分别进行报文头匹配、报文净载部分匹配两层预处理,将可疑报文争对应的候选规则反馈给全报文匹配模块.在全报文匹配模块中只匹配候选规则,以降低NIDS的规则匹配开销.实验结果表明,应用该策略后,在高速网络环境下能降低Snort 2.8的丢包率50%以上,降低漏报率60%以上.     

一种基于NP4GS3的增强SRED算法

作为一种典型的AQM算法，SRED采用一种负载相关的概率采丢弃报文，使得路由器队列长度处于一个较低的稳定值，从而获得相对稳定的网络延时．但SRED算法在设计初始丢弃概率函数时不能保证函数曲线的平稳过渡，这将导致路由器队列长度不稳定以及不必要地丢弃报文．对SRED算法的缺陷进行了理论分析，在此基础上设计了一种增强的SRED算法：E-SRED；同时，分析了AQM机制在IBM的网络处理器NP4GS3中的实现机制，提出了E—SRED算法在NP上的实现方案，给出了方案实现的完整伪码描述．图4，参11，     

MANET中基于多点中继的路由协议研究

MANET网络中的路由协议大多是采用洪泛的方式进行路由查找。如AODV,在节点密度较大的情况下容易造成网络堵塞;当路径发生断裂时,也是以广播RREQ封包来重建路由,修复速度较慢,同时也会产生更多的网络控制封包。因此在AODV的基础上,以多点中继的广播机制来减少广播封包,并利用2跳的邻居表进行路径的局部修复来设计新的路由机制。模拟实验证明该协议能够减少网络中的封包,快速有效地修复路由,提高网络的性能。     

基于组合智能算法的无线网络信道分配机制

针对当前无线网络信道分配方法易出现干扰, 网络吞吐量小等缺陷, 设计一种基于组合智能算法的无线网络信道分配方法. 首先对无线网络信道分配的原理进行分析, 构建无线网络信道分配模型; 然后采用遗传算法产生无线网络信道的初始分配方案, 并引入粒子群优化算法对无线网络信道的初始分配方案进行精细搜索, 得到合理的无线网络信道分配方案; 最后在MATLAB 2016平台对无线网络的吞吐量、 网络延迟、 数据传输丢包率进行仿真测试. 仿真结果表明, 该方法大幅度提升了无线网络的吞吐量, 网络延迟和数据传输丢包率远小于单一的遗传算法或粒子群优化算法, 改善了无线网络的通信性能.