网络管理的研究和发展

网络管理理论、模型和产品的研究和开发与计算机和通信网络相关学科的发展有着紧密联系 ,分布和智能的网络管理是必然趋势 ,目前的体系结构需要集成 Web、Java、分布对象以及多 Agent系统等关键技术 .但是通过对现有网络管理标准和系统的分析发现 ,当前亟需探索和解决的是信息模型问题 .DMTF提出的 CIM模型和IRTF提出的 SMIng是重要的方向 ,它们都能映射为语法简洁和语义丰富 XML模块 ,借助 W3C提出 RDF建立网络管理知识模型成为可能 ,并已经应用在多 Agent网络管理原型系统中 .

基于非合作竞价博弈的网络资源分配算法的应用研究

本文运用博弈理论对资源分配技术进行了深入研究,提出了能够反映供求关系的基于竞价的网络资源定价机制,并设计了端系统的效用函数,论证了资源分配博弈中N ash均衡点的存在性和唯一性以及N ash均衡解.基于所提资源分配博弈模型,设计了一种网络资源分配算法(RANG).仿真实验表明,RANG算法能够为端系统的资源数量提供参考,规范端系统竞价,从而使得整个资源的分配趋于合理.

一种基于预测PI控制器的自相似网络主动队列管理算法

近年研究发现网络中的业务量呈自相似特征,这种自相似特征显著影响网络的流量控制与排队性能,本文在自相似网络流量可预测的基础上,利用线性回归分析理论进行流量预测,并应用控制理论中的预测PI控制器原理设计了动态矩阵PI控制主动队列管理(Dynam icMatrix PI Control-Active QueueManagement,简称DM-PIC-AQM)算法,以克服队列的剧烈振荡,保持队列稳定在期望的长度.仿真实验结果表明,DMPIC-AQM算法在网络流量剧烈变化和小期望队列长度的情形下,DMPIC-AQM算法明显优于RED与PI算法.

基于拓扑连通概率的车载自组织网络路由算法

为了改进REAR算法中竞争延迟函数存在的不足,减少广播报文数量,从3个方面对其进行了改进,提出了RPR算法.首先,修改了竞争延迟函数的参数,通过节点之间的数据交互,计算得到节点的排名信息,并将此信息作为竞争延迟函数的参数;其次,减少广播报文的传播时间以及数据报文的广播次数,达到抑制报文数量的目的;最后,通过移除REAR算法中节点对于上一跳节点的概率累加,简化了下一跳节点的判断依据,增加了算法的执行力.在NS2仿真软件中实现了REAR算法和RPR算法.对比实验结果表明,RPR算法可将广播报文数量和数据通信时间分别缩短至REAR算法的78%和72%,覆盖率则从原来的93%提升至99%.

无线多媒体网络中自适应拥塞控制算法的研究

提出了一种适用于采用无线接入多媒体流的拥塞控制算法,简称adaptive-MQWB(adaptivemediaQoSandwirelessbandwidth)。该算法依据当前带宽的动态变化率,在满足多媒体传输的最大时延的前提下,以最佳目标队长为实现目标,寻求最优的主动队列管理方案。仿真结果表明,与目前已有的MADR、tuned-RED算法相比,adaptive-MQWB算法在带宽动态变化的自适应性和多媒体传输时延的QoS保证方面都表现出更好的性能优势。

自相似网络流量可预测性及其在AQM中的应用

从网络流量的自相似性带来的可预测性入手,小结了两类常用的预测方法,并对其进行了比较;然后根据已有预测算法,将预测结果引入经典主动队列管理机制——RED算法中,提出了基于流量预测的RED算法;最后通过仿真实验表明,该算法能较好地控制平均队列长度,提高主动队列管理的性能。

节点位置信息驱动的物联网终端缓存管理机制的研究

物联网通过物体、传感设备与网络的关联来实现物体自动、实时的识别、定位、追踪和监控,并触发相关事件.面对持续采集或到达的数据流,物联网的移动终端间需要进行大量的数据交互.在节点缓存空间有限的条件下,合理的节点缓存管理机制可以在提高消息投递成功率的同时减少网络开销、降低终端能耗.然而,现有缓存管理机制都是从消息队列特征或静态属性方面展开研究,忽视了节点的位置、移动方向等特征,从而导致消息在网络中无方向性的扩散;或虽考虑了节点移动特征,但集中于时间维度,且对节点间相遇规律做了诸多假设,如节点间相遇服从独立同分布等,这些都限制了算法的实际应用场景.考虑到物联网中节点移动的空间规律性,该文在研究节点移动模型的基础上提出了节点位置信息驱动的终端缓存管理机制.在消息目的位置已知的情况下,该机制根据节点在随机移动模型和车载移动模型两种场景下位置和方向的移动特征,结合节点对网络态势的感知,分别计算消息的优先级;依据该优先级,设计节点间进行数据交换时的消息调度策略及节点缓存空间不足时的消息丢弃策略;并通过对移动方式随机(如人和动物的随机移动)和移动方式受限(如城市道路中车辆移动)两种场景的仿真结果分析,评估算法的性能表现.仿真实验表明,相比于Drop Oldest(DO)等传统缓存管理策略,该文提出的缓存管理机制在不同缓存大小和不同程度网络拥塞的情况下体现出较高的性能优势,并在提升消息投递率的同时保持了较低的平均时延、网络负载率和平均跳数.

