拓扑感知和局部负载均衡的应用层组播方案

应用层组播是一种适合大规模流媒体分发的方案。为了解决异质网络条件下Peer节点的负载均衡问题和降低覆盖层传输延迟,提出一个二层构架方案,覆盖网络根据网络距离进行聚类实现拓扑感知来降低覆盖层网络延迟;在聚类网络的内部,通过基于预期适应度的有偏游走算法构建局部负载均衡的覆盖网络。"中国教育与研究网"(Cernet)主干网上的实验验证了节点聚类方法的有效性。仿真结果表明该方案能够以O(lgN)的游走步长得到比现有系统更小的相对负载方差。     

拓扑感知和局部负载均衡的应用层组播方案

应用层组播是一种适合大规模流媒体分发的方案。为了解决异质网络条件下Peer节点的负载均衡问题和降低覆盖层传输延迟,提出一个二层构架方案,覆盖网络根据网络距离进行聚类实现拓扑感知来降低覆盖层网络延迟;在聚类网络的内部,通过基于预期适应度的有偏游走算法构建局部负载均衡的覆盖网络。"中国教育与研究网"(Cernet)主干网上的实验验证了节点聚类方法的有效性。仿真结果表明该方案能够以O(lgN)的游走步长得到比现有系统更小的相对负载方差。     

基于轴面对称机制的物联网节点覆盖算法

为解决物联网部署过程中存在的节点覆盖强度低、传输盲区面积大,以及簇头节点受限等不足,提出了一种基于轴面对称机制的物联网节点覆盖算法.首先,采用等距分割方案,设计了一种基于轴面对称机制的区域覆盖方法,通过对称分布簇头节点来实现网络区域的初级分割,提高网络初始化覆盖效率.随后,鉴于主备机制难以进行节点动态更新,通过预热方式来部署多个镜像节点,构建了基于热备机制的簇头轮询方法,降低网络因簇头节点受限而出现传输受阻现象.最后,对初始化分割区域进行非等距优化,提出了一种基于量化部署机制的传输优化方法,增强网络传输能力,提升簇头节点对数据的传输效率.仿真实验表明,与改进的蚁狮算法的无线传感器网络覆盖优化和基于改进粒子群算法的无线传感器网络覆盖策略等方案相比,本文算法具有更高的拥塞控制能力和节点覆盖效率高,以及更低的簇头受限概率.     

相遇时间感知的机会网络社区路由策略

利用节点运动过程中带来的相遇机会,机会网络中的节点以"存储、携带、转发"的方式来完成消息的传输。由于采用这种特殊传输机制,机会网络比传统自组织无线网络传输延迟较大。在当前以相遇历史信息或者链路状态感知为基础的转发机制中大多以牺牲延迟为代价,片面追求传输率。根据机会网络中节点的社会特性,提出了一种节点相遇时间估计方法,以分布式的方式预测到达目的节点的间隔时间,进而,节点以相遇时间估计值为依据,选择到达目的节点间隔时间较短的节点作为中继节点,最终完成消息转发。结果表明,所提出的相遇时间估计方法比较准确,与广泛采用的路由策略相比较,所提出的方法能够将消息传输延迟性能提高30%以上。     

一种高效的冗余编码Mesh流媒体覆盖网

为了减小以Mesh方式传输流媒体的覆盖网络节点动态加入和退出对数据流传输稳定性的影响,建立了一种基于冗余编码的流媒体多播机制.数据源以冗余方式将数据流编码为多个等长的分支,以数据流分支作为路由和传输单位,而网络中的每个节点通过与其他节点建立邻居关系来获取所需的数据分支.在新节点加入的过程中,提出了一种高效的邻居节点选择算法,它充分利用了冗余编码特点,以此降低自身的时间复杂度.在节点失效处理的过程中,推出了一种数据分支替换机制,通过已有父节点的轮转替换可快速恢复数据传输,从而避免了传输中断问题.模拟试验表明:所提机制可以在网络抖动度小于10的范围内保证90%以上节点的传输质量,使得高冗余度的编码更好地适应高度变动的网络;在网络抖动度大于8时,冗余度在0%～33.3%范围内的编码不会显著降低网络的传输效率.     

