基于MPLS流量工程的QoS性能分析

多媒体业务和实时业务的出现要求网络能够提供QoS保证,MPLS为解决这一问题提供了基本的网络框架,而流量工程则是实现这一问题的有力工具。MPLS网络的显式路由机制是流量工程实施的保障,不但可以满足业务流的QoS约束条件,同时还可以优化网络的性能。研究了基于MPLS流量工程的QoS保证机制,并以传输控制协议(TCP)和报文协议(UDP)为业务模型,以吞吐量为性能指标,采用仿真的方法对使用MPLS流量工程情况下的QoS性能进行了分析。实验结果表明,通过在MPLS网络中实施流量工程技术,无论是面向业务流的性能还是面向资源的性能都会得到很好的保证,较传统的IP网络有了明显的提高。     

一种基于目标速率的网络公平性算法设计

面向连接的TCP和无连接的UDP流在拥塞发生时对拥塞指示的不同响应方式,导致了对网络资源的不公平使用问题。提出的调整随机早期检测算法MRED是对已有的RED算法较小的一种改进算法。MRED算法根据TCP吞吐量模型发送速率上界与UDP业务流的目标速率比较,得到吞吐量与数据包丢失率关系曲线,通过在网络节点控制数据包丢失率来调节UDP业务流的吞吐量,可以改变其对于网络拥塞的响应方式。仿真结果表明,采用MRED算法有利于提高网络资源共享的公平性。     

SDN驱动的网络流量负载均衡路由优化算法

在5G网络数据流量剧增的背景下，针对5G网络流量负载均衡问题提出并评估了两种基于软件定义网络驱动的路由搜索优化算法。首先，建立了软件定义网络多约束数据传输路径选择模型；然后，针对所提模型提出了一种流量负载均衡广度优先搜索(load balancing scheme with breadth-first-search, LBB)路径优化算法，在广度优先搜索的过程中，设定一个动态流量阈值对链路进行实时监测，旨在寻找源节点到目标节点的最优数据传输路径。为了减少甚至避免不必要的搜索所造成的空间开销，进一步提出了基于深度优先搜索的迭代深化搜索(iterative deepening search with depth first search, IDDFS)路径优化算法，该算法限制了数据传输路径的每次搜索深度，并在搜索过程中优先选择可用带宽最大的链路进行深度优先搜索迭代优化。仿真结果表明了所提算法在资源利用率和网络吞吐量这两项关键性能指标上的优越性能。     

一种网络流量控制机制

为了解决网络应用层流量的精确控制问题,提出了一种网络流量控制机制,通过旁路方式实现,适用于TCP业务流.该机制由速率估计模块、TCP连接标记模块和阻断包生成模块三部分组成.确定了速率估计模块中时间窗口的适当取值;提出了一种对TCP连接进行标记的算法:说明了构造阻断数据包的方法.基于该机制实现了一个网络流量控制系统,对控制效果进行了验证.实验结果表明,该机制能够精确、灵活地实现TCP业务流的流量控制.     

基于OPNET的交换结构信源建模及仿真分析

针对交换结构所使用的信源模型,不仅要考虑网络业务流自身特性,还要考虑输出端口的业务均衡问题,提出一种可用于交换结构性能分析与设计验证的信源模型,该模型能够产生具有自相似特性的网络业务流,并且能够正确模拟到达交换结构输入端口处的均衡和非均衡分布的网络业务流,同时通过在OPNET仿真平台上的测试,证明了上述结论。该模型对于高速交换机中交换结构的设计具有重要意义。     

TCP-RED路由队列建模与分析

用NS2构建了TCP-RED系统（网络业务流是TCP包，以RED为AQM算法），以产生模拟Internet业务流的数据。基于机理分析与数据驱动相结合的思想，建立了Internet业务流的控制模型用于研究TCP-RED系统的动态特性。从RED的分段特性出发，从切换系统的角度分析了TCP-RED系统，发现网络流量的波动是由于RED的切换特性引起的。通过根轨迹法分析了此切换系统中子系统的稳定性。提出了一种在实际网络环境中调整RED来控制流量波动（甚至混沌）的方法。本文所得的RED参数调节法基于实际网络数据的分析，而不是只依赖经验或机理分析。NS2的仿真实验证实了它的有效性。     

