基于时延程策略的多会话时延损伤模拟

随着卫星网络、车联网络、工业网络等业务仿真模拟需求的日益增长,针对传统专用信道损伤仪存在的模拟链路数量少、灵活性低、资源占用高等问题,本文提出一种基于时延量程策略的多会话时延损伤模拟方法,构建灵活的软件网络损伤模拟。该方法通过识别检测独立控制各会话流的时延损伤,并采用基于时延程策略的多队列合并架构以降低资源占用。实验结果表明,相较于传统专用设备与模拟软件NetEm,该方法支持百万级链路的独立时延配置,会话流数从十数条增加到百万条,且在各带宽下降低至少85%的内存占用,满足大规模和精度的同时极大的降低系统成本。

基于双模态门控特征融合的跌倒检测方法

使用单一传感器进行人体跌倒检测的方法不能充分捕捉动作特征,摄像头在光线较差时无法获得高质量图像,毫米波雷达的点云稀疏性降低了远距离目标信息的有效性;针对上述问题,提出了一种基于双模态门控特征融合的跌倒检测方法;使用雷达和摄像头同步检测,雷达分支根据时间-距离图和微多普勒图获得融合特征,视觉分支提取目标的光学特征;将两种特征送入门控融合模块,根据权重整合特征信息,在输出层实现分类;设计了雷达分支和整体网络的相关实验,雷达分支融合方法的平均准确率是91.7%,优于单一特征方法;整体网络的门控融合方法的准确率是94.1%,相比特征相加融合和首尾拼接融合方法分别高出3.0%和1.8%;充分表明该方法能够提升人体跌倒检测的性能。

具备虚实可靠性监控的实验室私有云设计与实现

为提高实验室信息资源使用效率,加强管理能力,保障计算机资源使用可靠性,提出了一种具备虚实资源高可靠监控的私有云系统的部署与监控方案。该方案引入虚拟化和多种高可靠技术,作为私有云的基础框架,并增加监控层完成对该平台物理和虚拟资源的可靠性监测,从物理实体和虚拟对象两个层面共同实现系统的可靠性。建立了由6台主机和2台存储构成的小型私有云平台,满足了实验室约60人的研究需求。通过低成本方案实现了资源的有效利用和可靠性保证,满足了日常科研及教学的要求,且适用于中小型企业自建云的管理和运维。

基于CNN-LSTM-PSO的私有云故障检测

有效对私有云系统进行故障检测对于保障IT系统稳定性及开展可靠性信息活动具有重要的实际意义;为此从私有云系统的历史趋势数据出发,将卷积网络(CNN)和长短期记忆(LSTM)循环神经网络结合,提出了基于粒子群优化算法(PSO)的CNN-LSTM-PSO的混合模型,实现对私有云的故障检测;采用X11算法等技术对数据进行预处理,使用CNN网络提取监控指标时序数据的相关特征信息,并通过训练LSTM网络参数建立CNN-LSTM预测模型,设计了PSO算法对预测模型进行参数选优,减小预测误差,并以高斯正态分布确定阈值范围,实现故障的精准检测;通过和传统单一预测模型以及现有的一些组合预测模型的对比,CNN-LSTM-PSO模型预测后结果的均方根误差、平均绝对误差和平均百分比误差都低于其余模型;实验结果验证了模型在预测效果上具备更高的精度和更快的预测速度,在私有云的故障检测中精确性和实时性都具有良好效果。

海量日志数据采集系统的设计与优化

现阶段网络数据巨大,为了从大量数据中发现特定情况的规律与特征,大数据时代需要实现对海量数据信息的分析,而一切数据分析的前提与关键是数据采集的完整性。但是目前许多数据采集结构并没有实现性能最优化,没有最大限度发挥服务器的性能,资源消耗大,那么从优化数据采集系统结构方向实现数据采集效率最大化,成为趋势。提出一种优化的数据采集结构,并通过其与原有简易结构对比分析,实测两者采集数据承载力,得到一种能够适应突发、并发网络环境的数据采集结构。

基于CC1101的智能门锁无线低功耗休眠唤醒机制设计

针对短帧、低吞吐量特性的无线传感网中微型节点的低功耗休眠唤醒机制设计问题,通过对支持双向突发通信、响应时间小于500ms需求的智能门锁应用具体场景下的低功耗休眠唤醒机制的研究,分析了常用的MAC层低功耗休眠唤醒机制。并以STM8L MCU+Sub-1G射频芯片CC1101的低成本、低功耗硬件平台为基础,根据智能门锁的应用特性,结合CC1101射频芯片底层硬件机制,设计并实现了满足应用要求的低功耗休眠唤醒机制。通过对节点模块功耗的测量,并结合智能门锁应用场景进行功耗评估,结果表明系统稳定可靠,且低功耗特性表现良好。