一种基于端系统竞价博弈的网络资源分配模型

随着网络流量以指数形式急剧增长,各种应用对网络资源的需求随之增加,特别是需要严格QoS保证的实时网络多媒体应用要求更多的网络资源。资源分配是QoS分配的最终实现,QoS分配目的是为了进行合理的资源分配,因而有效的资源分配十分重要。在描述资源分配问题的基础上,对资源分配博弈进行了深入研究,提出了能够反映供求关系的基于竞价的网络资源定价机制,并设计了端系统的效用函数,论证了资源分配博弈中Nash均衡点的存在性和唯一性以及实现Nash均衡解端系统的竞价策略。最后,为完善上述资源分配博弈模型,对该模型中的资源价格和相同竞价问题进行进一步讨论。该研究为基于竞价的资源分配算法的设计提供了理论上的支持。

博弈论在异构的多接入网络选择策略应用

针对异构网络融合问题,提出了一种基于博弈论的多接入网络选择策略。首先建立接入网络服务质量模型,然后根据接入网络之间的非合作竞争与合作关系以及接入网络与用户之间的竞争关系,建立了完全信息静态博弈模型和非合作博弈模型,通过求解模型的纳什均衡,依据单位价格服务质量确定候选接入网络。实验结果表明,在完全信息静态博弈模式下各接入网络的服务质量价格低于在合作博弈模式下的价格,各接入网络获得最大收益,仅达到局部最优,而在合作博弈模式下各接入网络的收益和所有网络总收益达到最大化,局部和全局同时达到最优。最后,比较了不同博弈模式下单位价格服务质量,讨论了博弈模型中参数对接入网络单位价格服务质量的影响。

单跳节点间传输距离对无线传感器网络性能影响的评估

在无线传感器网络中对传输距离与传输能量及传输速率的关系进行了研究。传统的工作对该关系的认识并不准确,而这是考虑网络各性能指标的基础。首先介绍了实验所用到的无线传感器网络节点,实验的环境及实验的设计;然后通过实验测量得到在不同传输距离上的报文丢失率,并对其进行拟合得到传输距离与报文丢失率的关系;最后在该关系的基础上考虑了报文的重传,进一步研究了传输距离对传输能量及传输速率的影响。主要贡献是在Imote2型节点平台上定量地给出了单跳节点间传输距离对无线传感器网络性能影响的评估。

基于网络编码的命名数据网络研究

命名数据网络(NDN)作为新兴的下一代网络体系结构,支持网络缓存和多路径传输,但由于节点间协调的复杂性,两者未能充分结合以发挥NDN高效传输内容的潜力。网络编码(NC)允许网络节点对多个报文再编码,由此产生的随机性使网络可从多数据源并行传输数据,简化节点间协调。提出基于网络编码的NC-NDN系统模型,通过设计具体的报文格式,报文的转发处理流程以及缓存替换策略以充分发挥NDN网络缓存和多路径传输的优势。实验结果表明,NC-NDN系统可提高网络传输数据内容的性能。

基于RSSI分布的无线Ad Hoc网络终端定位算法

为了解决基于信号强度衰减模型的定位算法误差较大的问题,提出了一种基于RSSI分布的无线Ad Hoc网络终端定位算法(LRPD).通过实际测量发现,接收端信号强度RSSI呈现波动态势,仅依靠信号强度的平均值不能较好地描述接收信号,因此考虑使用信号强度出现的频率来估计目标节点在可能位置出现的概率.LRPD算法根据每一个参考节点接收到的RSSI的分布,确定目标节点在离参考节点不同距离位置处出现的概率,然后综合考虑各参考节点的影响,实现最终位置的确定.在真实环境中,使用Intel无线网卡和Samsung平板电脑实现了LRPD算法定位.实验结果表明:针对边长为12 m的正三角形实验场景,所提算法误差约为1.43 m;与传统的质心定位方法和三边定位法相比,LRPD算法的定位精度更高.

