一种IP网络拥塞链路丢包率范围推断算法

针对大规模IP网络拥塞链路丢包率范围推断算法中存在的不足,提出一种贪婪启发式拥塞链路丢包率范围推断算法.借助多时隙路径探测,避开单时隙探测对时钟同步的强依赖;通过学习各链路拥塞先验概率,借助贝叶斯最大后验定位拥塞链路;提出了聚类拥塞链路相关、性能相近路径集合的策略,通过对聚类路径集合中性能相似系数求解,循环推断拥塞链路丢包率范围.实验验证了算法的准确性及鲁棒性.

基于变结构离散动态贝叶斯IP网络拥塞链路推理

针对CLINK算法在路由改变时拥塞链路推理性能下降的问题,建立一种变结构离散动态贝叶斯网模型,通过引入马尔可夫性及时齐性假设简化该模型,并基于简化模型提出一种IP网络拥塞链路推理算法(VSDDB)。利用逐次超松弛迭代算法求解链路拥塞先验概率唯一解,基于贝叶斯最大后验准则,借助加权启发式贪心搜索算法推理拥塞链路集合。实验验证了VSDDB算法具有更好的推理性能。

基于贝叶斯模型的IP网拥塞链路诊断算法

通过端到端路径的性能判断IP网络运行状态的方法可以以较小的代价诊断网络故障,但目前已有的端到端技术仍然存在两个主要问题:1)端到端的探测数量不足以准确定位每条链路的拥塞状态;2)随着网络规模的扩大,诊断所消耗的计算时间过长,无法达到实时性的要求。为解决以上问题,提出一种基于贝叶斯模型的高效拥塞链路诊断算法。所提算法将拥塞定位问题建立成贝叶斯模型,将模型进行二次化简,并限制了同时发生拥塞的链路个数,从而在保证一定准确度的基础上大大降低了推理的计算复杂度。通过仿真与Planetlab实验将所提算法与Clink算法进行了对比,实验结果证明,所提算法具有更高的诊断准确度和更短的诊断时间。

单源多径路由网络拥塞链路识别

针对多径路由带来的端到端测量路径不确定性以及布尔模型不能很好地解决多拥塞链路的问题,该文在识别端到端测量路径的基础上,提出一种基于扩展状态空间的网络拥塞链路识别算法。首先基于探测流时延相关性进行自适应聚类,进而得到各路径与探测流之间的映射关系。其次采用多门限的方式,将具有不同丢包程度的拥塞路径赋予不同的拥塞状态。最后将拥塞链路识别问题转化为一个约束最优化问题,并提出基于扩展状态空间的拥塞链路识别算法(ESSCLI)算法求解该问题。仿真结果表明,ESSCLI算法能够在多种不同网络场景下取得比当前算法更高的拥塞链路检测率。

基于Bayesian网IP网络拥塞链路定位算法

在借助E2E路径性能主动探测技术进行内部拥塞链路推理的网络层析成像方法中,传统的利用路径探测计算链路丢包率的方法涉及线性方程组求逆,其计算量过大可能导致算法失效。对此,该文提出一种基于布尔代数的IP网络拥塞链路定位算法,通过对求解先验概率的线性方程组构造满秩系数矩阵,从而计算出各链路拥塞先验概率,再借助贝叶斯最大后验概率算法推理定位当前时刻拥塞链路集合。实验验证了该算法的有效性及准确性。

基于EM算法的拥塞链路检测方法

网络拥塞会严重影响互联网性能,甚至导致网络崩溃。在发生拥塞时,准确检测异常链路,定位拥塞位置、估计拥塞程度,使拥塞在早期就被及时控制,避免拥塞扩散,对网络管理和监控具有重要研究意义。本文根据网络透视技术思想,提出一种基于EM算法的拥塞检测方法,从一个新的角度检测链路拥塞的发生。实验证明该方法有效,对大规模网络管理和监控具有重要意义。

应用层组播共享拥塞链路消除算法

应用层组播网络由于是构造在基础网络之上的覆盖网络,因此在应用层组播路由中产生了共享拥塞链路问题。根据共享拥塞链路的不同特点,提出了一种新的基于组播会话流而改变组播树拓扑结构的应用层组播树生成算法,消除组播树中的共享拥塞链路。仿真实验表明,与基于延迟或带宽的同类路由算法相比,此算法在综合考虑组播树的带宽利用率和延迟条件下具有更好的性能。

