D-Spillover 负载均衡的算法研究

【目的】通过研究一种基于流量溢出效应的动态负载均衡（Dynamic load balancing based on spillover，D-Spillover）模型与算法，为当前动态负载均衡不能从网络整体资源利用角度将富裕带宽贡献给其他流量，造成资源浪费的问题提供解决方案。【方法】对网络数据流进行粒子化最优分解，利用粒子群寻优法，以粒子化等比例利用带宽，结合非线性时间序列分析方法，按比例节点数据流溢出后动态调整分发的负载均衡算法和策略，实现每一个时间段、每一个节点上宽带的最大利用化与均衡转发，充分利用网络的带宽,最大化发挥网络设备性能。【结果】D-Spillover负载均衡机制在任何时间段能让流量均匀分配给等比例接口容量，每一个接口都会性价比的利用带宽，流量分布比较均衡。【结论】根据网络的需要，将D-Spillover负载均衡机制运用在网络负载较重的数据中心设备中，有利于整个网络的优化。     

基于层次模型的kNN查询处理算法

针对当前基于二级网络模型的数据流k-最近邻(kNN)查询中网络流量大、查询结点负载重的问题,提出了一种新的网络模型,将二级网络模型扩展到更通用的层次网络模型。该模型改进了查询算法,在远程节点与查询节点间布置多个中间节点,以处理数据,降低网络数据传输量,减小查询结点的负载。理论分析和数值实验表明新算法能取得较好的结果。     

负载自适应的数据流流量测量算法

针对现有的数据流流量测量算法负载适应性不佳的问题,基于计数型布鲁姆过滤器,提出了一种负载自适应的数据流流量测量算法LACBF(load-adaptive counting bloom filter)。采用真实的网络流量数据,对LACBF算法的性能进行了仿真验证,结果表明,LACBF算法能够在网络流量动态变化的情况下获得比现有算法更小的测量误差。     

智能电网中基于平衡树的无线Mesh接入网络路由算法

在智能电网(smart grid,SG)接入层的无线Mesh网络(wireless mesh networks,WMNs)应用中,针对数据流过度地集中在关键节点而导致数据拥塞问题发生,提出一种基于平衡树的无线Mesh网络路由算法。在传统AODV(ad hoc on-demand distance vector routing)算法的基础上,使用平衡树模型,综合考虑节点剩余容量和转发数据所需的路由跳数建立路由判据模型,合理地选择下一跳中继节点,均衡节点数据流。路由算法仿真采用OPNET平台实现,就网络的吞吐量、通信时延以及网络丢包率3个重要方面,对所提的路由算法与传统AODV算法的性能进行了对比分析。仿真结果表明,提出的算法能够有效地解决无线Mesh网络中的数据拥塞问题,相比于传统AODV算法能明显提高网络吞吐量,减小网络通信时延和丢包率,进而提高网络整体的可靠性。     

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.     

高速网络入侵检测系统负载均衡策略与算法分析

为了解决高速网络入侵检测系统(n IDS)的性能瓶颈问题,提出了可用于n IDS的负载均衡策略和算法。在阐述基于多引擎并行处理的n IDS框架的基础上,提出和分析了3种实用的n IDS负载均衡策略,重点论述了一种基于流的动态负载均衡算法——FDLB算法。该算法依据通过动态反馈和预测机制得到的当前引擎负载情况,以一个会话为分配单位,将新的网络数据包分发给当前负载最小的引擎。实验结果表明,在大流量多引擎情况下,FDLB算法的负载均衡效果要比轮转算法好得多。     

无线传感网中基于负载均衡的路由协议

针对无线传感器网络(WSN)中节点选择路径时存在的负载不均衡问题,提出一种基于负载均衡的无线传感器网络路由协议(RPLBT).该协议采用负载均衡树使网络中簇头间通信均衡,保证网络中数据流量均匀分布.仿真结果表明,RPLBT有效避免了局部节点负载过重的问题.     

