基于SDN的多域光网络虚拟化技术研究

随着网络虚拟化技术的发展,软件定义网络(SDN)应运而生,进一步推动了网络管理的现代化。SDN通过将网络控制层与数据转发层分离,实现了网络控制的集中化与程序化,极大地提高了网络配置和管理的灵活性。在网络虚拟化的背景下,SDN的引入不仅简化了网络管理,还提高了网络的可编程性和自动化水平,从而有效支撑了网络虚拟化技术的实际部署和运营。

多域光网络中考虑域间输出策略的分段共享保护算法

研究了多域光网络中的路由保护问题。在多域光网络中,域间路由的建立要遵从域间输出策略。在考虑域间输出策略的基础上提出了一种多域光网络中基于路径计算单元的分段共享保护算法。仿真表明,相比传统的基于路径计算单元的多域分段保护算法,该算法阻塞率低,平均保护切换时间短。

多域光网络中采用条件风险分离度的生存性策略

为了克服多域光网络中可扩展性约束的缺点,在多域光网络中提供区分业务的服务,提出一种采用条件风险分离度的多域光网络生存性策略。该策略给出条件风险分离度的概念,应用条件风险分离度实现域内虚链路映射,计算区分业务可靠性的端到端工作/保护路由对。仿真结果表明,所提生存性策略不仅能够区分业务可靠性,降低业务阻塞率,而且能够为业务提供平均高于其请求6.5%的可靠度。

基于PCE架构的多域光网络安全建路机制

多层多域是未来大规模光互联网络的必然趋势,如何在缺乏全局信息的条件下构建安全可靠的光路或光树,是光网络分域管理后面临的一个新问题。文章在分析基于PCE(路径计算单元)架构的多域光网络建路机理的基础上,剖析了其算路阶段与建链阶段存在的安全威胁,包括主动攻击和被动攻击两大类,围绕身份认证、数据源认证、加密、数字签名和隐私保护问题,利用TLS(传输层安全)、身份密码学和TCP(传输控制协议)认证选项等安全性技术,提出了针对PCEP(PCE协议)和GMPLS(通用多协议标签交换)RSVP-TE(基于流量工程扩展的资源预留协议)的安全建路机制,有效提升了多域光网络建路过程中的机密性、完整性、真实性、抗抵赖性、新鲜性和私有性。

大规模多域光网络中带有多参数拟合的跨域路径计算策略

为解决复杂多域光网络寻路时间长、业务阻塞高的问题,提出了一种在多域光网络中基于最小二乘法拟合的路径计算策略.通过单节点拓扑汇聚将多域网络抽象为低复杂的虚拟拓扑,并采用最小跳数方法计算出源宿节点的多条域序列;联合考虑域间多个资源参数的约束,基于最小二乘法将域序列拟合为不同圆心点;设定权值公式选出最优圆心点,即最优域序列;按照选定的域序列进行业务路由.仿真表明,所提策略在保证较短的路径计算时间前提下,有效地降低了多域光网络的业务阻塞率.

多域光网络中的动态RWA算法研究

随着光网络规模的不断增大,下一代智能光网络将被划分为多个路由域进行分布式管理。由于在这种具有分布式特点的多域光网络中,每个路由域只了解本地子网内的拓扑和资源信息,因此以往光网络中已有的基于全网信息的动态RWA算法将不在有效。文章首先分析了多域光网络中的动态RWA问题,然后针对多域网的特点对已有的RWA算法进行了修改,并在给定的多域光网络模型中对该算法进行了仿真研究。结果表明:在多域网络环境下,以往的动态RWA算法急需改进。

多域光网络控制平面互通技术的解决方案

为了提供跨越多域的动态的端到端的业务,对多域光网络控制平面的互通技术进行了研究。根据国际标准化组织的研究,分析了多域光网络控制平面互通技术的研究现状,并介绍了多域光网络的控制平面的分类方法及控制平面互通的需求分析。最后结合控制平面互通的需求分析,给出了几种互通技术的解决方案。分析结果表明,这些方案可以实现不同网络域的控制平面的互通操作。

