移动边缘计算中基于混合人工蜂群算法的计算卸载策略

计算卸载是移动边缘计算(Mobile Edge Computing,MEC)中的关键技术.针对多用户多MEC服务器场景中计算卸载策略的不足,本文提出一种混合人工蜂群算法(Artificial Reverse Sine-Cosine,ARSC).首先,使用反向学习策略初始化种群,优化种群的初始解;然后,在雇佣蜂阶段利用正余弦算法的全局最优引导信息,提升算法的局部搜索能力;最后,为了平衡算法的全局搜索能力和局部搜索能力,引入动态感知因子对算法的步长因子进行改进.仿真实验结果表明,相比基于粒子群算法的卸载策略、基于人工蜂群算法的卸载策略,ARSC策略在系统时延、系统能耗、收敛性等指标上均有所改善.

无人机辅助MEC系统中面向用户公平性的三维部署和卸载优化

针对无人机辅助移动边缘计算系统存在的用户公平性不足问题,本文提出了一种面向用户公平性的三维部署和卸载优化算法.该算法综合考虑用户匹配、无人机三维部署、计算资源分配、卸载因子对系统总时延及用户公平性的影响,建立了一个最小化系统总时延的多元优化问题,并针对该问题提出了一种两阶段联合优化算法,其中第1阶段使用带有平衡约束的聚类算法解决用户匹配和无人机的水平部署问题,第2阶段使用凸优化算法迭代求解无人机高度部署,资源分配和卸载因子优化问题.实验结果表明,与4种基准算法相比,所提算法在系统总时延和用户公平性两方面具有更好的性能.

SDN控制层泛洪防御机制研究:检测与缓解

针对SDN控制层中的欺骗式泛洪防御问题,提出控制器防御机制(CDM),主要包括基于关键特征多分类的泛洪检测机制和基于SAVI的泛洪缓解机制2个方面。在泛洪检测方面提出控制层泛洪关键特征解析模块,利用Boosting算法将各个关键特征弱分类器加权叠加形成增强型分类器,通过不断降低计算中的残差,达到更准确分类针对控制层的欺骗式泛洪攻击的效果。在泛洪缓解方面,CDM部署基于SAVI的泛洪缓解机制,以绑定和验证的模式为基础执行泛洪数据包的路径过滤,同时以动态轮询的模式实现泛洪攻击安全保障和接入层交换机泛洪关键特征数据的更新,降低冗余的模型更新负载。实验结果表明,所提方法具备开销低、精度高的特点,有效地增加了控制层的安全性,减少了欺骗式泛洪攻击主机分类的时间和对应控制器CPU的消耗。

SDN环境下SAVI动态配置技术研究

针对现有软件定义网络源地址验证机制存在的网络转发性能降低问题,设计并实现了能适应网络状态变化的动态源地址验证系统。首先通过动态流表验证规则的设计与交换机统计信息的数据挖掘,筛选和定位网络中存在的源地址伪造行为。然后,设计流表规则与主机状态集合动态部署模块,将优化规则部署到接入层交换机,在维护源地址安全性基础上保障了网络的转发性能。实验表明,该方法能合理地配置交换机中常驻的流表规则数量,并且降低了数据分组转发的时延,保持了源地址验证系统探测伪造信息的及时性和准确性,有效减少了因源地址验证而对底层网络转发性能产生的负面影响。

SDN网络中DDoS攻击监测与防御方法研究

软件定义网络(SDN)是一种新型的网络架构,具有全局视角,能够实现网络的集中管控。本文研究了SDN网络中DDoS攻击的特点和危害,设计实现了SDN网络中DDoS攻击实时监测和防御机制。在实时监测方面,本文综合分析了DDoS攻击的传统网络行为特征和SDN流表项数据特征后,提出了SDN网络中DDoS攻击检测特征,在进行特征去噪及降维优化后,利用梯度决策分类算法(GBDT)训练分类模型,对产生的SDN流表项数据进行异常分类。而攻击防御方面,针对SDN流表项数据的异常情况,利用SDN的全局视角配置相关参数,实时下发流表项,抑制DDoS攻击。模拟实验结果表明本文提出的DDoS攻击实时监测和防御机制能够有效地检测和缓解SDN网络中的DDoS攻击。

基于SDN的车联网多MEC动态负载均衡算法

车载自组织网络(VANET)承载的数据规模呈现爆炸性增长趋势。针对车联网中在线卸载场景下,多边缘服务器(MEC)负载不均衡导致车辆卸载成功率严重下降问题,提出一种基于软件定义网络(SDN)的车联网多MEC动态负载均衡算法DFPC。该算法结合排队论中先到先服务和有优先权的服务两种方式,SDN控制器通过一定的等待时延定时收集当前批任务,利用改进的K-means聚类算法快速对多维任务分类,优先入队紧急度相对高的任务;再利用SDN控制器定时收集的MEC上下文信息,实现卸载任务在多个MEC之间分配的动态反馈调节,解决了多MEC之间动态负载不均衡问题,充分利用MEC的计算资源,最终提升了整体车辆卸载成功率。为了验证DFPC算法在真实动态场景下的有效性,设计一种多MEC接入的在线卸载框架MOLF,通过低成本硬件部署模式完成在线卸载场景下负载均衡性能测试。实验结果表明,相比基准方案,DFPC算法平均卸载成功率提升了28%,平均负载方差降低了73%。