机坪感知场景下基于移动智能体的机会路由控制方法

针对机坪感知网络中存在的间歇性路由及弱连接问题,提出一种基于移动智能体(M-Agent)的机会路由控制方法。根据机坪保障运行特点,利用M-Agent连接非连通子域,完成对机坪感知数据流的分类模型设计,实现数据机会传输控制最优决策及负载均衡的数据汇集。在ONE环境中进行仿真,实验结果与经典Epidemic和Prophet算法相比,在节点数和缓存容量层面,消息投递率提高约8.07%-20.6%、网络开销降低约20.31%-48.79%,通信时延降低7.48%-12.31%,表明该路由控制方法在机坪感知网络中的可行性与有效性。     

基于Equalchord语义Web服务发现模型

为了拓展服务发现的范围提高服务发现效率并使得各个服务注册中心上的负载均衡,提出了一种基于Equalchord的语义Web服务发现模型(ECSDM).在此模型中,服务发布时首先按照NACIS进行分类,并以分类码作为标识符按照Chord路由算法分布到网络节点上.针对Equalchord中的节点负载均衡问题提出了过载率的衡量指标.为了实现节点间负载均衡,提出了节点加入算法和节点自动负载均衡算法.节点加入时根据网络中的负载信息来设置自己标识符以分担负载过重节点的负载,节点通过周期性的比较与邻居的负载情况调用自我负载均衡算法按顺时针分担负载,实现节点间的负载均衡.通过仿真系统ChordSim模拟实验,证明了该模型及算法具有良好的效果.     

可扩展路由器并行路由计算模型

分布式控制平面的并行路由计算性能是制约可扩展路由器大规模扩展的关键因素。根据反压理论建立了分布式控制平面并行路由计算模型,利用控制单元的队列长度信息判断每个控制单元的负载大小,自适应地调整控制单元间的负载分配,实现负载均衡。利用排队理论,根据损失率、系统利用率和服务等待时间这3个特征量对该模型进行了性能分析。用真实网络数据模拟验证理论分析的正确性。实验结果表明:与现有并行路由算法相比,该模型采用的反压任务分配算法能够根据控制单元的负载大小和控制单元数量自适应地均衡分配负载,有效地提高了可扩展路由器的并行路由计算性能和可扩展性。     

Hadoop平台下MapReduce模型的数据分配策略研究

针对Hadoop开源云计算平台下MapReduce并行编程模型中间数据分配不均衡的问题,提出基于抽样的改进型MapReduce模型,即SMR(Sample MapReduce)模型.SMR模型采用MapReduce作业方式对各分块数据集进行并行抽样,基于抽样结果,利用LAB(leen and balance)均衡算法对Map端输出的中间数据进行均衡分配,以改善Reduce端处理数据负载不均衡问题.实验结果表明:改进型MapReduce模型可以有效减少作业运行时间,Reduce端输入数据达到负载均衡.     

MMOG的网络负载均衡算法

随着网络游戏的迅猛发展,大型多人在线网络游戏(Massively Multiplayer Online Games, MMOG)对服务器的要求越来越高.通过对服务器集群和网络负载均衡算法的深入剖析,结合动态网络负载均衡算法--加权循环算法,给出了实现对大型多人在线网游环境下服务器集群的动态负载均衡算法.     

一种改进加权最小连接算法及在CDN的负载均衡技术中的应用分析

针对内容分发网络技术中本地负载均衡策略进行研究,提出一种适用于内容分发网络负载均衡的改进加权最小连接算法(improved weighted least connection,IWLC)。该算法在加权最小连接算法基础上考虑服务器性能与负载能力,引入服务器动态性能与负载水平评估因子,计算出综合性能指标以及动态权值并以此性能指标为依据完成任务调度,能较好地利用底层硬件资源,同时降低任务响应时间。     

异构无线网络负载超前转移的负载均衡技术研究

文章分析了以多属性决策理论中简单加权算法(SAW)为代表的普通切换算法负载对比呼叫到达率(CAR)滞后的特性,针对异构无线网络垂直切换负载滞后造成负载不均衡现象,首先,建立异构无线网络,使用时间序列建立(SARIMA)模型预测网络呼叫到达率,根据预测呼叫到达率,引导业务切换和超前转移业务带宽,形成改进的(TSAW)算法,仿真结果表明TSAW算法克服了SAW算法负载滞后特性,使网络负载均衡特性变好.     

