边缘计算中拥塞感知的接入网络与副本联合选择策略

针对边缘计算中服务副本选择过程中多用户资源争用导致的服务质量降低的难题,提出了一种网络接入点选择和服务副本选择联合优化方法。首先,依据用户所在位置,贪心地为每条用户请求选择合适的网络接入点,以避免大量用户同时选择同一个基站而造成网络拥塞。其次,网络中存在多个服务副本,在服务副本选择阶段,依据每个副本的负载以及用户的移动路径,基于改进的免疫遗传算法为每条用户请求选择合适的服务副本,以期提高整个系统的运行效率。仿真实验结果表明,相比于已有方案,该策略能有效提高用户服务质量。

延迟容忍网络中一种基于节点介数的拥塞感知路由算法

确定性延迟容忍网络中,节点间的接触往往表现出一定的重复性和规律性.现有的确定性路由算法通常根据网络全局或部分的先验知识构建网络演化图,将路由选择过程转换为利用经典路由算法求解最短路径的问题.然而,这类算法中消息的转发一般采用预先计算好的路径,缺乏对网络状态的自适应性.网络流量可能集中于部分的活跃节点,造成这部分节点过度的资源消耗,从而导致网络拥塞.提出一种基于节点介数的拥塞感知路由算法,该算法通过网络拓扑的时空演化图计算出节点间延时开销最小的多条备选路径,同时引入节点介数来指示节点的负载情况.在转发路径的选择过程中,结合路径的延迟开销和介数值以不同的概率从备选路径集合中选择实际转发路径.仿真结果表明该算法有效地减少了网络负载不均造成的局部拥塞现象,提高了网络消息的交付性能.

一种拥塞感知的TFRC协议慢启动算法

本文分析了TFRC(TCP-Friendly Rate Control)协议在慢启动阶段采用类似TCP协议的倍增发送速率机制存在的问题,提出了一种利用回路响应时间(Round Trip Time,RTT)来自适应调节慢启动阶段速率的算法.通过分析实际RTT值和EWMA(Exponentially Weighted Moving Average)处理后的平均RTT值来感知网络当前的拥塞状况,以调节发送速率的激进程度.仿真实验表明,该方法对TFRC协议具有明显的改进作用,减少了慢启动阶段结束时的报文丢失率,提高了协议的传输平稳度和吞吐量,从而能更有效地适应多媒体流的传输要求.

片上网络拥塞感知算法研究

片上网络中通信拥塞现象是导致数据传输网络性能急剧下降的重要原因之一。本文所提出的基于神经网络判决的片上网络拥塞感知算法,可以全局掌握拥塞状态,优化路由选择。算法首先采用hamming网计算网络上链路使用状态,然后通过竞争网寻找到拥塞情况最严重的节点,采用避开拥塞节点路由策略,使数据流尽量均匀分布在网络的节点和链路上,降低传输资源的竞争。通过仿真实验结果表明,在均匀分布数据流条件下,该拥塞控制算法可以获得较好的网络吞吐率和平均传输延迟。

无线MESH网中具有拥塞感知的跨层多径路由

许多现有的的无线网状网的路由都是基于最小跳数的,但是,由于缺少对无线网状网的特性的考虑,它们并不能充分发挥出无线网状网的优势。本文提出一种基于拥塞感知的跨层路由。使用BOR和PSDR两个参数去衡量节点和链路的拥塞状态,寻找具有较小拥塞度的路径。通过仿真可以发现,我们提出的路由不仅显著提高了吞吐量,而且是包的投递更加可靠。

面向视频维护的拥塞感知自适应映射方法及其应用

针对生产制造系统中关键区域无线视频维护的传输复杂性和视频质量差等问题,提出了拥塞感知动态自适应双向映射算法。利用监控视频数据分层编码的特点,将视频帧与其他业务数据进行差分服务,同时根据实时网络负载状态引入拥塞感知机制,动态调用自适应前向和后向映射机制,既防止网络拥塞,充分利用网络资源,又有效提高了监控视频的传输质量。通过在不同网络负载条件下的实验表明,该算法不但能够显著改善监控视频传输质量,而且能够优化节点队列管理。

一种边界到边界的拥塞感知的三色标记器

通过对基本的流量标记,特别是在CATC、CASR3CM和ITSW3CM研究的基础上提出了拥塞感知的流量标记器CATSW3CM。理论分析和仿真实验表明,CATSW3CM与CATC相比,不仅提高了AS TCP流的平均吞吐量,而且增强了吞吐量的稳定性,提高了AS TCP流之间占用带宽的公平性,并且更为简单,具有很好的扩展性。