基于AES数据加密的网关通信设计

智能家庭网关在物联网（Io T）系统中扮演重要角色,负责网络层和无处不在的传感器网络（USN）层之间的连接。即使家庭网络应用正在快速发展,对基于家庭网关的开放开发架构的研究较少。这使得扩展家庭网络难以支持新的应用,共享服务以及与其他家庭网络系统的互操作。提出了一种集成接入网关（IAGW）,向上与操作员机器平台（M2M P/F）进行连接。在这种家庭网络方案中,网关提供标准接口,用于支持家庭环境中的各种应用,从现场配置到节点和服务访问。此外,M2M P/F也提供通信管理能力。创建了包含IAGW原型的简单家庭网络应用系统的测试平台,以测试其用户交互功能。实验结果表明,所提出的网关为用户配置和部署家庭自动化网络提供了极大的灵活性;它可以应用于其他监控区域,同时支持多普适传感器网络。

基于网络处理器的深度包检测系统的研究

由于互联网已经成为一个必要的工具,增加网络安全性,提高网络速度的要求进一步增加。解决这些问题的传统机制并非足够有效,因此我们需要找到一种新的方法来解决这个问题,本文提到了一种使用网络处理器设计高速深度包检测引擎的新方法。

基于ELK的视频会议设备日志管理分析系统

现代企业组织结构越来越大,众多设备分散,且每天会生成海量日志文件,为了实时高效监控企业多地区多台视频会议设备的使用情况与运行状态,将分散储存的syslog日志集中管理分析,实时查询分析,克服传统日志分析管理效率低、不及时等问题。有别于传统日志本地保存、检索分析的模式,基于ELK开源项目,使用该数据处理工具链,通过研究其三个负责日志采集、实时检索、直观展现的组件,完成日志管理分析系统的部署。平台配置简单,免费开源。设计根据需求二次开发,能为企业日志实现日志集中收集、快速检索与直观分析,最终提升日志管理分析效率与质量。

IPv6网络中的深度流检测技术应用研究

随着互联网的迅速发展,IPv4(internet protocol version4)协议在很多方面已经出现明显的局限,IPv6(internet protocol version6)应运而生,成为了下一代互联网建设的基础之一。深度流检测技术在IPv4网络的管理中应用越来越广泛,但由于IPv6协议与IPv4协议的差异性,该技术并不能简单地移植到IPv6网络中,必须设计一套全新的结合深度流检测的技术优势,并能对网络中的IPv6数据包进行有效识别和高效控制的管理系统。针对IPv6的协议特性,研究了深度流检测技术的应用方法,在MPC8572硬件平台上结合查找表单元的硬件查找功能,提出了一套针对IPv6协议的网络行为分析系统方案。本文的研究成果不仅填补了IPv6网络行为监管方面的系统方案空白,更为构建安全、高效的下一代网络提供了参考。

顺序流媒体缓存系统的设计与实现

流媒体数据消耗大量的网络带宽,其中很大一部分是因为热门资源的重复传输,鉴于此情况设计一种顺序流媒体缓存系统,减少不必要的传输。该设计基于代理服务器,针对顺序流媒体独特的存储及访问控制机制,结合代理服务器缓存模块的特征,设计并实现了可用于对顺序流媒体进行缓存的系统。测试结果表明,缓存系统很好的解决了顺序流媒体在缓存上存在的难以命中的问题,可准确的对顺序流媒体进行缓存并在后续访问中完全命中,大幅提高了缓存字节命中率。

长距离OFDM/WDM混合PON中基于MILP的网络规划方案

在满足用户带宽需求和系统功率预算的前提下,针对长距离OFDM/WDM混合无源光网络中的传输技术(光收发器、检测技术和调制方式),提出了基于混合整数线性规划(MILP)的成本效率最优化数学模型。通过该模型,建立了网络规划方案,给出了在不同长距离OFDM/WDM混合PON场景下成本效率最优的传输技术。

基于DPDK的流量测试平台设计

随着网络需求的不断发展,网络中的用户越来越多,对于网络的需求也越来越重度。对于服务商来说,保障大用户规模下的网络服务质量和稳定性显得格外重要,需要一个高性能的流量测试平台,能够模拟大规模用户的访问请求,并且能够高效率的解析模拟流量,以此便可以测试自己本身平台的服务质量和应对高并发的能力。针对这种测试需求,设计了一个基于DPDK的流量测试平台,能够实现大规模网络数据流量的发送,高性能的解析,并且将解析后流量数据收入进数据库,进行后续的分析。

基于Python的SCPI命令解释器设计与优化

自动化测试系统将众多测试仪表通过统一的软硬件标准接口相连,以简化管理、编写测试用例的复杂过程,对于测试系统的搭建和使用来说是极大的便利,因此将传统的测量仪器转化成为支持可编程仪器标准命令(SCPI)的可程控测量仪器是很有必要的。然而仪表中普遍支持的SCPI命令的集成和实现依赖复杂的语法解析和命令搜索,传统的SCPI解释器设计复杂,开发难度高,通用性差,命令解析的准确性和命令搜索的效率都很低,对仪表开发者带来不便。设计了一款高效且通用的SCPI解释器,该解释器基于Python语言,对SCPI命令使用Lark库进行命令解析,高效且准确。命令搜索使用的命令树则以XML文档的形式呈现,在仪器启动时以Python的字典存储结构加载入内存中,减少查询次数提高查询效率。

