数据中心网络多路径路由算法

数据中心网络流量分布的不均衡增加了网络拥塞产生的可能性,由于数据中心网络的流量特性,使得传统IP网络的流量工程方法不一定适合。该文在SDN/OF(software defined network/OpenFlow)的结构下,提出了一种基于多路径传输的动态路由算法(dynamic routing algorithm based on multipath propagation,Dramp)并作为SDN/OF结构中应用层的流量均衡策略。该算法在重新定义链路关键度并求解链路权值优化问题的基础上,能充分利用数据中心网络中存在的冗余路径,在完成细粒度流量均衡的同时,能很好地克服控制器的计算开销,完成路由优化的目标。通过在Mininet仿真平台中部署并进行仿真实验,与等开销多路径路由算法ECMP(equal-cost multi-path)以及GFF(global first fit)路由算法相比较,结果展示了Dramp的优越性能,同时证明了在数据中心网络中采用Dramp作为流量工程的解决方案更简单、更实用。     

基于蚂蚁算法的拥塞规避路由算法

对业务提供服务质量(QoS)保证,是提高网络效率的重要方法。现有网络常用的路由算法(比如链路状态路由算法)都不具有拥塞响应机制,当一条链路即将或者已经发生拥塞时,只有简单的丢弃数据包。提出了一种基于蚂蚁算法的拥塞规避路由算法。该算法加速了蚂蚁路由算法探索最优路径的过程,并且能够对链路的拥塞状态做出快速反应,分散流量,以避免链路的拥塞。通过仿真,结果表明:该算法在数据包传输时延和网络丢包率性能上,比现有的链路状态路由算法具有明显的优越性。     

BGP网络的域间瓶颈预测算法

为减少Internet域间路由协议(BGP)按策略进行最优路径选择时可能引起的ISP(Internet Service Provider)域间或域内链路拥塞,提出瓶颈区域预测算法.该算法充分考虑域间流量的影响,以利用率最大链路作为瓶颈链路,分析更新消息对域间流量负载平衡的影响,并采用增量更新的机制进行域间路由信息的更新和传播.仿真结果表明,该算法可有效减少域间和域内链路拥塞.     

SDN中DDoS攻击的高效联合检测和防御机制

为解决软件定义网络(SDN,software-defined networking)控制器所面临的DDoS攻击问题,本文提出一个高效率的联合检测和防御机制.联合检测部分采用改进自组织映射(SOM,self-organizing mapping)算法和多维条件熵算法相结合,通过对自组织映射算法的改进,与多维条件熵算法相互提供反馈信息,达到高效联合检测目的.联合防御部分采用常规防御模块与快速防御模块相结合,通过调整优先级的方式针对不同的检测结果采取不同的防御策略.大量实验表明,本文的联合检测机制可以达到95.2%的检测率;与单独的防御机制相比,联合防御机制中控制器的响应时间可以平均降低0.11s.     

一种针对OLSR协议典型攻击的有效防御机制

分析了自组网中OLSR(Optimized Link State Routing Protocol)路由协议的脆弱性以及它可能遭受的各种攻击.针对这些潜在的攻击,将公钥机制和信任模型结合,提出了一种防御方案,该方案结合了以反应式PKI为基础进行的公钥签名和信任评价机制,并阐述了如何通过该防御机制有效地防御攻击,最后,用NS仿真工具对该防御机制进行了仿真,并论证了防御方案的可行性.     

一种基于SDN的自适应多路径负载均衡策略

针对传统多路径路由方法在复杂网络中的负载不均衡、吞吐量低、网络时延等问题,提出一种基于SDN的自适应多路径负载均衡策略(SDN based adaptive multipath load balancing,SDN-AMLB).利用SDN获取全局网络视图的能力,在控制层结合Adaboost算法进行自适应路由计算实现重路由,计算过程中根据网络节点负载、链路负载和数据包大小进行自适应评估并更新路径表,将评估结果引入模型更新分类器参数,通过Mininet工具进行模拟.结果表明SDNAMLB可提高全网数据传输效率和吞吐量,实现网络负载均衡,满足复杂网络环境中用户对网络传输、时延的要求.     

基于拥塞避免的卫星网络路由算法

提出一种基于低轨道和静止轨道星座的双层网络新路由算法, 利用低轨道卫星及其星间链路构成的网状拓扑对星上路由进行计算, 并通过拥塞避免和数据包分类机制进行优化, 解决了卫星网络中由于业务流量大而导致的网络拥塞问题. 仿真结果表明, 该方法降低了网络平均端到端的时延和平均丢包率, 从而提高了网络性能.     