一种基于MPLS流量工程的快速重路由算法

重路由技术已成为基于MPLS流量工程(MPLS—TE)中调整流量分布的主要手段。本文在分析了IETF制定的准标准快速重路由算法基础上，设计了一种基于MPLS流量工程的新快速重路由算法NEW—FR，并进行了仿真实验，实验结果和分析表明，该算法具有以下优点：消除了重路由时无共享链路节点对之间资资的双份占用情况、缓和了一次性报文流失序问题、大大降低了重路由切换时延和提高了重路由速度等。     

军事通信网业务流建模及其仿真方法研究

针对军事通信网战场运用的科学规划与优化问题,提出了一种业务流建模及其仿真实现的方法.该方法在分析军事通信网仿真流程及其业务流模拟步骤的基础上,给出了基于吸引系数法建立指挥所间业务流量矩阵的算法,并对话音、数据和视频业务流及其合成性能分别建模,进一步利用OPNET仿真软件建立了指挥所业务流合并模型.最后给出了某军事通信网作战运用的仿真实例,实现了利用仿真法定量分析和规划军事通信网战场运用的技术途径.     

延迟容忍网络中基于社会属性的负载感知路由

延迟容忍网络中采用中心性作为路由尺度会使部分节点承载过多的网络流量。针对这一问题,提出了一种基于社会属性的负载感知路由算法。使用节点的介数中心性（betweenness centrality, BC）和相似性两个社会属性指标以及节点的负载状况作为选择中继节点的依据,避免了消息传播能力强的节点产生严重的拥塞,均衡了网络流量。仿真结果表明,该算法能够提高网络的交付比率,减小网络的开销。     

面向SDN的生存性虚拟网络映射算法

针对软件定义网络环境下生存性虚拟网络映射问题,提出了基于网络资源关键度的虚拟网络可靠性映射算法。该算法首先通过提出底层网络资源和拓扑重要度度量方式,构建资源关键度排序集合,同时备份控制网络,考虑到控制器位置部署,设置链路时延权重进行最短物理路径的选取,映射时依据位置约束进行虚网映射,在此基础上针对不同物理网络故障类型采用备份切换和可行迁移方式进行恢复,确保虚拟网络服务连续不间断。仿真结果表明,与以往算法相比,该算法在请求接受率、故障恢复率、底层网络整体负载均衡度以及平均控制延迟4个指标上具有更好的网络性能。     

The Joint Control of Variable Speed and On-Ramp Metering for Urban Expressway

SYSTEMS ENGINEERING1. INTroDUCTIONThe urban expressway is a type of road facility on which vehicle can run at high speed. In recent years s thefacility is emerging in many metropolises throughout China such as Beijing, Shanghai and Tianjin. The urbanexpressway may be defined as a divided road facility with full control of access and two or more lanes for theexclusive use of traffic in each direction.However, the expressway was usually built at suburb, this may result in much acces…     

基于局部弹性路由层的关键航路段改航规划

空中交通流量管理中,改航规划是一项重要工作,可为失效的航班提供新的飞行路径,减小延误损失,提高空域利用率。目前的改航策略往往只考虑静态网络中的最短路问题,忽略了流量负载均衡,不利于解决多航段故障问题。本文提出了一种基于局部弹性路由层(local resilient routing layer, LRRL)的改航规划策略:利用连边删除评估法识别航路网络中的关键航路段集合,对其建立LRRL,通过二进制粒子群优化(binary particle swarm optimization, BPSO)算法进行优化,形成最优改航规划预案。仿真结果显示,该方法在多机场多航段故障时可提供兼顾流量负载均衡、重要航路保护度及其改航成本的改航预案,辅助管制指挥人员决策。     

用延迟-速率服务器模型优化流量调度算法

对数据流量进行合理调度在诸如TCP/IP这样的分组交换网络提供QoS服务过程中是很重要的。采用延迟 -速率服务器模型 (LR模型 )对广义的流量调度算法进行了分析和优化。在证明一种重要的调度算法—虚拟时钟算法符合LR模型的基础上 ,以丢失率为主要参数 ,根据分析结果对其进行了动态优化。模拟实验结果证明 ,该方法确能较好地改善资源利用率。     