高速以太网中实时相似性匹配算法的研究

在高速以太网中,针对用户行为的特殊性及数据流五元组的特点,提出了一种自适应相似性匹配算法(ASMA-HN)。该算法充分考虑了数据流五元组的随机性分布特点,通过一种改进的XOR-SHIFT算法将数据流分类索引,并提出了同类数据库(SD)及异类数据库(HD)的概念,基于距离测度分别设计了加权相似性比较函数,使得特征值能更精准地匹配到符合要求的数据文件,提高了整体的匹配效率。通过对校园网实际流量的现场测试,证明该算法具有较高的精准性及可适用性,且匹配时间较低,能很好地满足高速网络中相似性匹配业务的需求。

基于功能抽象的仪表自动化测试中间件设计与实现

现代化智能制造要求产品经历复杂的测试流程,传统人工测试已经不能满足需求,仪表自动化测试成为解决的必要手段,越来越多的可控仪表被加入其中。然而由于可控仪表硬件接口、协议及指令规范的多样性,厂商在开发过程中势必面临集成的问题。提出设计了基于功能抽象的多样性仪表兼容的自动化测试中间件,方案通过将PHP、Python、SCPI相结合,建立三层控制架构:仪表抽象层、业务解析层和设备调度层,实现了对于多样性测试仪表的统一抽象控制,从而快速组建满足用户测试需求的自动化测试平台中间件,提高了工厂的集成效率。实验结果表明,该套自动化测试中间件具有跨平台、通用性和扩展性的优点,在新增仪表和升级仪表过程中具有明显的灵活性。

基于链路循环的网络时延模拟方法研究

针对当前网络时延模拟软件量程窄、精度低、资源占用高的问题,提出一种基于链路循环的网络时延模拟方法。该方法将时延模拟分为两个阶段:第一阶段通过链路循环实现宽量程的时延模拟,第二阶段通过内存队列缓冲数据实现精度优化。实验结果表明,该方法能够以微秒级精度实现秒级时延模拟。此外,相较于主流时延模拟软件NetEm,该方法能在各个带宽下降低55%~80%的内存占用,在满足精度需求的同时极大地降低系统成本。

基于双散列的DPDK负载均衡算法设计与实现

随着网络快速发展,业务越发复杂,RSS和对称RSS分流不均衡导致高性能数据包处理框架DPDK性能不能充分发挥,针对这一问题提出了一种双hash负载均衡算法。该算法通过网卡硬件特性对称RSS机制和软件实现的对称hash算法,对数据包五元组信息进行哈希散列确定对应的逻辑核实现均衡分流。搭建了实验测试环境,和对称RSS算法对比,实验结果表明对称RSS算法分流不均衡,10次实验结果的CPU使用率的均方差为334.48。而双hash负载均衡算法分流均衡,各个逻辑核的CPU使用率均控制在50%范围小幅波动,对于10次实验结果的CPU使用率的均方差仅为23.92,达到了较好的均衡效果。提出的双hash均衡算法对于基于DPDK的网络处理设备研制具有一定参考价值。

基于模拟串行端口的虚拟设备通信技术研究

MBSE是复杂系统设计的重要范式,尤其对于大型嵌入式系统设计具有重大意义;但在MBSE的虚拟验证环节,针对节点的串行端口的互联通信仍缺乏有效灵活的手段;为解决该问题,提出了一种基于Linux系统内核驱动的串行端口模拟方式,实现了基于模拟串行端口的多虚拟设备间的通信技术;分析了标准串行端口的内核驱动架构,进行规范的驱动设计,构建模拟串行端口,以模拟设备替代真实硬件设备;实验验证了模拟的串行端口的功能可用性,且具备平均456.98 Mbps的最大传输速率,满足物理串行端口的速率范围要求;利用该模拟串行端口,实现了虚拟设备间的双向串行通信实验,能够支持嵌入式子系统间串行通信模拟的需要。

基于星间可见性的振动监测可视化仿真研究

星间激光通信已经成为现如今的发展热潮,星间链路容易受到外界环境或卫星本体的振动影响,致使通信质量受损;在卫星的轨道建模以及可视化领域,传统方案极少引入卫星平台振动对链路的影响,无法满足未来星网仿真的需求;为反应星间链路通信过程中平台振动对其的影响,提出了星间激光链路状态模型,主要对地心角、激光功率、以及平台振动等主要参数进行了研究;实验验证了星间可见性方法的计算准确性和功能有效性,分别对方位角、俯仰角、星间距离进行误差对比验证,其中方位角和俯仰角误差控制在30μrad以内,星间距离误差控制在110 m以内,并通过振动叠加实验,验证了卫星平台振动对链路干扰的程度,较好的还原星间链路的真实情况。