支持多业务传输的天基Mesh网络机会路由优化算法

针对天基骨干Mesh网络业务类型多样、计算能力相对不足的特点以及SOAR路由算法拥塞控制机制不足、确认机制不可靠以及不同业务QoS保障需求有差异的问题,提出了具有可靠联合确认机制并支持多业务传输的机会路由算法。该算法以预期成功传输次数来描述整体链路性能,有效实现了网络负载均衡与链路拥塞控制;算法兼顾多样化业务的传输,设计了一种路由路径自适应调整策略,以实现路径选择与业务类型的自适应调整。仿真结果表明:所提算法可以较好地实现不同业务下传输路径自适应,并且在重负载条件下,该算法相比传统SOAR路由算法在时延、吞吐量和吞吐率性能上提升明显。     

基于SDN流量测量的数据中心多路径传输研究

为了避免链路出现拥塞,针对数据中心流调度策略在进行数据流迁移尤其是大流的迁移容易产生数据流丢包并出现接收端数据包乱序,从而造成网络吞吐量降低的问题,基于SDN/OpenFlow架构,提出了一种采用熔断机制的动态路由算法F-TAM;同时,设计了新的测量方法来获取精确的链路状态时效信息,当算法被触发时能及时计算出合理的熔断时间,从而能充分利用网络中存在的多路径进行负载均衡,并解决了由于传输路径的不同时延所造成的接收端数据包乱序问题.实验结果表明:F-TAM能够利用网络中的冗余链路进行细粒度负载均衡并提升网络吞吐量,且不会出现接收端数据包乱序的问题.     

基于SDN架构的最短路由优化算法研究

本文提出一种基于软件定义的无线Mesh网络路由协议(SDWMR),将软件定义网络(SDN)与无线M esh网络相结合,由具有全局网络视图的逻辑集中控制器负责所有控制决策;首先通过控制器与M esh节点建立初始路径,根据初始路径进行最短路径优化,优化过程由Dijkstra最短路由算法完成;其次将优化后的规则通过初始路径传输到各个底层Mesh节点中．当路径传输大规模流量时本文以分流算法均衡路径负载,从而避免路径拥塞．SDN的引入为无线Mesh解决了路径故障问题,并且提升了路由效率．本文路由协议已使用M ininet-Wifi网络模拟工具仿真,仿真结果表明,在网络吞吐量、丢包率、延迟等网络性能方面SDWM R协议优于已有的路由协议如混合OpenFlow的优化链路状态路由协议(OF-OLSR)、三阶段路由协议(ThreeStage)等．     

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.     

基于域间二维路由的流量工程模型

流量工程是网络资源优化配置的重要手段,域间流量工程是针对自治系统(autonomous system,AS)间链路的负载均衡及利用率优化。目前,互联网的路由都是按照报文目的地址进行的,这使得基于边界网关协议(border gateway protocol,BGP)的域间流量工程在网络拥塞时的调整能力有限。该文在分析了域间流量工程典型场景和需求的基础上,提出了基于二维路由的域间流量工程模型,并提出了域间二维路由流量工程场景下流量放置问题和源地址块切分问题的启发式算法来求解。仿真结果表明:基于域间二维路由的流量工程能够成功解决流量细分问题,并在吞吐量、路径稳定性等指标上均优于基于BGP的流量工程方案。     

一种无线传感器网络跨层拥塞控制算法

在无线传感器网络中节点级拥塞和链路级拥塞同时发生的情况下,引入滑模变结构机制,提出相应的拥塞控制算法.链路级拥塞采取节点输出流量最小的数据包优先进行传输的原则;节点级拥塞利用主动队列管理方法实现拥塞控制.所设计的控制器实现了MAC层和传输层同时进行拥塞控制的目的,使整个网络中的节点根据局部的拥塞状态调整数据发送速率,同时自适应地分配MAC信道,利用Lyapunov函数证明了算法的有效性.仿真结果表明该算法有效缓解拥塞的发生,大大降低排队时间.     