多域光网络联合路由保护算法

研究了多域光网络中的路由保护问题。为了避免多域光网络通路保护二步算法可能导致的多域陷阱问题,提出了一种基于Suurballe算法扩展的多域联合路由保护算法。仿真表明,相比传统的多域通路保护二步算法,该算法资源利用率高,阻塞率低,平均每连接跨域数小。

基于密钥超图和身份密码的多域光网络密钥管理方案

针对分层PCE架构下多域光网络的特点及其密钥管理需求,提出一种新型的基于密钥超图和身份密码的密钥管理方案(简称为KMS-KI)。与基于逻辑密钥树的经典分散式密钥管理方案不同,该方案首先将多域光网络的密钥关系建模成两层密钥超图,即用点表示顶点,用超边描述各层级密钥关系,使网络的密钥层次关系能够更好地反映在密钥超图模型中;然后使用基于分层的身份密码系统和改进的私钥生成策略分别完成主密钥、公私钥、会话密钥、层组密钥、域间密钥的生成和动态管理,较好地解决了私钥的安全保护和私钥生成中心存在的单点失效问题。同时,通过融合成员特征值思想,当群组成员加入或离开时,剩余群组成员利用pPCE或者cPCE传递的密钥特征值自行计算和更新组密钥,大大降低了新的组密钥被敌手破获的风险。通过分析表明,KMS-KI方案具备前向安全性、后向安全性、私钥保密性和抗共谋攻击能力,与典型的基于逻辑密钥树的分散式方案相比,不但支持分层身份密码系统,且在密钥存储量、cPCE通信量和加解密次数等方面取得了综合较优的性能。

多域光网络中应用混合拓扑聚合的分段保护算法

研究了多域光网络中的路由保护问题;为了克服多域光网络中可扩展性约束,提出了一种混合拓扑聚合方法。该方法结合了全连通和生成树拓扑聚合的优点,在网络中需要存储和发布的链路状态信息与聚合信息反映实际物理拓扑的精确性之间进行了折中;然后在此混合拓扑聚合方法的基础上,提出了一种基于查询机制的多域分段保护算法。仿真表明,相比传统的多域保护算法,该算法阻塞率低,可扩展性好。

多域光网络控制平面技术的研究及应用

随着光传送网的规模日益增大,光传送网被划分为多个规模较小的子网进行管理,通过各个域之间的互联互通完成整个网络的通信连接。光传送网的新型业务是跨越多个光网络域,为了实现多个网络域之间的互联互通,对多域光网络的控制平面技术进行了研究。首先分析了智能光网络控制平面的研究现状;其次介绍了多域光网络的分类,在此基础上对控制平面技术进行了分析和比较;最后对控制平面在多域光网络中的应用进行了展望。

基于分层路径计算单元与双矩阵博弈的多域光网络静态组播专用保护算法

在预先配置组播业务的多域光网络中,如何保证静态组播业务的生存性已成为广泛关注的问题。针对此问题,通过采用基于分层路径计算单元(PCE)架构的全局拓扑信息调度计算模型,利用双矩阵博弈来生成链路不相交的组播树和组播保护树,最后提出了一种基于分层PCE与双矩阵博弈的多域光网络静态组播专用保护算法,并给出了算法的具体示例。理论分析和实验结果表明,在一定的冗余资源配置下,该算法具有较低的时间复杂度,在优化组播工作树和组播保护树的资源分配结构的同时,可明显提高多域光网络静态组播业务的生存能力。

基于分布式路径计算单元的多域光网络组密钥管理方案

针对分布式路径计算单元(PCE)架构下多域光网络的通信特点和密钥管理需求,提出一种该架构下的组密钥管理方案。首先使用超图理论对分布式PCE架构下的多域光网络密钥关系进行建模得到两层式密钥超图;然后在自治域层采用基于自认证公钥密码体制和成员过滤技术的密钥管理方法,在PCE层采用基于椭圆曲线密码体制的组密钥协商方法;最后完成密钥的产生、分发、更新和动态管理,较好地解决了成员的私钥保密性问题和第三方节点的冒充问题,减少了密钥更新时的计算开销。性能分析显示,该方案具有前向安全性、后向安全性、密钥保密性和抗合谋攻击等特点,与典型的分散式方案相比,在密钥存储量、加解密次数和通信开销等方面取得了较优的性能。

