集中式网络拥塞控制的高效RPL路由协议

针对低功耗有损网络中采用博弈论的网络拥塞控制(game theory based network congestion control protocol, GTNCC)路由算法在路由构建过程中仅仅考虑无线链路质量不能使网络拓扑最优,以及在拥塞控制过程中由拥塞节点的子节点判断是否切换父节点不能快速高效地缓解网络拥塞等问题,提出一种基于多维度量结合的集中式网络拥塞控制(centralized network congestion control based on multi-metrics combination, CNCCMC)路由协议。首先,为了降低网络拥塞发生的概率,CNCCMC路由协议综合考虑了节点剩余能量、缓存占用率、无线链路质量和中继节点当前子节点个数等多维度量完成路由构建;其次,当检测到网络拥塞时,CNCCMC路由协议依据网络拥塞节点进行流量分析和判断的结果采取集中式的方式控制其子节点的切换;最后,在网络拥塞缓解过程中,提出一种“乒乓效应”避免机制。理论分析和仿真结果表明,与GTNCC路由算法相比,CNCCMC路由协议在降低网络拥塞发生的概率、延长网络平均生存寿命和提高网络吞吐量等方面的性能得到了有效提升。     

AD HOC网络中的一种QoS-AWARE多径路由协议

随着多媒体应用的不断发展,在Ad Hoc网络中提供QoS保证具有重要的意义.在研究节点拥塞、节点碰撞等本地信息对QoS路由影响的基础上,提出了一种在Ad Hoc网络中提供QoS保证的路由协议--基于本地信息的QoS-aware多径路由协议QAMR.该协议把带宽作为QoS参数,通过引入节点利用因子和路径利用因子来考虑可行路径处理能力问题和对业务的QoS保证.该协议的路由发现和路由维护算法是DSR协议的扩展.通过仿真和对比分析验证了QAMR协议无论在静态网络和动态网络,都具有很好的性能.     

延迟容忍网络中基于社会属性的负载感知路由

延迟容忍网络中采用中心性作为路由尺度会使部分节点承载过多的网络流量。针对这一问题,提出了一种基于社会属性的负载感知路由算法。使用节点的介数中心性（betweenness centrality, BC）和相似性两个社会属性指标以及节点的负载状况作为选择中继节点的依据,避免了消息传播能力强的节点产生严重的拥塞,均衡了网络流量。仿真结果表明,该算法能够提高网络的交付比率,减小网络的开销。     

基于加权路由策略的复杂网络拥塞控制研究

复杂网络的最短路由策略易导致网络吞吐量低,流量分布不均,在关键节点处产生拥塞.本文提出一种基于加权路由策略的拥塞控制机制,用节点的介数作为节点边的权重,将网络变成加权网络,数据包按加权网络最短路径路由.介数的计算采用基于区域中心节点近似估算法,降低了介数计算的复杂度.仿真结果表明,加权路由策略能有效避开拥塞程度严重的节点,克服了介数较大节点成为网络传输瓶颈的问题,显著改善了网络的拥塞情况,提高了网络的吞吐量和传输能力.     

一种基于辅助路由的拥塞自适应协议

针对现有多跳无线自组网路由协议以被动方式对拥塞进行处理,有可能导致更多的分组丢失、更长的时延和更大的网络开销问题,提出了一种基于辅助路由的拥塞自适应协议（congestion adaptive protocol based on aided-routing, CAPAR）。该协议以主动方式对拥塞进行处理,采取建立辅助路由的方法对发送给拥塞节点的业务流量进行分流,主动避免拥塞的发生,克服了以被动方式对拥塞进行处理所带来的不利影响。给出了CAPAR协议的建立过程,证明了CAPAR协议的正确性,并对其路由存储代价和路由更新代价进行了分析。结果表明,与其他按需路由协议相比,CAPAR减少了重新建立路由所带来的开销和时延,其路由更新代价明显降低。     

