面向软件定义的铁路无线通信网络

针对铁路无线数据通信带宽不足、可靠性不高等问题,提出一种基于软件定义的铁路无线通信网络(RailSDN),将控制平面和数据平面分离,实现跨运营商异构网络协同工作,采用虚拟化技术实现用户的逻辑隔离,为用户提供透明的数据传输服务。基于Markov决策过程建立网络资源调度模型,该模型考虑基础设施网络状态及用户需求等因素,以用户需求的满足程度为优化目标,搜索最优的链路分配决策,将用户需求与网络资源动态适配。测试结果表明:所提出的铁路无线通信网络具有很强的可扩展性,实现了用户需求的弹性定制,提高了网络资源的利用效率。     

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。     

软件定义网络中的快速移动性管理

软件定义网络(SDN)是未来互联网研究领域中的重要课题。该文首先测量和分析SDN中现有的移动性管理方案所面临的问题,包括用户移动过程中数据包时延大和网络控制开销大等;并以减少时延和降低控制开销为目标,设计一种快速移动性管理方案,该方案采用隧道和流表转发相结合的方式来实现移动性管理,减少数据平面与控制平面的交互。模拟实验表明:与SDN中现有的移动性管理方案相比,快速移动性管理方案使得终端移动过程中的数据包往返时延减少了10倍左右,SDN为移动用户而产生的控制开销降低了一半以上。     

Router Stack下的快速转发机制

论述了快速转发机制及其实现,并通过一个快速转发实例详细介绍了fastPathIp.c中实现的供fastPathLib调用的接口函数,并通过分析示例程序中实现的主要函数,具体说明快速转发应用的转发逻辑.证明快速转发应用的实现将大大提高交换机的转发性能.     

软件定义网络的控制器研究综述

软件定义网络中控制层和数据层分离的工作模式为提高网络利用率提供了广阔的空间,作为其核心的控制器技术得到了研究者广泛关注。本文通过分析软件定义网络的典型架构,探讨了控制器在该架构中的核心作用,综述了控制器在可用性、性能、可扩展性及可靠性等方面的研究进展,认为在未来研究中应着重关注SDN基础网络服务功能抽象、SDN控制器性能优化以及将涌现出的新的安全可靠性等方面的问题。     

软件定义网络SDN新型网络架构研究

系统研究了SDN网络体系结构,对SDN中的关键技术和设备进行了分析,构建了SDN实验环境,模拟了SDN通过控制流标实现数据转发的过程,介绍了SDN技术的优势和应用场景,并对SDN网络的发展进行了展望。SDN作为一种新型网络架构,能够将网络的转发功能和控制功能彻底分离,相比较传统的OSI七层架构,在数据转发和网络管理等方面具有明显优势,该技术为未来网络技术革新指明了方向,逐渐受到网络技术研究人员的认可。     

软件定义网络中集群虚拟网络的构建

【目的】随着云计算平台越来越庞大并且呈现出动态化特点,对如何满足多个用户的计算请求而进行有效资源分配,同时保障整个网络的性能进行探索。【方法】首先,提出一种集群虚拟网络(CVN)策略和动态堆排序算法。其次,将联合多个pod构建跨pod集群虚拟网络(CP-CVN),同时保障网络的性能。进而将此网络优化问题公式化为线性规划问题(LP),并提出一种近似对偶算法解决此线性规划问题。【结果】理论分析表明所提出的对偶算法是可行的,实验结果验证对偶算法解决了软件定义网络中的资源分配问题,同时保障网络性能。【结论】理论和实验分析表明所提出的对偶算法是可行的。     