基于链路内在相关性的IP网络拥塞链路丢包率推断算法

为解决网络链路丢包率推理算法中网络拓扑复杂、链路丢包率分析不准确等问题,已有研究采用假设子链路或通过率较高的路径中的链路作为不丢包链路,或者假设共享数目最多的链路为丢包链路,但是这种假设缺少有效的推理和证明。为解决此问题,提出了基于链路内在相关性的IP网络拥塞链路丢包率推断算法。该算法首先基于链路内联关系将网络模型化简并划分为多个独立子集;其次,对每个独立子集建立基于贝叶斯网络的链路拥塞推理模型,并基于每条链路的拥塞贡献率推理链路拥塞概率排序集合;最后,对每个独立子集,基于代数模型推理求解化简后的非奇异矩阵的唯一解,从而得到所有拥塞链路的丢包率。通过与算法LABLA和算法NTSPA比较可知,该算法具有较好的拥塞链路推理效果。

基于鲸鱼优化算法的无人机通信网络链路拥塞控制研究

为了提高无人机通信网络的安全性,解决由于链路拥塞而导致的通信数据误码与丢失问题,提出基于鲸鱼优化算法的无人机通信网络链路拥塞控制方法;采用NetFlow技术获取无人机通信链路实时运行数据,度量链路利用率等指标,识别当前网络链路的拥塞状态;模拟无人机通信与链路拥塞过程,综合考虑无人机通信直视径、反射径和散射径3个分量,构建网络链路模型;在无人机通信网络链路拥塞控制协议的约束下,均衡调度无人机通信数据,利用鲸鱼优化算法选择通信链路的最优解,完成通信链路切换工作,实现无人机通信网络链路的拥塞控制任务;实验结果表明:在设计方法控制下,无人机通信网络链路的时延减小了61 s,吞吐率提升135 kbit/s,证明优化方法能够有效缓解链路的拥塞程度,通过对通信网络误码率和溢出丢包率的分析,证明优化控制方法不会对网络的通信任务产生明显影响。

一种大规模IP网络多链路拥塞推理算法

基于最小集覆盖理论的拥塞链路推理算法,仅对共享瓶颈链路进行推理,当拥塞路径存在多条链路拥塞时,算法的推理性能急剧下降.针对该问题,提出一种基于贝叶斯最大后验(Bayesian maximum a-posterior,简称BMAP)改进的拉格朗日松弛次梯度推理算法(Lagrange relaxation sub-gradient algorithm based on BMAP,简称LRSBMAP).针对推理算法中链路覆盖范围对算法推理性能的影响,以及探针部署及额外E2E路径探测发包的开销问题,提出设置度阈值(degree threshold value,简称DTV)参数预选待测IP网络收发包路由器节点,通过引入优选系数?,在保证链路覆盖范围的基础上,兼顾开销问题,确保算法的推理性能.针对大规模IP网络多链路拥塞场景下,链路先验概率求解方程组系数矩阵的稀疏性,提出一种对称逐次超松弛(symmetry successive over-relaxation,简称SSOR)分裂预处理共轭梯度法(preconditioned conjugate gradient method based on SSOR,简称PCG_SSOR)求解链路先验概率近似唯一解的方法,防止算法求解失败.实验验证了所提算法的准确性及鲁棒性.

AIS网络数据链路容量分析及拥塞解决方法

研究AIS网络的容量与拥塞控制,对于维护AIS网络的稳定、设计完善的AIS通信终端有重要的意义;分析了AIS(AutomaticalIdentification System)网络的链路容量,推算了AIS网络信道中通信终端的最大容量,以及该极限容量的变化规律;论述了当AIS网络处于数据链负荷程度危及安全信息发射时的拥塞解决方法,给出了拥塞控制规则的流程图,有效地解决了AIS网络在拥塞时的冲突问题;该算法已用于笔者设计的AIS通信设备,实验表明,该算法能有效维护AIS网络在拥塞状态下的顺利运行,可用于各种AIS设备中。

WiNoC中无线节点和无线链路级拥塞避免的高效路由器设计

无线片上网络中,无线网络拥塞可以分为无线节点级的拥塞和无线链路级的拥塞,这两种拥塞都会造成网络性能下降.针对无线节点和无线链路级拥塞,本文设计了一种拥塞避免的高效无线路由器,首先提出了节点级的拥塞避免机制,无线节点通过广播本地拥塞信息相互感知拥塞程度,避免向拥塞程度较高的无线节点发送数据包;其次提出了链路级拥塞避免机制,在无线接口中设计了并行FIFO,允许无线接口以流水的方式,在单个时钟周期内传输一个拥塞信息数据包和三个数据微片,数学建模证明使用并行FIFO至少降低50%无线信道竞争频率,从而避免了无线链路级拥塞,提高了无线资源利用率.实验表明本文方案相较普通无线路由器增加了少量的面积,但是在网络整体性能、无线路由器性能以及功耗方面都取得了不错的优势.