分层PCE多域光网络身份认证机制设计

从光网络信息安全角度对分层PCE多域光网络的身份认证机制进行详细设计,以期待光网络节点能智能识别通信对象身份的真实性。

一种多域光网络拓扑聚合算法

将复杂物理网络拓扑转换为简单的虚拟拓扑聚合是解决大规模多域光网络可扩展性和安全性问题的关键技术.提出了一种新的光网络多域线性阶梯聚合算法(ML-S),将线性段拟合算法升级为阶梯生成的多线拟合算法.通过查找阶梯的突变点,增加拟合线段的数量,减少冗余,对网络拓扑信息的描述进行改进.此外,ML-S融合了阶梯拟合算法,有效地缓解了拓扑信息的复杂性和准确性之间的矛盾.根据每个域的具体拓扑信息动态地选择一种更精确、更少冗余的算法.仿真结果表明,与最小二乘算法和梯形拟合算法相比,ML-S失真性能指数降低了60%,与多线拟合算法相比,ML-S冗余度降低了50%.在不同的拓扑条件下,ML-S保持了低估计失真、高估计失真和冗余度,在聚集程度和精度之间实现了更好的平衡.

基于边缘计算的多域光网络组密钥加密分发

针对多域光网络组中密钥分发过程中存储开销较大,且密钥分发的速率较低,提出基于边缘计算的多域光网络组密钥加密分发方法。通过分层图将多域光网络划分为波带和波长分层图,构建通信网络拓扑结构;将在线性、动态性与安全性作为密钥分发约束条件,结合边缘计算模型,令其参考架构分为设备域、网络域、数据域及应用域;分别从身份、行为与能力三方面构建边缘计算可信度评估模型,筛选满足通信要求的用户;将新成员和管理者生成会话密钥的过程视为成员注册过程;组管理员构造逻辑树,确保所有成员均有自己的叶子节点,利用多接受者签密机制完成密钥加密分发。仿真结果表明,所提方法可降低通信开销,提高密钥分发速率。

多域光网络拓扑聚合算法的设计与仿真

针对聚合算法相对失真性能较差的问题,提出一种多域光网络拓扑聚合算法。对单个域实施赋权,以拟合多域光网络的逻辑物理路径。进一步压缩代表点集合,在坐标系中拟合代表点即拟合楼梯,通过拟合结果构造多域光网络的全连通图,运用获取的星形拓扑实施多域光网络拓扑聚合,实现多域光网络拓扑聚合算法的设计。为了验证算法的相对失真性能设计对比实验,实验结果表明,该算法相对失真性能优于传统网络拓扑聚合算法,更适用于多域光网络的拓扑聚合。

基于传染病动力学的多域光网络串扰攻击传播模型

针对大功率串扰攻击对多域光网络造成的服务破坏及其扩散引起的网络瘫痪问题,通过分析大功率串扰攻击传播过程,阐述了大功率串扰攻击与传染病传播的相似性,提出了一种新的基于传染病动力学的多域光网络串扰攻击传播模型(Crosstalk Attack Propagation-Susceptible Infected Susceptible,CAP-SIS),并利用Ford-Fulkerson算法对多域光网络传播延迟阶段的攻击功率累加效应进行描述。实验结果表明,该传播模型能够客观反映大功率串扰攻击在多域光网络中的传播规律,为下一步对串扰攻击的检测和定位提供理论支撑。

一种改进的多域光网络保护机制

生存性是保证业务服务质量的关键,多域光网络生存性问题中,由于存在多域间拓扑和路由信息不可见等约束,导致生存性实现较为困难。提出了将多域光网络进行逻辑聚合的思路,在此基础上分别针对域内和域间提出了非等值负载保护和M:1保护机制。域内的非等值负载保护机制可以根据节点数以及业务量动态地分配保护路径,从而有效地提高资源利用率。

基于负载平衡的多域光网络路由机制

基于软管模型,引入Valiant负载平衡方案,提出一种基于负载平衡的多域光网络路由机制,采用融合业务量疏导策略的启发式路由算法,在业务量矩阵不确定的情况下为业务请求进行路由,使网络资源配置达到最优。对提出的机制进行了仿真实现并与现有机制进行了性能对比,结果表明,该机制不仅减少了使用端口数,而且降低了阻塞率,是可行和有效的。