DTN中的拥塞感知转发算法

为了能够在延迟容忍网络中缓解拥塞部分的流量,使网络保持高缓存可用率和低延迟,提出了一种拥塞感知转发算法。在社会路由度量和自我网络度量的基础上,该算法采用了一种新的具有更高可靠性和灵活性的整合度量。运用实验将该算法与Epidemic,Prophet和Spay and Focus这3种经典路由算法就交付率、延迟和缓存可用率3方面进行了比较。实验结果表明,这种算法具有优异的性能。

基于拥塞感知的ASON路由算法

针对网络中瞬间涌现的大量并发数据流导致网络拥塞的问题,提出了一种改进的拥塞感知路由算法。该算法可实时根据节点和邻居节点到目的节点的路径长度及拥塞状况选择路径,以自动交换光网络(Automatically Switched Optical Network, ASON)网数据包拥塞指标为链路代价值,根据网络实际的信息包传输状况,对各节点链路进行加权计算。该算法能够动态感知网络拥塞状态,是一种可自适应调节的路由算法。仿真实验表明,相比传统最短路径路由算法,所提算法能够有效提高ASON网动态选路的合理性及传输网数据的传输效率,优化网络资源利用率。

结合距离与队列积压的无线mesh网络拥塞感知路由协议

针对无线mesh网络中路由的拥塞问题,提出了一种结合距离与队列积压信息的拥塞感知路由(DBCAR)协议。结合链路质量源路由(LQSR)协议中的距离度量和E-Backpressure协议中的队列积压度量构建一种新的链路质量度量;每个节点通过探测数据包来计算链路质量,并通过控制数据包和其邻居节点进行交互,以此来更新链路质量;最后,节点根据链路质量来选择下一跳节点,从而构建从源节点到目的节点之间的最佳路径。在MAC层中为控制数据包分配最高的优先级,同时保证控制数据包的安全性。仿真实验表明,在不同的链路负载下,该协议在网络传输时延和网络吞吐量方面都具有优越的性能,具有可行性和有效性。

具有拥塞感知的Mesh负载均衡路由策略

为解决无线Mesh网络传输的负载拥塞问题,综合考虑网络的负载水平以及节点状态信息,提出了基于拥塞感知的负载均衡算法。在传递报文时,根据网络实时的负载状态信息,选择负载水平较低的路径作为传输路径,使得数据流尽可能地分散到负载水平较低的节点上,从而有效抑制网络拥塞情况的发生,充分利用网络资源。使用OMNet++仿真软件进行测试,结果表明该算法能够有效降低网络的丢包率,并明显提高网络的吞吐率。

一种具有拥塞感知功能的CA_HWMP路由协议

负载均衡问题一直是无线Mesh网络的重点研究对象,本文对802.11s草案中默认的混合无线Mesh路由协议HWMP(Hybrid Wireless Mesh Protocol)进行改进,提出一种具有拥塞感知功能的CA_HWMP路由协议.改进节点负载的计算方法,并把节点负载分为三个等级,在Mesh管理帧中增加负载信息位,使节点知道周围邻居节点的负载情况.设计负载约束控制函数对路由发现及维护过程进行改进,更新PREQ消息时对处于不同负载状态的节点采用不同的更新方法.选择路径时综合考虑了路径代价和邻居节点负载情况,均衡网络流量,避免发生拥塞.仿真结果表明,与HWMP相比,CA_HWMP有效平衡了网络负载,在整体上提升了网络性能.

DTN中基于时间因素的拥塞感知路由算法

为了解决散发等待路由算法中,中继节点的选择存在盲目性的问题,提出一种基于时间因素的拥塞感知路由算法CARA。该算法考虑时间因素对转发概率的影响,改进Prophet算法中的转发概率。根据改进的转发概率选择中继节点,动态分配报文转发数目,并以拥塞感知自适应的方式实现拥塞控制的优化。仿真结果表明,CARA算法和网络投递率及延迟表现最好的CS-DTN算法相比,投递率提高了10.21%,延迟降低了7.05%,同网络开销表现最好的BSW算法相比,开销降低了8.16%。