一种抗链路拥塞攻击的匿名通信技术

提出一种防御链路拥塞攻击的匿名通信技术,引入动态数据填充机制,将链路拥塞攻击引起的延时变化模糊化,去除统计特征,破坏匿名通信链路延时与攻击数据发送模式的关联性,达到保护通信链路安全的目标。

AIS基站链路拥塞问题的分区覆盖解决方案

针对AIS基站系统覆盖范围有限,易发生时隙冲突而导致的信息传输正确率低等问题,提出了基于矩形阵列天线的基站分区覆盖方案。根据阵列天线的方向图特征和波束形成技术,计算出每个小区相对应的权值,有效地实现了对主波束赋形的控制,进而对海域进行区域划分。同时,通过仿真实验对分区覆盖方案进行验证,并与全向天线对比了不同船舶数量下的时隙占用率和冲突概率,结果表明,该方案下的时隙占用率和冲突率均明显低于全向天线,从而解决了AIS基站链路拥塞问题,使得信息的传输正确率得以提高。

软件定义网络下大象流拥塞路由调度算法

针对数据中心网络(DCN)中大象流进行流量调度时调度不当发生链路碰撞,造成链路拥塞问题,提出软件定义网络(SDN)下大象流拥塞路由调度算法.通过将路径带宽最优与路径时延的归一化作为多目标评价指标进行建模,在DCN中根据链路负载评判标准进行链路拥塞判断,当链路发生拥塞时,首先利用K最短路径算法进行初始化路由处理,然后提出改进的带精英策略的非支配排序遗传算法,该算法通过对标准差拥挤度计算方法、非支配层个体数制约的精英策略以及算数交叉算子三方面进行改进从而解决局部最优问题,最后得到最佳路径并完成大象流拥塞路由调度.实验结果表明,与其他类似算法相比,该算法平均吞吐量提高8.1%,平均丢包率降低10%.

移动Ad Hoc网络基于路由协议的拥塞控制

为解决Ad Hoc网络的AODV路由协议在通信过程中存在的拥塞问题,提出了改进AODV路由协议的思想。根据网络链路拥塞度的大小采取不同措施和节点路由,建立不相关多径路由分流以避免拥塞。仿真结果表明,改进后的路由协议有效地减少了发生拥塞的几率,从而提高了移动Ad Hoc网络的性能。

基于链路预测的SDN组播树故障恢复机制

软件定义网络架构下的组播数据按照组播树复制分发时,会出现链路故障的情况,而传统主动式恢复机制中,预先设置的备份组播树并不是动态更新,影响了组播数据传输的可靠性。针对备份组播树可能出现的链路拥塞问题,提出一种基于链路预测的恢复机制。基于链路负载变化的规律,使用最小二乘支持向量回归预测模型得到预测可用带宽,将链路预测模型与备份组播树周期更新机制相结合,实现组播数据的可靠传输。仿真结果显示,在同等数据发送速率下,该机制备份组播树的链路带宽占用率最低,可根据链路最新状况选择最优备份组播树,较好地防止故障恢复后的链路拥塞,达到全局负载均衡的效果。

基于蚁群算法的Ad hoc网络节点信息感知路由研究

针对Ad hoc网络易出现拥塞,路由查找过程较慢,将蚁群算法应用到Ad hoc网络的路由选择问题上,提出一种基于网络节点链路拥塞度和识别目的节点信息素的Ad hoc网络路由算法。该方法根据网络中链路拥塞度值来修改信息素的挥发因子,并利用其进行蚁群信息素浓度更新,使路由选择与网络参数相关联,实现拥塞控制。仿真结果表明:该算法在分组交付率和平均端到端延迟等方面都有一定的改善。

优化理论在TCP拥塞控制中的应用

在互联网中,一个好的速率分配算法必须公平的反映用户的效用.基于TCPvegas版本,使用优化理论解决网络中的一组对偶问题———用户效用值最大和链路拥塞值最小,实现网络带宽的合理分配,避免网络拥塞的出现.仿真实验证实了新算法使得平均队列长度、瓶颈链路吞吐量两个指标优于TCPvegas.

内容中心网络中基于可用带宽的多接口路由策略

针对内容中心网络(content-centric networking,CCN)中过多的兴趣包容易造成链路拥塞和负载不均衡的问题,提出一种MRSAB算法。采用三颜色机制标识可用接口,利用加权移动平均(weighted moving average,WMA)数学模型预测节点的可用链路中数据包的个数;预测的数据包个数反映链路中带宽占用情况,选取可用带宽较大的链路进行兴趣包的转发。仿真结果表明,该路由算法能够有效减少链路拥塞和服务器负载,提高链路的负载均衡。