复杂网络中观交通流动态限速控制策略研究

为研究大数据时代下的复杂性科学问题,利用当前新兴的复杂网络理论结合改进的交通流仿真模型,研究可变限速对动态交通的影响,进而分析了不同的网络结构下最优的可变限速控制策略。结果表明最优的可变限速控制策略可以优化网络的交通状态。结论有助于帮助交通管理部门提出合理的交通规划方案以及制定有效的交通管理及控制措施。     

基于神经网络的交通平衡求解算法

研究目标在于采用神经网络方法替代传统的交通分配方法。回顾了交通网络平衡条件下实现交通网络配流的解析方法，然后提出了采用人工神经网络模拟处于交通平衡状态的运输网络，进而替代传统的配流方法的思想。定义了交通流的平衡函数和交通流平衡态的概念，证明了用神经网络来识别交通流的平衡状态的可行性。提出采用反向传播神经网络来模拟交通平衡状态的原则和方法，并建立了训练神经网络的判据，提出了判断神经网络模型效果的评价方法。最后，通过实例证明了良好训练的神经网络可以替代传统的交通分配，而且，容易把交通管理策略考虑到分配的过程中．并且能够政善配流速度。     

多机场网络系统流量分配策略

为有效减少机场交通拥挤、降低航班延误,从系统角度研究战略层面的机场交通供需平衡问题.通过考虑单机场进场和离场间的相关性以及多机场联程航班间的关联性,提出了开放式多机场有向网络交通流系统;基于多元容量受限约束和联程航班约束,以最小化网络系统内所有航班的总延误为目标,建立了开放式多机场网络配流模型.结合国内三大机场的实际航班数据,对模型进行了仿真验证.仿真结果表明:所建模型可以对多机场网络系统流量与容量进行协调优化匹配,充分利用系统容量最小化系统航班延误;可为空管部门提供流量调配优化策略、为民航部门制定航班计划提供辅助决策依据.     

应急救援下需求分配与网络配流研究

应急救援下,需求的不确定性和交通网络及流量的不稳定性增加了应急决策的难度,救援效果也无法有效控制.考虑模糊需求下应急物资的需求分配与网络配流问题,文章建立了以最小总配送时间为目标的网络流模型.应用基于双边约束的重力模型算法和凸组合算法,通过需求分配和网络流分配结果的交互迭代,得出最小总配送时间下的最优需求分配、路径和网络流.最后,通过算例验证了算法的有效性并对比了不同需求分配机制对救援决策效果的影响,结果表明基于距离阻抗的需求分配机制比基于时间阻抗的分配机制得到的最优解更稳定.     

基于双层规划模型的制造业选址布局优化方法研究

经济全球化趋势和全球多式联运网络的形成推动了资源的自由流通和优化配置,改变了制造产业的空间分布形态.本文针对经济全球化背景下制造产业的选址优化问题,提出选址优化与分布-分配相结合的双层规划模型.在模型中运输网络被拆分成原材料运输网络和产品运输网络,上层模型用于确定产业的选址方案和原材料及产品流量的OD矩阵,下层模型用于计算OD流量在运输网络中的交通流特征.为求解模型,设计遗传算法和Frank-Wolfe算法相结合的启发式求解算法,并以中国钢铁制造产业的选址为例验证模型的可行性.结果表明该方法具有实用性,可以有效帮助决策者实施制造产业的选址决策.     

基于诱导信息的城市快速路网集成控制研究

建立了快速路网匝道控制与路线诱导相结合的完全集成控制模型,考虑了入口匝道排队约束和出口匝道通行能力约束,在分流节点进行流量分配时,考虑了分流点下游路段通行能力的约束.提出根据预测的路网状况,采用多模控制方式.将驾驶员对诱导信息的服从率设成可变参数,其估计值在对驾驶员调查的基础上,通过实时仿真并加以预测来获得.基于改进的遗传算法设计了模型的求解算法.通过算例,验证集成控制策略及算法的有效性和可行性,讨论不同控制策略对系统的全局影响,以及它们之间复杂的相互作用.