基于角色的访问控制在Web中的实现技术

基于角色的访问控制具有减少授权管理复杂性,降低管理开销,并能提供与企业组织结构相一致的安全策略的优势,(RBAC)RBAC模型是大型企业网实现授权访问的最佳方案。在介绍了基于的资源访问控制策略后,给出了一种在代理服务器中实现的原型/WebRBACWeb系统。

一次性口令认证技术的分析与改进

详细讨论了“一次性口令”认证技术的原理和实现过程，分析了常用ＯＴＰ认证存在小数攻击等安全漏洞，提出了一种使用公开密钥密码体制加密用户通行密语（ｓｅｃｒｅｔ ｐａｓｓ ｐｈｒａｓｅ），类似于ＨＴＴＰ摘要认证的ＯＴＰ改进方案和Ｊａｖａ实现方法．

基于运行轨迹特征分析的车辆自组织网路由算法

首先基于车辆trace数据提取了粗粒度的车辆移动信息,在此基础上,继续研究了trace数据的细粒度的车辆移动模型;然后基于移动模型提出了车辆自组织网络的路由算法(RPT-D),根据车辆移动特征将报文更快地传输到目的地;接着将对传输的Qo S需求放入报文选路目标中,得到扩展性和选路结果更好的RPT-GA算法;最后通过仿真实验,分别从传输时延、投递成功率、跳数和辅助报文数量等4个性能参数角度,基于车辆trace数据将所提出的路由算法与经典的车辆自组织网路由算法(IGRP和GPSR)进行比较,实验结果验证了所提算法的有效性。

超文本传输协议的认证技术研究与实现

超文本传输协议是一种无状态协议。虽然它提供了基本认证服务用于支持用户的合法访问 ,但其功能较弱。本文介绍了超文本传输协议标准提供的摘要认证技术 ,分析了常用“一次性口令”认证方法的缺陷 。

一种基于效用最优的分层多播动态层速率分配算法

分层多播已被认为是在Internet上进行视频多播的一个解决方案 已有的分层多播协议通常在接收方执行层的适应 ,在发送方使用静态的层速率分配技术 首先介绍了分层多播的基本原理 ,讨论了接收方驱动的静态分层与发送方驱动的动态分层技术 ,特别地引入了一种衡量尺度“效用”对多媒体应用满意度进行度量 ;提出了一种效用最优的层速率分配算法ORAU ,并通过推理证明得出了一个求解途径 ;接着给出了ORAU算法的实现 ;最后对ORAU算法在特定的网络环境中进行了实验仿真 ,并对仿真结果与其他算法进行了比较分析 实验结果表明 ,采用ORAU算法的多媒体多播系统能够花费较小的带宽就可以获得相对较高的系统效用 。

基于多跟随者Stackelberg博弈的流速控制算法

由于现实网络中,端系统的角色往往并不平等,存在某些端系统制定整个网络的流速控制策略,其他端系统只能跟随这些策略,不能简单地使用非合作博弈理论研究Internet中非合作端系统的贪婪行为。该文在讨论了一次博弈模型和流速控制博弈均衡的解析解的基础上,对多跟随者Stackelberg博弈模型的流速与拥塞控制行为进行了深入研究。提出了多跟随者Stackelberg博弈流速控制模型,论证了Stackelberg均衡的存在性,并推导出在Stackelberg均衡点上领导者和多跟随者流速率的解析解。最后,文章设计了一种基于多跟随者Stackelberg博弈的流速控制算法(FCSM),并讨论了FCSM算法执行的过程。

基于sketch的软件定义测量数据平面硬件模型

提出一种基于sketch数据结构的软件定义测量数据平面硬件模型,并在以现场可编程逻辑门阵列(FPGA)为核心的可编程网络设备Net Magic上进行了实现。利用部署在硬件FPGA高速SRAM中的通用sketch数据结构高效地采集数据平面流量数据,控制平面收集并缓存统计数据,提供给上层的测量应用使用。使用count-min sketch和2-universal散列函数实现了在高速流量下实时的分组处理和流量统计;使用Bloom filter在控制平面恢复流量的原始5元组信息,解决了sketch数据结构的不可逆问题。使用CERNET骨干网流量数据对原型系统进行的评估结果表明,该原型系统使用极其有限的硬件资源实现了对较大规模网络流量的实时测量,同时具备较好的测量精度。

基于NAT-PT和PROXY的HTTP过渡方案的研究与改进

NAT-PT技术和PROXY技术是HTTP服务从IPv4向IPv6过渡的两种主要技术,文章讨论了基于这两种技术的过渡方案的实现与改进。论文从原理上分析现有方案,提出现有实现方案存在的问题,如NAT-PT中的动态映射地址对过期而导致的访问出错的问题,以及PROXY方案中IPv4端不能通过IPv6地址直接访问的问题。针对上述问题提出了改进方案,并通过实验证明了改进方案的可行性和有效性。