基于SDN的跨IP协议的流量调度优化模型

针对SDN环境下传统流量工程无法将IPv4/IPv6流量调度到IPv6/IPv4链路上进行转发的问题,构建一种改进的SDN环境下跨IP协议的流量调度模型,并给出该模型的全多项式时间近似求解算法,即基于过渡技术的流量调度算法.首先,把过渡技术对流量转发性能产生的影响转化为对链路权重的影响,计算各路径上链路权重之和;然后,对流量进行分割,并为每条分割后的流量选择权重和最小的路径进行流量传输.基于MATLAB和Mininet的仿真实验显示,使用上述算法可以实现更好的网络传输性能.相比于传统流量工程算法和OSPF路由算法,此算法在网络整体吞吐量方面分别提升60%和145%,在流量转发时延方面分别降低17%和24%,而在流量转发丢包率方面分别降低58%和76%.     

多业务CDMA网络中基于中断概率的CAC算法

为了提高码分多址接入(CDM A)系统的资源利用率和吞吐量,保证实时业务的服务质量(Q oS),提出了两种基于用户中断概率的呼叫接纳控制(CAC)算法。两种算法分别将平均或者最大中断概率定义为业务的服务质量,对用户的呼叫进行接纳控制。基于平均中断概率的策略能够提高系统的吞吐量和无线资源的利用率,而基于最大中断概率的呼叫接纳控制策略可以提供更好的Q oS保证。通过仿真,比较了基于平均中断概率的CAC算法与基于资源预留的CAC算法。结果表明:该文提出的算法在系统负载较大时,系统的中断概率能够降低50%以上;同时不需要预留资源,提高了系统的资源利用率。     

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.     

一种基于地理位置预测的高性能路由算法

提出了基于ARIMA预测模型的高效路由算法.该算法中节点通过前向与反向成功转发率、数据传输速率等计算链路的丢包率和期望传输次数来获取干扰感知期望传输时间(i ETT),代替DSR路由算法中的最短跳数判据.并引入ARIMA模型来预测节点下一时刻的运动位置,防止链路频繁断裂造成的网络丢包,并在链路失效之前预先选择最稳定的路径进行数据传输.仿真结果表明,所提路由算法相比DSR判据吞吐量提高6%~9%,平均端到端时延降低2%~6%,提高了网络整体性能.     

容迟容断网络中基于拓扑的双时隙路由算法

在公交车载网络等类型的容迟容断网络中,可以依靠全部或者部分网络拓扑信息进行路由计算.提出一种基于拓扑信息的双时隙路由算法.该算法将网络周期离散为时隙,计算路由时,采用当前时隙和下一时隙(即双时隙)内均有效的路径作为候选路径,从而保证多数业务在链路失效前完成转发.以传输延时和延时抖动率为依据,从当前和下一时隙内均有效的路径中优选路径,以容忍可预测的链路中断;通过提供备用路径,以容忍不可预测的链路中断,保证传输的可靠性和稳定性.对上述算法进行了仿真实现和性能分析,结果表明,该算法能容忍链路中断,报文递交率较高,平均传输延时较低.     

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.     

卫星网络中基于蚁群优化的概率路由算法

为了提高空间信息传输的有效性和可靠性,针对传统蚁群优化(ant colony optimization,ACO)容易造成最优路径负载过重而发生拥塞的问题,提出了一种基于蚁群优化的概率路由算法(ant colony optimization based proba-bilistic routing algorithm,ACO-PRA).根据卫星网络拓扑动态周期时变的固有特点,将拓扑周期均匀分为若干个时间片,形成基于不同时间片的卫星网络拓扑连通图;根据网络拓扑连通图,将星间链路带宽和链路容量引入到目标函数中,建立时延最小的优化模型;根据蚁群算法的节点概率函数选择下一跳节点,进而找到一条能同时满足时延带宽和链路容量要求的最佳信号传输路径.仿真结果表明,提出的基于蚁群优化的概率路由算法不仅能够降低平均端到端时延和丢包率,而且能够有效地提高网络吞吐量、平衡网络负载.     

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。     

基于流量模式的Q-学习路由及其连接调度

为解决无线网状网中因多条路径同时传输数据而引起网络性能降低的问题, 提出了一个基于流量的Q-学习路由与调度方案(QRST): 针对每一个路由请求, 首先采用强化学习中的Q-学习算法寻找路径; 然后根据找到的路径结合信道分配完成组合调度, 以启发式的方法尽可能为每个时隙使用网络资源分配路径的连接. 并在不同网络资源配置和多种流量请求下进行虚拟计算实验, 以验证该方案的正确性和有效性. 实验结果表明: 与COSS方案和AODV方案相比,采用QRST方案的无线网状网在吞吐量、激活链路数量和传输完成时间等网络性能上有较好的表现.     

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．     

一种新的片上网络拥塞感知容错路由算法

提出一个有效的路由通道选择机制,实现了基于片上网络(networks on chips,NoC)的拥塞感知的自适应容错路由算法(congestion-aware adaptive fault-tolerant routing algorithm,CAFR).该算法基于Up*/Down*路由算法得出源节点到目的节点每条路径的转向概率,再根据每条链路的两端路由器剩余内存时隙得出一个加权链路,最后由每条路径权重值和其路径的转向概率计算出源地址到目的地址各条路径的总权重值.实验结果表明,在无故障条件下,该算法的平均延迟和平均吞吐率都能维持较好水平.在故障条件下,该算法相对其他算法在吞吐量衰减方面有很大改善,尤其在故障率达到20%时,该算法吞吐量只有44.32%的衰减,而其他有容错性能的算法衰减达到48%~70%.     