机会网络中转发机制的研究

通过详细描述路由转发算法-传染转发算法的转发过程,分析此种算法存在的不足,提出一种基于转发度量的传染算法,并对该算法进行简要评价。     

软件定义网络发展现状与分析

因特网的出现使世界上几乎所有的东西都能相互联系起来,从而诞生了数字化的社会,给人们的生活与交流带来极大的方便。然而传统的IP因特网结构不仅复杂而且难以管理,表现在根据预先定义好的策略来对网络进行配置是极其困难的。新型的基于控制与转发分离的软件定义网络(SDN)能够有效地改变这种状况。该新型网络能够使网络管理变得容易且还能更好地促进网络的演进。该文介绍了SDN的发展历史、特征及研究方向等,重点对SDN的体系结构、关键技术及应用进行了介绍。     

软件定义网络DDoS联合检测系统

分布式拒绝服务(distributed denial-of-service,DDoS)攻击已成为网络安全的最大威胁之一。传统的对抗方式如入侵检测、流量过滤和多重验证等,受限于静态的网络架构,存在明显的缺陷。软件定义网络(software-defined networking,SDN)作为一种新型动态网络体系,其数控分离、集中控制与动态可编程等特性颠覆了现有的网络架构,为对抗DDoS攻击提供了新的思路。现有基于SDN的DDoS防护方案处于研究的起步阶段,且存在较多问题。针对现有方案中检测周期过小将导致系统开销大的问题,该文提出由触发检测和深度检测相结合的DDoS联合检测方案,将低开销、粗粒度的触发检测算法与高精度、细粒度的深度检测算法相结合,在保障高检测精度的前提下降低了系统的复杂度;同时,在Mininet平台上实现了基于SDN的DDoS攻击检测系统,设计实验对系统进行测试和评估。实验结果表明:该系统具有开销小、检测准确率高的特性,实用价值较强。     

浅谈软件定义网络技术和应用领域

当今,传统的网络结构已经不能够满足对大数据、云计算、虚拟化技术的应用需求。可编程的软件定义网络(SDN,software defined network)作为新兴的网技术,强调数据层面和控制层面分离,根据实际情况在API接口上编写特定的网络互联协议,提高实际网络的灵活性,进而提高网络链路的利用率。     

NDN中快速转发响应机制的研究

命名数据网络(named data network,NDN)是一种以数据为中心的新型网络体系结构.NDN遵循一对一的包转发策略,请求者发送一个兴趣包最多只能接受一个数据包.这种一对一的包转发策略在处理多媒体直播流或在线音频等实时应用时,请求者需不断发送兴趣包才能获得完整的数据包,大量的兴趣包不仅会浪费网络流量、占用大量的待处理兴趣包表的存储空间,而且基于转发信息表的查找次数也会增多.因此,提出一种一对多的包转发策略,请求者发送一个兴趣包就能接收多个数据包,来提高实时应用下整体网络的性能,并通过仿真实验证明一对多包转发响应机制确实比一对一转发策略性能更优.     

基于软件定义网络的恶意网站防护系统

 基于恶意网站防护及软件定义网络等相关技术,设计了基于软件定义网络的恶意网站防护系统,通过多组实验验证该系统各模块功能,并将系统部署于真实的校园网环境。实验结果表明,基于软件定义网络的恶意网站防护系统能有效防范恶意网站的攻击,为对抗恶意网站攻击提供良好的技术支持。     

软件定义网络中低成本流量数据采集算法

因为网络测量在软件定义网络中扮演着非常重要的角色,所以越来越多的测量算法相继被提出。根据测量方式,这些算法被分成两类:周期测量和自适应测量算法。无论何种算法,如果为每一个流量都发送数据采集请求会产生很大的通信开销,进而增加交换机的负载。为了降低采集流量数据的通信开销,该文首先提出一种基于非线性整数动态规划算法OpenCost,来决定每个流量的数据通过哪个交换机来采集。其次,为了降低算法的运行时间,提出一种贪心算法来近似求解上述最优化问题。最后,为了评估算法性能,搭建了仿真环境并进行了详细的仿真测试。测试结果表明:与其他流量数据请求算法相比,优化算法OpenCost可以降低系统采集流量数据通信开销的55%。     