一种用于片上网络的拥塞感知哈密尔顿最短路径路由算法

类脑处理器能够支持多种脉冲神经网络SNN的部署来完成多种任务。片上网络NoC能够用较少的资源和功耗解决片上复杂的互连通信问题。现有的类脑处理器多采用片上网络来连接多个神经元核,以支持神经元之间的通信。SNN在时间步内瞬时突发的通信会在短时间内产生大量的脉冲报文。在这种通信行为下,片上网络会在短时间内达到饱和,造成网络拥塞。片上网络中非拥塞感知路由算法会进一步加剧网络拥塞状态,如何在每一个时间步内有效处理这些数据包,从而降低网络延迟,提高吞吐率,成为了目前需要解决的问题。首先对SNN的瞬时猝发通信特性进行了分析;然后提出一种拥塞感知的哈密尔顿路径路由算法,以降低NoC平均延迟和提高吞吐率;最后,使用Verilog HDL实现该路由算法,并通过模拟仿真进行性能评估。在网络规模为16×16的2D Mesh结构的片上网络中,相对于没有拥塞感知的路由算法,在数量猝发模式和概率猝发模式下,所提出的拥塞感知路由算法的NoC平均延迟分别降低了13.9%和15.9%;吞吐率分别提高了21.6%和16.8%。

ELAB:基于端系统的新型拥塞感知负载均衡机制

良好的负载均衡机制是有效利用数据中心网络带宽的必备条件。现有的等价多路径路由(ECMP)的负载均衡方法由于负载均衡粒度过粗,且不具备对路径拥塞状态感知的能力,因此负载均衡效率较低。为解决此问题,近年来出现了一系列细粒度且具备拥塞感知能力的负载均衡研究工作。然而,这些研究或者需要修改交换机硬件以实时搜集网络各部位的拥塞情况,难以部署;或者虽不需要修改交换机硬件,仅需对端系统的软件进行修改,但由于缺乏准确的网络拥塞信息而导致负载混合效果不佳。针对该问题,提出了一种实现于端系统上的软件解决方案ELAB,该方案不需要对网络中的硬件进行修改,就可以达到良好的负载均衡效果。ELAB创造性地采用了基于可用带宽的方式进行流量负载均衡,相比于现有的基于端系统的方法,ELAB性能提升达20%。

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,No C)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%。

基于转发效用和拥塞感知的机会网络路由算法

针对移动机会网络中转发节点选择和数据包管理不合理问题,提出基于转发效用和拥塞感知的机会网络路由算法.建立转发效用模型,根据移动机会网络的机会接触特性定义节点接触概率和节点接触活跃度;建立节点拥塞感知模型,定义节点区域拥塞系数;将转发效用和节点区域拥塞系数用于数据包转发过程和数据包管理过程,提出节点接触概率的转发节点选择策略和节点接触活跃度的转发节点选择策略.仿真结果表明,基于转发效用和拥塞感知的机会网络路由算法在数据包投递率、转发代价和平均投递时延方面的综合表现相比对比算法更为优秀,可用于车载通信网络、水下传感网络、动物野外追踪等方面的数据传输.

基于拥塞感知的三维片上网络容错路由算法

随着芯片的特征尺寸进入纳米时代,基于传统总线的通信架构出现了性能瓶颈,三维片上网络(3D NoC)架构以其良好的可扩展性,被认为是未来芯片制造最有前途的通信架构之一。3D NoC的容错成为学术界的研究热点,文章提出了一种拥塞感知容错路由算法,可以根据故障程度和拥塞程度来为数据包选择合适路径,同时考虑了温度对通信架构可靠性方面的影响。使用Booksim2.0工具与其他方法的实验结果表明,文中方法的平均数据包时延最大降幅达20%,丢包率平均减少了32%,提高了3D NoC可靠性的同时提升了整体通信性能。

基于拥塞超前感知的NoC路由器设计

针对当前片上网络(NoC)在通讯流量较大时出现拥塞而引起的网络性能受限的问题,本文提出了一种向量引导的超前自适应(AdSa)路由算法,设计了一种基于拥塞超前感知的NoC路由器,通过超前感知网络拥塞进行自适应的路由传输,均衡网络负载.实验结果表明,搭载AdSa路由算法的拥塞感知路由器在平均包延时和平均吞吐量上,相较于搭载动态XY(Dy-XY)路由算法的路由器最大提升了31.2%和38.4%,相较于搭载回退转向(RT)路由算法的路由器最大提升了18%和19.5%,在高负载和大通信量NoC中具有更优的传输性能.

LTE网络拥塞实时提醒服务实现方案研究

为了减轻LTE网络拥塞带来的负面影响,提升移动用户的客户感知水平,首先阐述了PCC架构中的拥塞感知与缓解技术,然后分析用户对网络拥塞的感知问题,最后提出一种LTE网络拥塞实时提醒服务的实现方案,使用户及时获知网络拥塞情况,以提升LTE网络的服务水平。