保证TCP上下行时间公平的ECN标记算法

在无线局域网络中,针对无线信道的异构性和传输控制协议(transmission control protocol, TCP)闭环拥塞控制的贪婪性,提出了一种基于显式拥塞通告(explicit congestion notification, ECN)标记算法的公平拥塞控制机制(access point congestion control, APCC)。APCC在AP节点结合缓存队列长度和无线信道负载的测量来检测拥塞,依据联合的拥塞测度来实施拥塞控制,通过保证低丢包率和低排队延时得到了高吞吐率;利用ECN显式反馈机制,对通过AP的上行和下行TCP DATA和ACK分组实施ECN标记,实现了上下行公平的双向拥塞控制;同时在多速率信道环境下,依据各流的无线信道速率来调节单流ECN的标记概率,实现不同无线信道速率TCP流之间的时间公平,大大提高了网络的总体效率。     

软件定义航空集群机载网络自适应邻居探测方法

针对航空集群机载网络中优化链路状态路由(optimized link state routing, OLSR)协议周期固定式邻居探测方式不能及时获取节点邻居分布状况,导致路由可靠性不足问题,提出软件定义航空集群机载网络自适应邻居探测方法。首先在现有软件定义网络(software defined networking, SDN)架构基础上,提出航空集群机载网络架构并设计网络模型;其次设计待调节点集合选举算法,以节点移动距离为标准筛选待调节点集合;最后设计邻居探测周期分配算法,为待调节点分配邻居探测周期。通过SDN集中式高效地调整节点邻居探测周期,能够实现对邻节点分布状况的及时有效探知。仿真表明该方法能及时获取节点邻居分布状况,提高了数据包到达率并降低端到端时延和协议控制开销,增强了OLSR协议在航空集群机载网络中的可靠性。     

基于链路状态感知的跨层协议设计与仿真

无线Ad Hoc网络中,TCP拥塞窗口增长速度过快是导致链路冲突和路由失效频繁的主要原因之一,针对此问题,在前人研究基础上,提出一种根据链路冲突状态自适应调整TCP窗口增长机制和路由失效判决策略的跨层协议设计方法.仿真结果表明,该跨层协议能显著的提高系统的吞吐量并减小网络时延,而且能适用于不同拓扑和不同负载的网络.     

基于位置估计的井下无线传感器网络路由算法

井下无线传感器网络中的信标节点无法及时获得能源补充,能量水平总体偏低,结合井下网络的特点研究能降低信标节点能耗、延长信标节点服务时间的路由算法对井下无线传感器网络十分必要.通过对井下传感器网络的能量补充方式和节点移动特点的分析,提出了一种基于位置估计的多跳路由(position estimatebased multi-hop route,PEBHR)协议,该协议通过位置估计的方法帮助节点选择恰当的移动节点作为数据中继快速建立路由路径,从而由能量水平较高的移动节点承担主要的数据转发任务,减少能量水平相对较低的信标节点的负载,从而延长信标节点的生存时间.仿真结果表明PEBHR协议能够降低信标节点的能量消耗,有效延长信标节点的生存时间,有效解决井下节点能量不平衡的问题.     

无人机自组网中基于蚁群优化的多态感知路由算法

无人机自组织网络具有节点移动性强、网络拓扑变化快、数据交互频繁、应用环境复杂等特点, 采用传统的路由算法会使该网络在传输延时、丢包率、路由开销等方面性能均较差, 以至于无法为多无人机协同执行任务提供有效的通信保障。为了解决该问题, 提出一种基于蚁群优化的多态感知路由(ant colony optimization based polymorphism-aware routing, APAR)算法。该算法将蚁群算法与动态源路由算法相结合, 通过感知路径长度、路径拥塞度和路径稳定性, 计算出由路由发现过程得到路径的信息素水平, 并将其作为选路标准, 经过改进的信息素挥发机制也被引入该算法。同时, 根据无人机编队的变化做出合适的调整, 以保证其网络性能不下降。仿真结果表明, 与其他经典算法相比, APAR算法提高了数据包成功传输率, 降低了平均端到端延时, 减少了路由开销, 且在战场环境下有较高的可靠性。     

无线多跳网络中基于QoS的自适应拥塞控制方案

提出的无线多跳网络中基于服务质量(QoS:Quality of service)的自适应拥塞控制方案是从两个方面实现拥塞控制和QoS保证的.一方面,通过控制路由请求过程,为实时业务选择时延较短的路由,为非实时业务选择时延较长的路由来控制拥塞并保证QoS.另一方面,按照QoS等级减小邻居结点的转发业务来增加拥塞结点占用信道的概率,从而消除拥塞并保证QoS.该方案的特点在于综合考虑了拥塞控制和QoS保证,能在控制拥塞的过程中提高服务的QoS质量.论文建立了路由发现成功率、端到端时延和丢包率的性能分析模型,并对提出的方案进行了性能分析.性能分析和仿真结果表明我们提出的方案能够有效的控制拥塞,并保证实时业务的QoS.     