基于生成树的无线Mesh网络数据流负载均衡

针对统一链路容量的无线Mesh网络的数据流负载均衡问题,提出了基于最大剩余流生成树算法.首先利用近似最大流算法求解每条链路上的碎片流量,然后利用最大剩余流生成树将多径路由转化为单径路由,最后将原始流量在每条单独路径上进行缩放.所提算法可以保持用户公平性前提下尽可能提高网络吞吐量.该算法最初思想来源于ROUND算法,但是...     

基于骨架提取的WSN信息存储和检索算法

针对在无线传感器网络中信息存储和检索效率容易受到节点负载不均匀和距离不敏感限制的问题,引入网络散度概念,并在此基础上提取网络的骨架;利用骨架能够代表拓扑几何的特性,提出一种负载均衡、距离感知的信息存储和检索算法.该算法不要求节点的地理信息,也不受网络形状的限制,一次数据检索可以沿着简单的路径成功检索到所感兴趣的数据.仿真表明:该算法检索路径较短且取得更佳的负载均衡,从而有效地减少了网络能耗,延长网络生命周期.     

面向大规模航空集群组网的控制器部署方法

软件定义网络（SDN）使得控制平面与数据平面解耦,可用来优化航空集群网络体系结构。针对航空集群网络大规模组网需求,设计了一种面向大规模航空集群网络的控制器部署优化算法,将多控制器部署转化为集群划分和子群部署两个阶段,首先基于负载均衡将集群划分为不同子群,然后以全网性能最优为目标于各子群内进行多目标寻优,获得Pareto前沿解。仿真实验评估了所提算法在负载均衡指数、全网平均传播时延、平均失连概率等方面的性能。实验结果表明：与现有算法相比,所提算法有效地提升了全网性能,同时具有较低的时间复杂度,适用于解决大规模动态场景下的航空集群网络控制器部署问题。     

高速网络环境下的网络入侵检测系统

基于数据过滤与负载均衡技术,提出了一个能应用在高速环境下的网络入侵检测系统,给出了一个综合考虑实时负载、可用性及能力的负载均衡算法,即基于应用的最小负载优先算法;采用分布式的网络入侵检测系统的结构,基于MobileAgent技术来实现分析检测代码的动态更新与移动·实验测试表明该系统能较好地解决高速网络环境下的实时入侵检测问题     

多链路管理中的负载均衡策略

企事业单位为了提高与因特网互联的速度和可靠性,通常设置多条链路与因特网互联.但是出现了某些链路负载过重,而另外一些负载过轻的问题,通过在多条链路的出口处增设一个链路均衡器可以实现各条链路中的负载均衡功能.本文提出链路负载均衡技术,分析了链路负载均衡的特点,利用SNAT技术实现双向数据流的引导,提出计算链路负载的公式和正常状态随机法、最短路由最小负载法两个均衡算法.     

无线传感网容错数据融合方案设计

数据融合是无线传感器网络中一个重要研究问题,现有基于压缩感知(compressed sensing,CS)的数据融合方案主要是以集中的方式由基站节点完成数据融合任务,容易造成负载不均衡和"覆盖空洞"等问题.文章提出了一个基于压缩感知的容错数据融合(compressed sensing-based erasure-correcting data aggregation,CSEDA)方案,并使用正交匹配追踪(orthogonal matching pursuit,OMP)算法来准确地重构压缩后的数据,在保证所获得数据质量的条件下减少网络通信开销.另外,文章使用节点分簇机制来优化和均衡网络负载.实验结果表明,和其它的数据融合方案相比较,文章所提出的方案在数据重构的容错性和网络能量效率等方面上取得较好性能.