低开销的片上网络无关容错路由策略

现有容错路由技术大多依赖重路由的解决方案，通过绕行方式避开故障区域，导致故障周围出现流量拥塞；无关路由算法尽管降低了路由开销，但其容错能力有限。针对存在故障节点或故障链路的片上网络，在网络资源受限的情况下，提出了一种不需要提前构建绕行路径的无虚通道低开销无关容错路由策略(OFTR)。当检测到当前节点与目标节点对之间无故障时，采用FTOE-APA规则路由数据包，实现了路径选择的多样性；当检测到节点或链路故障时，根据源节点、当前节点以及目的节点的相对位置关系动态修改输出端口的优先级，使数据包可以通过最短路径转发，最大限度地减少重路由。OFTR路由策略通过改进的奇偶转向规则和动态改变输出端口的优先级既避免了网络死锁，又降低了数据包进入故障周围的概率。仿真结果表明：OFTR路由策略降低了网络平均延迟，节约了网络开销，与其它确定性容错路由算法相比，饱和吞吐率平均提高了8%以上。     

基于SDN的QoS多播网络仿真

多播为计算机用户提供了高效率的传输方法,有效地解决了网络拥塞,然而在复杂的网络环境中,多播的路由协议还需要通过分散部署,没有一种完善多播运行管理机制。针对上述问题,提出了一种基于SDN机制的解决方案,利用SDN网络架构高效灵活的管理网络中的多播路由协议,在基于Qo S的约束JIA多播算法基础上提出了更优的KL-JIA多播算法,设计了基于BGP协议网络的仿真实验,SDN网络将根据实际情况下发多播路由算法,实验取得了理想的效果,验证了SDN下发多播算法的正确性。     

基于HWMP协议的无线Mesh网络多路径路由策略

IEEE 802.11s提出的HWMP(hybrid wireless mesh protocol)路由协议不能有效解决网络拥塞,本文提出一个基于HWMP多路径路由策略。该策略通过设置节点前向邻居节点的链路状态参数、路径的期望传输效率来寻找处三条最优路径。实验发现,多路径路由策略不仅提高了网络吞吐量而且降低了端到端延时。     

TCP/UDP业务拥塞问题的研究

随着UDP（User Datagram Protocol）业务的增加，网络拥塞出现了新问题。当网络发生拥塞时，UDP业务非公平的占有网络带宽，导致TCP业务性能下降。文中提出了基于MPLS显式路由机制和流量中继主干线解决TCP／UDP业务之间的不公平竞争网络带宽资源问题的策略，并进行了网络仿真实验。仿真结果表明：用基于严格显示0路由的流量中继主干线来分离TCP和UDP业务流。TCP／UDP业务的拥塞状况有所改善，业务性能有较大提高。     

网络多链路出口路由优化调度方法的改进

对网络多链路出口路由进行优化调度的过程中,传统的路由调度方法只分析了网络拓扑结构,容易出现链路拥塞的情况,忽略了网络流量特征,增加了队列长度与通讯时间,调度效果不佳。提出基于N元非合作模型的网络多链路出口路由优化调度方法,依据路由表空间串行流量调度的状态,对多链路网络的抽象拓扑进行设计,获得多链路网络流量能否经过链路的判断,通过非合作性理论在单控制节点中从多选择域中获取渐进次优解,使得路由数据流从单控制节点映射至多链路出口时可以保持各链路上的流量均衡。引入链路因数对各链路上路由映射的量进行管理,完成对路由调度的改进分析。实验结果表明,所提方法不仅具有很高的调度效率,而且调度均衡性和资源利用率较优。     

网络多链路出口路由优化调度方法的改进分析

对网络多链路出口路由进行优化调度的过程中,传统的路由调度方法只分析了网络拓扑结构,容易出现链路拥塞的情况,忽略了网络流量特征,增加了队列长度与通讯时间,调度效果不佳。提出基于N元非合作模型的网络多链路出口路由优化调度方法,依据路由表空间串行流量调度的状态,对多链路网络的抽象拓扑进行设计,获得多链路网络流量能否经过链路的判断,通过非合作性理论在单控制节点中从多选择域中获取渐进次优解,使得路由数据流从单控制节点映射至多链路出口时可以保持各链路上的流量均衡。引入链路因数对各链路上路由映射的量进行管理,完成对路由调度的改进分析。实验结果表明,所提方法不仅具有很高的调度效率,而且调度均衡性和资源利用率较优。     

匿名系统中统计分析攻击及防御策略研究

研究了匿名系统中固定重路由路径发送策略和变化重路由路径发送策略的安全漏洞,提出了相应攻击模型及攻击算法;采用概率分析的方法分析了攻击模型的有效性.为了防御以上攻击,提出了动态固定重路由路径策略,分析结果表明,采用该策略发送信息的发送者可以获得较高的匿名度.