面向双层卫星网络的多业务负载均衡算法

卫星网络中由于卫星高动态拓扑和地面用户分布不均,导致卫星网络易出现区域负载失衡。设计高效的动态路由算法是当前卫星网络的研究热点,为此,提出了一种面向双层卫星网络的多业务负载均衡算法。该算法根据卫星链路上的数据传输量进行拥塞判断,根据链路时延因素和链路负载因素进行负载代价计算,不同服务质量(quality of service, QoS)需求的业务进行不同路径选择,通过分流均衡网络流量。仿真结果表明,该算法能够减少数据包的排队时延和丢包率,提高整网吞吐量。     

改进的低时延全回波Q路由算法

针对传统路由算法不能适应拓扑环境及网络负载变化导致的拥塞问题,提出了一种改进的低时延全回波Q路由算法。改进算法对于原有算法附加学习率因子进行替换,使用调节范围更大、适应性更好、算法性能更稳健的双曲正割算子;改进算法根据不同网络情况自适应地调节学习率,进而提供合理的路由决策。仿真结果表明,该算法可以适应于静、动态拓扑环境,与已有的路由算法相比,改进算法能有效地减少高、低负载时数据的平均递交时间,降低路由间的振荡,提高数据包的投递率,且体现更好的稳健性。     

Distributed QoS multicast routing in networks with imprecise state information

1.INTRODUCTION WiththerapiddevelopmentofInternet,mobilenet worksandhigh performancenetworkingtechnology,itbringsoutextensiveinterestsofpeopleinproviding multimediaandreal timeservicessuchasvideoconfer ence,distanceeducation,entertainmentandsoon.Theseservicesrequirecertainquality of service(QoS)fromthenetworks.Thatis,thereshouldbe guaranteesastobandwidth,delay,delay jitter,ratio ofpacket lossandlowcostduringthedatatransmis sion.Meanwhile,multicastserviceshavebeenused invariousmultimediaap…     

延迟容忍网络中一种基于概率接纳和丢弃的拥塞控制算法

链路的间歇性连通以及稳定的端到端路径的缺乏使得延迟容忍网络（delay tolerant network）中经常采用“存储〖CD*2〗携带〖CD*2〗转发”的方式来保证消息传输的到达率。然而由于网络资源受限,该转发方式下产生的大量的消息副本将造成巨大的资源消耗,最终导致网络拥塞。提出一种基于概率接纳和丢弃（probabilistic acceptance and drop, PAD）的拥塞控制算法PAD。该算法结合了队列长度和输入/输出速率来检测拥塞,各个节点根据当前的拥塞状态来确定接收和丢弃消息的概率,从而实现较小的开销和较高的消息到达率。此外,基于生灭模型构造了消息副本数的连续时间马尔可夫链,并对消息到达率进行了理论分析。理论分析和仿真结果证明,与其他算法相比,PAD算法在保证较小的网络开销和较短的端到端延迟的同时,消息到达率显著地提高了130%以上。     

A new cascading failure model with delay time in congested complex networks

Cascading failures often occur in congested complex networks. Cascading failures can be expressed as a three-phase process: generation, diffusion, and dissipation of congestion. Different from the betweenness centrality, a congestion function is proposed to represent the extent of congestion on a given node. Inspired by the restart process of a node, we introduce the concept of “delay time,” during which the overloaded node cannot receive or forward any traffic, so an intergradation between permanent removal and nonremoval is built and the flexibility of the presented model is demonstrated. Considering the connectivity of a network before and after cascading failures is not cracked because the overloaded node are not removed from network permanently in our model, a new evaluation function of network efficiency is also proposed to measure the damage caused by cascading failures. Finally, we investigate the effects of network structure and size, delay time, processing ability, and traffic generation speed on congestion propagation. Cascading processes composed of three phases and some factors affecting cascade propagation are uncovered as well.