一种基于负载平衡的无线传感器网络收集树算法

主要研究了大规模无线传感器网络的多跳树状路由协议,提出了一个基于heuristic算法建立近于全域平衡的资料收集树算法(Balance Convergecast Tree,BCT)该算法能降低资料堆积程度,减少资料收集时间并延长网络断裂的发生时间,同时在该算法中增加一个节点同步传输程度的频道分配机制,使得树上的节点以最少的通信时隙与有限的码字来组合配置通信频道作为资料传递时使用,提高同步传输程度,减少资料停留在节点中的时间,使整个网络中资料收集速度更快速.仿真结果显示该算法能更快速的收集网络上的资料并延长网络运行时间,同时证明了负载平衡的树能大大提高树状结构收集资料的运行效率.     

一种新型片上网络拓扑结构及其自适应路由算法

由于片上网络的拓扑结构和路由算法直接影响片上网络的传输延迟和传输效率,提出了一种新的片上网络拓扑结构——半环形网格结构(H-annular Mesh).它以2D-Mesh拓扑结构为基础,由顶角节点向中心节点引入连线构成半环形的网格结构,充分结合了2D-Torus拓扑结构的优点.并针对H-annular Mesh拓扑结构,提出了HAA-XY自适应路由算法.仿真结果表明,基于H-annular Mesh拓扑结构和HAAXY路由算法的片上网络,能够有效地减少网络传输延迟,并可实现多方向及多节点的数据并行通信.     

用于构建数据中心的双列循环移数结构

目前数据中心的结构多采用server-centric或树状结构设计。Server-centric结构由于交换节点之间缺乏直接相连的链路,影响了服务器之间通信的路径多样性。树状结构采用层次结构,不利于同层各交换节点之间的数据交换。该文介绍了一种用于构建数据中心的新型结构,即双列循环移数结构(two line barrel shifter,TLBS)。理论分析和仿真实验结果显示:该结构可克服树状结构中同层节点数据交换不便的缺点,同时具备丰富的数据路径多样性。该结构网络直径低,扩展性较强,是一种理想的数据中心构建结构。     

基于网格的无线传感网传输延迟预测方法研究

针对无线传感器网络传输信道受到介质的多途效应影响而易出现传输时延的问题,提出一种基于网格的无线传感网传输延迟预测方法。构建无线传感网络的信道传输模型,进行无线传感器网络传输信号分析,结合传感器节点的优化部署方法进行节点网格路由设计,根据无线传感器网络信号传输的多径特征进行网格区域部署,实现无线传感网络的信道均衡控制,结合相关性检测方法进行无线传感网传输延迟参量估计,采用最大似然估计方法实现对无线传感网传输延迟的准确估计和预测。仿真结果表明,采用该方法进行无线传感网传输延迟预测的准确性较高,降低了传输延迟失真和误码。     

无线传感网络中预设节点优先级的延时分析

随着无线传感网络节点的增加,网络延时、丢包随之增加.基于有的节点产生的数据相对其他节点会比较重要.为有效减小这类节点的延时,提出了一种优先级算法,在可能改变其他节点传输延迟的情况下,通过给这类特定节点预设较高数据传输优先级,以较小竞争延时来使其能比其他节点更及时地发送产生的数据.仿真结果表明,在实时传输方式下,预设了节点数据传输优先级的网络能传输更多的重要数据.此外,该方案不仅使重要节点的延时大大减小,而且使整个网络的平均延时明显比无优先级节点网络的小,使网络整体性能显著提高.     

Ad hoc网络的多播路由协议的研究

多播是一种面向群组计算的通信传播方式,它使用单一的源地址把数据发给一组主机.如何在移动自组网中实现有效的多播路由技术是当前此领域研究中亟待解决的问题.针对基于树和网格结构多播路由协议,它们各自的能量消耗进行了分析,给出相应的能量消耗区间.最后结合分析所得的结论,提出一个新的多播路由协议.     

