Optimizing a Parallel Video Encoder with Message Passing and a Shared Memory Architecture

Implementing video applications on emerging multi-core processors is a promising technique for personal, real-time multi-media applications. However, when porting the legacy parallel video encoders developed for clusters to shared-memory multi-cores, the existing parallel algorithms result in workload imbalances on different cores and communication inefficiencies. This paper describes a strip-wise parallel scheme to balance workloads and a hybrid communication mechanism to reduce communication overhead. The implementation of the H.264 parallel encoder on an eight CPU Intel Xeon system achieves 5x to 6x speed-up over a single thread encoder and achieves a 29% performance improvement over the commonly used master-slave schemes on clusters. The paper also gives further analysis on scalability, parallel efficiency, workload balance, and communication overhead as the number of cores varies.     

基于网络处理器的QoS策略应用网关

网络处理器(Network Processor，简称NP)可以满足新的业务与协议带来的网络处理高速度与灵活性的要求．改造核心网络以适应新的协议与提供新的服务如服务质量(Q1aality of Service，简称QoS)、控制安全(Security)等，并实施新的基于策略的网络管理(Policy—Based Network Management，简称PBNM)是非常困难的，基于网络处理器的QoS策略应用网关可以作为一种从边缘到全网的过渡方案，在QoS与PBNM广泛实施之前，可以实现对现有的网络实施QoS策略管理，优化网络性能，提高网络应用效率。     

Linux的网络转发性能研究

采用实验与性能"轮廓"相结合的方法,对千兆网络下对称多处理器Linux的NAPI模式转发性能进行研究,发现Linux的多处理器扩展性较差,其网络转发的性能瓶颈点是网络过滤模块,影响Linux性能和扩展性的主要原因是同步开销过大和处理器负载不均衡.为此,采用"中断亲和"的静态调度方法来均衡处理器负载,并降低调度引起的高速缓存命中失败率.改进了网络过滤模块,即减少了两个同步点,降低了同步开销.实验证明所提建议可提高Linux多处理器的性能和扩展性.     

无线多跳网络中基于网络编码的高效可靠组播路由算法

针对现有的多跳无线网络中基于网络编码的可靠组播算法,节点在数据恢复阶段存在冗余的控制开销和编码包的冗余传输问题,提出一种基于网络编码的高效可靠组播路由算法(high-efficiency reliable multicast routing algonthm based on network coding,HMNC).该算法通过采取在数据恢复阶段用组播树上游节点的反馈信息替代下游节点的冗余反馈信息以及新增节点缓存机制等措施达到减小网络控制开销和降低数据的平均恢复时延的目的.理论分析和仿真结果表明,与基于网络编码的可靠组播(network coding reliable multicast,NCRM)算法相比,HMNC算法在节点数据的平均恢复时延、网络控制开销等方面的性能均得到了提升.     

面向集群的消息传递并行程序容错系统

为了保证大规模集群系统的可靠性和可用性,设计并实现了一个面向集群消息传递并行程序的容错系统。该系统采用检查点设置与卷回恢复技术,提出了基于内存排除的退出重进入并行环境策略,实现了对用户程序完全透明的容错功能、进程迁移以及系统自动重构。实验结果表明:检查点设置和系统恢复开销小于10%,符合大规模并行程序容错功能的要求。该系统提高了集群系统的可靠性和可用性,其设计结构和实现方法可以方便地移植到其他消息传递系统。     

可靠组播协议性能分析与评价研究

对4种典型的可靠组播协议XTP,SRM,RMTP和RMP进行了分析.这些协议有各自不同的适用范围:如RMTP协议基于树的拓扑结构,RMP基于环的拓扑结构,而XTP和SRM则没有拓扑的限制.本文对上述协议从可扩展性、可靠性、原子性和网络性能方面进行了比较研究,同时对协议模型进行了网络性能上的定量计算.可以看出,RMTP在可靠性方面高于其他协议,但同时也带来了最大的网络资源开销.而SRM和RMTP协议在可扩展性方面也远远好于XTP和RMP协议.最后,从容错角度对可靠组播协议进行了进一步的分析.     