软件定义网络多控制器部署优化方法

目前软件定义网络（software defined network,SDN）多控制器管理的研究重点和难点在于多控制器部署,合适的控制器数目和合理的部署位置能够实现低延迟和高可靠性的折中。在网络拓扑图上将部署位置问题简化并形式化,定义了可靠性和延迟指标,设计了多控制器部署位置求解算法（multi-controller placement location algorithm,MCP）。MCP通过遗传算法将网络划分为多个子网,并在每个子网中放置一个控制器,以最大化网络可靠性和最小化路径延迟为目标,通过模拟退火算法确定控制器在每个子网中的位置,经对比实验验证了MCP生成的部署位置方案在可靠性和延迟上的性能优势。以可靠性和延迟为评估指标,基于MCP测试了各种网络规模的最合适控制器数目,并分析得出最合适控制器数目与网络规模之间的统计规律。     

一种面向NTN网络转发模块的研究实现

NTN(node-to-node)横联远距离无线移动通信系统转发模块是基于MAC地址转发原理,每个节点维护一张包含下一跳节点信息的路由表。文章在当前无线自组网路由协议的理想要求上,比较路由协议的常规问题,分析转发模块设计方案的特点,同时从6个方面研究转发模块。测试结果表明,该MAC协议转发模块可实现全网MAC的学习、转发路径的计算、拓扑去环功能,支持横联内部设备相互通信、外设与外设通信。     

基于P4的软件定义网络实验教学方案设计

为了增强软件定义网络课程实验的灵活性和可扩展性,使用Mininet模拟器作为基础架构,并结合P4语言,搭建了基于真实操作系统内核的轻量级虚拟化实验环境。以通过编写P4程序来实现集中控制交换机数据转发的实验为例,介绍了P4语言的主要组成部分以及用法,展示了实验环境中网络拓扑的配置、路由的配置、P4程序的编写和用户交互流程。     

基于软件定义网络的卫星网络路由预置方法

由于卫星网络所拥有的节点负载有限、拓扑变化频繁、通信距离长等特点,常见的动态路由算法在卫星网络上存在路由无法收敛、丢包严重和传输延迟较大等问题.为此,本文提出了一种基于软件定义网络(Software-Defined Network,SDN)的卫星网络路由预置方法.利用卫星网络的运动规律性,由控制器根据网络拓扑变化情况预先计算路由路径,并在卫星链路断开前为相关卫星节点下发新的路由条目,卫星节点在拓扑发生变化后按照新的路由条目转发数据报文.实验表明:本文方法在180个节点的卫星网络中,端到端时延约为100 ms,丢包率约为0.3％,与OLSR相比,延迟和丢包率均降低了90％以上,可以较好地支持大规模星群系统的通信.     

基于软件定义网络的DDoS攻击检测方案

分布式拒绝服务(distributed denial-of-service, DDoS)攻击是网络中的常见威胁,攻击者通过向受害服务器发送大量无用请求使正常用户无法访问服务器,DDoS逐渐成为软件定义网络(software-defined networking, SDN)的重大安全隐患。针对SDN中DDoS攻击检测问题,提出了一种粗粒度与细粒度相结合的检测方案,使用队列论及条件熵作为到达流的粗粒度检测模块,使用机器学习作为细粒度检测模块,从合法包中准确检测出恶意流量。实验表明,在使用Mininet模拟SDN网络的环境中,方案可准确检测出DDoS攻击。     

面向Java多线程机制的软件重构方法

针对Java语言中Thread和Executor两种线程机制在线程管理模式、代码编写量和性能上的不同,提出了一种面向Java多线程机制的软件自动重构方法,该方法可以实现Thread和Executor之间的自动重构转换,进而帮助程序员选择更适合的线程机制.在Eclipse JDT环境下实现了从Thread到Executor的自动重构工具Rethreader.在实验中,使用Rethreader对JGF基准测试程序套件中的Series、Crypt、Lufact、Sparsematmult和Montecarlo等基准程序进行了重构测试,实验结果表明,Rethreader可以在小于1 s的短时间内实现从Thread到Executor的转换.