基于冷门预判断的P2SP点播系统片选策略的设计与实现

结合视频点播应用中对于提高点播质量和减轻服务器负担的要求,设计和实现了一个融合P2P和P2S网络的点播系统xBT。分析现有的BitTorrent协议应用于点播系统的局限性,针对点播过程中存在冷门片段的特点,对BitTorrent协议的片段选择策略提出改进。试验分析表明,xBT在大并发量的点播系统中能够提高用户的播放质量,同时减少服务器压力。     

对等覆盖网中继结点发现策略的研究

利用覆盖网内结点的多样性和差异性提供的强大中继能力,改善延迟敏感类型应用的延迟保障.提出了3种可行算法:改进的随机探测算法、时延树查找算法、自治域敏感的发现算法.实现了中继结点挑选的仿真系统,模拟搭建了网络层并在其上构建对等覆盖网,测试了3种算法的性能.分析了发现命中率、平均的启动时延、发现路径条数、最佳路由发现比率等几项指标,指出自治域敏感的中继发现策略是具有较强实用性的中继发现策略.     

一种基于延迟聚集的拓扑构建策略

针对传统的MOGs (multiplayer online game) 中间件主要基于C/S 模式实现,结点之间延迟大、服务器负载过重等缺点,提出了一种基于延迟聚集的对等网络构建策略--DCON (delay clustering overlay network).该策略根据延迟大小为新加入结点提供一些建立连接的初始结点,新加入结点与之进行延迟探测后将这些结点定位在自己的"服务环"中,并从自己的服务环中挑选延迟较小的结点作为自己的"邻居".每个结点的服务环中的成员都会周期性地进行调整,转发消息时仅在邻居间进行,形成一个稳定的、低延迟保证的、扩展性强的对等覆盖网络拓扑.     

基三互连网络的遍历性质及流水模型设计

通过对一种新颖的片上网络拓扑——基三互连网络进行图论定义,证明了基三互连网络的遍历特性,描述了数据在基三体系结构上的运行特征,归纳出几种流水模型,并以规则抽样并行排序算法为例,给出了流水模型的应用过程.模拟实验显示,利用流水模型能够描述并行应用在特定网络拓扑结构上的运行方式,并估算出网络拓扑结构对其并行性能的影响.     

分级集中式自组织网络路由模型研究

通过使用Peer-to-Peer(P2P)计算模式在Internet物理拓扑基础上建立一个称为P2P覆盖网络(P2P Overlay Network)的虚拟拓扑结构,有效地建立起一个基于Internet的完全分布式自组织网络路由模型-分级集中式自组织网络路由模型(Hierarchical Aggregation Self-organizing Network,HASN)。分别描述了HASN路由模型的构建目标和体系结构,并详细分析了HASN采用的基于P2P计算模式的分布式命名、路由发现和更新算法HASN-Scale,并在仿真实验的基础上对HASN路由模型的性能进行了验证。     

Streaming Media over a Color Overlay Based on Forward Error Correction Technique

The number of clients that receive high-quality streaming video from a source is greatly limited by the application requirements, such as the high bandwidth and reliability. In this work, a method was developed to construct a color overlay, which enables clients to receive data across multiple paths, based on the forward error correction technique. The color overlay enlarges system capacity by reducing the bottlenecks and extending the bandwidth, improves reliability against node failure, and is more resilient to fluctuations of network metrics. A light-weight protocol for building the overlay is also presented. Extensive simulations were conducted and the results clearly support the claimed advantages.     

支持大规模点播流的混合型体系结构

提出一种支持代理缓存补丁和P2P机制的混合型VOD流分送体系结构及协议P3C.P3C由核心网和P2P网两级网络组成.核心网由稳定的具有缓存功能的代理服务器和主干链路组成,P2P网络由大量具有缓存和补丁功能的客户端组成.通过代理、缓存、补丁和P2P的有效结合,P3C可以使用户最大限度的共享VOD流,从而使得大规模VOD流的实时传输具备了较好的可扩展性和服务质量,同时极大的降低了源流媒体服务器的压力.