基于OPNET的Ad Hoc网络AODV路由协议仿真

为更好地解决多种 Ad Hoc路由协议的有效性差、控制开销大等问题,利用OPNET仿真工具对AODV(Ad Hoc On-Demand Distance Vector)路由协议的性能进行仿真, 阐述了利用OPNET仿真平台进行Ad Hoc路由协议仿真的一般方法和过程。网络传输时延、网络吞吐量和网络负载等关键参数的仿真结果表明,AODV路由协议的性能比较稳定,即按需路由协议比主动路由协议更适合Ad Hoc网络,为研究Ad Hoc网络提供了参考。     

P2P存储系统节点分层管理策略研究

P2P 存储系统具有自治性、容错性和可扩展性等特点.但由于节点的高度动态特性导致P2P存储系统的应用面临巨大挑战.数据分发和拓扑结构的设计是其中的一个关键问题.本文结合动态故障检测机制设计了一种分层的节点管理策略.结果表明本设计方法具有较好的性能,能高效的对节点进行管理,减少了网络中由于故障检测而导致的大量的心跳数据包,提高P2P存储系统的可用性.     

Low-Overhead Non-Blocking Checkpointing Scheme for Mobile Computing Systems

When applied to mobile computing systems,checkpoint protocols for distributed computing systems would face many new challenges, such as low wireless bandwidth, frequent disconnections, and lack of stable storage at mobile hosts. This paper proposes a novel checkpoint protocol to effectively reduce the coordinating overhead. By using a communication vector, only a few processes participate in the checkpointing event. During checkpointing, the scheme can save the time used to trace the dependency tree by sending checkpoint requests to dependent processes at once. In addition, processes are non- blocking in this scheme, since the inconsistency is resolved by the piggyback technique. Hence the unnecessary and orphan messages can be avoided. Compared with the traditional coordinated checkpoint approach, the proposed non-blocking algorithm obtains a minimal number of processes to take checkpoints. It also reduces the checkpoint latency, which brings less overhead to mobile host with limited resources.     

一个覆盖网络的并行仿真方法

已有的网络仿真器在对覆盖网络仿真时会随着网络的扩展和节点的动态加入而引发高昂的仿真代价,因此提出了一个用于覆盖网络仿真的基于DEVS的分布式并行仿真算法,并用于评价分层覆盖多组播网络(LOMN)的性能.该算法根据用户定义的覆盖网络协议和用户应用需求描述,生成离散事件负载,分发到位于不同主机的仿真器上,进行并行仿真处理.与数据包级的仿真模型相比,这种算法降低了仿真开销,对大规模、动态覆盖网络的仿真具有一定的优势,能够较好地解决覆盖网络仿真所面临的可扩展性和网络动态变化的问题.     

Efficient ID-Based Proxy Blind Signature Scheme

0 Introduction Ablind signature, primitively introduced by Chaum[1], plays a central role in cryptographic protocols such as e-voting,e-payment that require user anonym- ity[2,3]. Such a signature allows a user to obtain a signa- ture of a message in a wa…     

城市环境下的一种车辆自组织网络机会路由协议

车辆自组织网络(vehicular ad-hoc networks,VANET)的拓扑结构具有高动态性,设计适应其高速变化的路由协议具有很大挑战性。提出采用机会转发方式的地理位置路由协议,将每次转发的单一目标节点改进为一个集合,以降低高速变化的拓扑导致的节点接收数据失败的概率。提出了一种新颖的转发集构成方案,改进了传统的由数据包携带转发集的做法,将转发集合的计算和确定分布到每个接收节点,在很大程度上减少了路由控制信息开销。提出了一种动态的转发节点选择机制,并引入了对实时交通状况的考虑,在一定程度上依据实时交通密度选择转发路径,能有效应对车辆自组织网络连接不稳定性。仿真结果表明,所提出的路由协议在包投递成功率、端到端传输时延和归一化路由开销等方面都取得了较好的路由性能。     

基于分簇的无线传感器网络动态密钥管理方案

针对现有无线传感器网络密钥计算量过大、存储空间过多和管理不够灵活的问题,在基于分簇的网络拓扑结构基础上,引入虚拟网格技术,提出基于分簇的无线传感器网络动态密钥管理方案。在簇头与活动节点之间采用基于簇基密钥的预分配策略进行通信,在簇头之间采用基于Blom矩阵并结合随机数的对密钥进行通信,该方案能在活动节点或簇头被捕获或能量耗尽时实现密钥的动态更新。与现有方案相比较,此方案能动态更新密钥,有着更好的安全性并具有良好的扩展性。     

论王尔德童话的悲观色彩

王尔德的童话集《快乐王子》中表现出对世界和人生的悲观态度既跟当时的社会现实有关，同时也受到王尔德自身经历以及西方传统悲剧思想的影响。这种悲观色彩具有因悲而美的唯美主义特质，在对黑暗现实拷问的同时，也显露出作者意图超越现实的审美理想。     