基于链路可用时间的认知无线网络路由算法

文章针对认知无线网络路由性能易受认知节点移动、主用户干扰、节点剩余能量影响的问题,提出一种基于链路可用时间的路由算法。该算法对节点间的链路可用时间进行预测,自适应地选取重路由操作少、可用时间长的路径进行通信。仿真实验表明,该算法能简化网络的拓扑,提高认知无线网络的吞吐量,降低网络的传输时延。     

无线Mesh网络信道路由联合优化算法

无线Mesh网络传输性能的优化集中在系统吞吐量、平均时延和传输公平性3个方面,属于NP难题.提出一种基于启发式搜索和"原始-对偶"问题的优化迭代算法,在信道-收发器和链路容量的限制条件下对系统吞吐量进行了优化,并且分析了算法的收敛性.计算机仿真结果表明,所提出的算法可以显著提高无线Mesh网络系统的吞吐量.     

弹性光网络中负载均衡的优先共享通路保护

为在弹性光网络中实现最大化的备份频谱资源共享,提出了一种基于负载均衡的优先共享通路保护算法.在降低网络的阻塞率和保护开销时,综合考虑业务的传输距离、频谱资源利用率及链路状态等因素,建立整数线性规划模型确立优化目标,并提出启发式算法对路由和频谱分配联合优化选路,从而提供100%的单链路故障保护.仿真结果表明,与传统共享通路保护算法相比,所提算法在降低网络阻塞率的同时更有效地降低了保护开销,最大限度地实现备份频谱资源的共享.     

带有业务持续时间感知的节能共享保护

针对波分复用光网络的节能保护问题,提出一种带有业务持续时间感知的共享保护算法.在权衡网络的阻塞率和节能效率时,综合考虑链路的业务持续时间、资源利用率及链路状态等因素,提出启发式算法对工作路径和备份路径进行联合优化选路,从而提供100%的单链路故障保护.仿真结果表明:与传统节能共享保护算法相比,所提算法在降低网络阻塞率的同时更有效地降低了网络能耗.     

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。     

基于深度图强化学习的低轨卫星网络动态路由算法

为了解决高移动性导致卫星网络路由难以计算的问题,融合图神经网络和深度强化学习,提出一种基于深度图强化学习的低轨卫星网络动态路由算法。考虑卫星网络拓扑和卫星间链路的可用带宽、传播时延等约束,构建卫星网络状态,通过图神经网络对其进行表示学习;根据此状态的图神经网络表示,深度强化学习智能体选择相应的决策动作,使卫星网络长期平均吞吐量达到最大并保证平均时延最小。仿真结果表明,所提算法在保证较小时延的同时,还能提升卫星网络吞吐量和降低丢包率。此外,图神经网络强大的泛化能力使所提算法具有更好的抗毁性能。     

一种改进的最小代价网络编码算法

分析了网络编码内在特性,指出网络编码区别于传统多播并提升多播传输性能的根本原因在于网络中存在被不同传输路径所重用的关键链路.通过在构建网络编码多播的传输路径时形成较少的关键链路,提出了一种基于关键链路的最小代价网络编码算法.该算法是在最大流算法的基础上加以改进的,并结合了网络增广链和最小截集的性质,是一种有效的最小代价网络编码算法.基于随机网络的仿真实验证明,在实现多播理论容量的前提下,该算法能有效降低网络编码的代价.     

基于随机几何理论的无线Ad Hoc网络传输容量分析

考虑实际通信系统中数据传输速率及可变的链路传输距离,利用随机几何理论对瑞利衰落环境下中断概率的精确表达式及渐近表达式、传输容量的渐近表达式进行了推导,并与采用固定链路传输距离下的中断概率、传输容量性能进行了比较.仿真结果验证了理论推导的正确性,并表明:由于实际通信系统通常是一个低中断概率系统,因此传输容量的渐近表达式的分析结果可看作其精确结果的有效近似值,通过渐近表达式,能够更好的体现网络传输容量与网络设计参数之间的关系,另外,实际通信系统中链路传输距离的变化对传输容量性能的影响不大.     

60-GHz网络并行传输中基于顶点多着色的时隙分配算法

针对60-GHz网络中现有并行传输算法的不足,首先分析了数据并行传输的充分条件,然后基于冲突矩阵来对网络中的顶点进行多着色,进而提出了一种基于顶点多着色的时隙分配算法.此外,考虑到两种类型的传输:组内传输(单跳)和组间传输(多跳),还提出一种基于距离的中继选择算法作为发射机和接收机之间进行直接通信还是中继通信的决策指标.在单跳和多跳场景下评估所提算法的性能,仿真结果表明,所提算法可显著提升网络吞吐量和单位时隙期间的数据流平均数量,相比于传统的Greedy算法和TDMA算法,性能提升幅度分别达到19%和12%.