“虚空”的智慧思辨—对《传道书》双重主题的思考

在圣经《传道书》中传道者用智慧的语言揭示了世俗的虚空,表现出浓重的悲观情绪和各种疑惑,但是这种消极的悲观思想与其肯定的积极享乐主义不是自相矛盾的,也不是绝对的虚无主义。他以求真求实的态度探讨生命存在的意义和价值,强调了以上帝为中心的人生道路,教导人们以超脱的视角看待一切。     

Passive optical networks based on optical CDMA： Design and system analysis

In this paper, a novel Passive Optical Network based on Optical Code Division Multiple Access (OCDMA-PON) is presented. The design of the Optical Line Terminator (OLT) and the Optical Network Unit (ONU) for the OCDMA-PON are studied in detail. The proposed OCDMA-PON combines the ad- vantages of PON and OCDMA technology and it can be applied to an optical access network with full services on demand, such as internet protocol, video on demand, tele-presence and high quality audio. Compared to other multiple access technologies, the proposed OCDMA-PON provides more ONU and assembly flexibly for PON. We analyze in detail the scalability and system transmission performance of such a network. Simulation results indicate that the proposed scheme is feasible and that the novel design can improve the scalability and transmission performance of the optical access networks.     

支持多用户的高效前向安全可搜索加密方案

大多数已有的前向安全可搜索加密方案主要针对单用户环境,本地存储的关键词状态使得这些方案无法有效拓展到多用户环境;同时支持多用户检索的前向安全方案较少,且需要增设可信的代理服务器,带来了额外的开销,实用性不足。针对目前缺乏实用的多用户前向安全可搜索加密方案的问题,基于一个双链索引结构,设计了满足前向安全和支持多用户检索且无需增设代理服务器的可搜索加密方案(EMFS)。该方案中,双层索引结构由主链索引和侧链索引组成,其中主链索引由陷门单向函数和全局状态生成,不依赖于各个关键词的单独状态,从而避免了关键词状态在多用户间的同步问题;侧链索引采用流密码的方式生成,提高了搜索效率。并将EMFS方案与3个现有的单用户前向安全方案(Sophos、FAST、BESTIE)进行对比实验,实验结果表明EMFS方案有良好的拓展性和实用性:(1)EMFS方案以合理的搜索性能代价实现了支持多用户检索的拓展;(2)EMFS方案尤其适合匹配文件数较大的数据集;(3)EMFS方案具有客户端存储开销小的优势。     

多参考预测链的时域可扩展性和抗错性

网络的带宽抖动和数据传输错误是影响视频传输的重要原因。该文提出了一种新的多参考帧图像预测的视频编码算法,即多参考预测链,使视频具有时域可扩展性和抗错性解决网络的这两个潜在问题。该算法中P帧之间的参考预测关系构成多条链状结构,使视频具有时域可扩展性。链间的不相关性使每个链可独立解码,从而增强了码流抗错性。该算法采用R-D框架动态的管理预测关系链,从而适合网络带宽的变化而获得最佳的终端视觉效果。仿真实验表明,采用多参考预测链编码的码流时域可扩展性的应用非常可行,且表现出较高的抗错性。     

GPU加速高性能计算平台上容器性能评估

容器是近年来新兴的虚拟化工具,可以实现资源和系统环境的隔离.容器能够帮助高性能计算应用程序将依赖打包进轻量级可移植的环境中,解决因软件配置无法在高性能计算资源上运行的问题.容器在虚拟化宿主机过程中具有性能开销,为了解GPU加速高性能计算平台上容器虚拟化技术的性能特征,使用标准基准测试工具对Docker容器进行了全面的性...     

Leakage Is Prohibited:Memory Protection Extensions Protected Address Space Randomization

Code reuse attacks pose a severe threat to modern applications. These attacks reuse existing code segments of vulnerable applications as attack payloads and hijack the control flow of a victim application. With high code entropy and a relatively low performance overhead, Address Space Layout Randomization(ASLR) has become the most widely explored defense against code reuse attacks. However, a single memory disclosure vulnerability is able to compromise this defense. In this paper, we present Memory Protection Extensions(MPX)-assisted Address Space Layout Randomization(M-ASLR), a novel code-space randomization scheme. M-ASLR uses several characteristics of Intel MPX to restrict code pointers in memory. We have developed a fully functioning prototype of M-ALSR, and our evaluation results show that M-ASLR:(1) offers no interference with normal operation;(2) protects against buffer overflow attacks, code reuse attacks, and other sophisticated modern attacks;and(3) adds a very low performance overhead(3.3%) to C/C++ applications.