面向智慧教室的无线传感网边缘节点智能部署方法

为降低部署后的通信时延,提高智慧教室的数据发送与网络使用效率,提出面向智慧教室的无线传感网边缘节点智能部署方法;以智慧教室场景中良好的通信、最大限度降低部署边缘节点成本为优化目标,构建边缘节点智能部署的目标函数;针对目标函数设定流量约束条件、无线传感网数据流约束条件、节点计算能力约束条件;自适应调整粒子群优化算法的惯性权重、粒子更新速度、Pareto最优解保存策略,设计多目标改进粒子群优化算法求解目标函数,实现面向智慧教室的无线传感网边缘节点智能部署;测试结果表明,该方法优化目标为网络覆盖率时的最低网络时延为0.97 s,数据发送时延为0.14 s;优化目标为节点安全连通度时的最大网络时延为1.68 s,最大数据发送时延为0.68 s;整体连通度较高,遗漏节点为0;网络计算能力平均值为250.55 MB/s;在无线传感网边缘节点为2000个时,基本趋于稳定,时间复杂度稳定在3次;综上可知,应用该方法后的时延较低,部署效果较好,算法性能较优,保证了智慧教室无线传感网通信和传输质量。

启发式规划算法下云边缘节点均衡调度仿真

云边缘节点调度性能过差会加重网络数据处理负担,使移动端用户需求难以得到满足。为了缓解网络云边缘传输压力,提出基于启发式规划算法的云边缘节点调度方法。创建基于云边缘节点的空间域,经过空间域建模的云边缘节点成功弥补了由通讯干扰、链路传输模式不当和数据包丢失所导致的传感器稳定性下降的问题。以云边缘节点空间域为基础,深入探讨不同调度任务对CPU、节点选择概率等因素的约束条件。在约束条件的协助下通过启发式规划算法选择合适的底层算法,实现云边缘节点调度。仿真结果表明,所提方法调度性能强、负载平衡度高。

云计算系统中基于边缘节点和容量的延迟分析

内容云系统的检索延迟取决于边缘节点内容的可用性,而节点内容的可用性又取决于边缘节点的缓存机制。对同时考虑边缘节点、服务器缓存及检索容量情况下的检索延迟最小化问题进行分析。在随机选择和最短队列选择两种策略以及利己型、集体型和自适应型等三种缓存机制场景下考察内容检索延迟。该分析能够对缓存与检索容量对性能的关联影响进行量化,也能够探究相应的设计空间。仿真实验结果表明,自适应缓存机制与最短队列选择策略结合在一起能够很好地支持各种网络配置,并能适应负载变化。

多PAN太赫兹无线个域网边缘节点信息高效报告方法

针对太赫兹无线个域网络中跨个域网(personal area network,PAN)通信存在的常规信道时间分配时段(normal channel time allocation period,N-CTAP)部分常规节点数据传输受干扰影响节点通信的成功率等问题,提出一种太赫兹网络的高效自适应报告方法(efficient adaptive reporting approach of terahertz network,EARA-T)。该方法将常规节点细分为正常节点和边缘节点,在节点入网前及入网后将节点类型信息及时高效地报告给所在PAN的微微网控制器(piconet coordinator,PNC),以便于PNC在时隙分配上采取有效措施降低甚至消除网间干扰对数据传输的影响。通过使用OPNET软件进行仿真验证,相较于FDP协议和FCP协议,所提方法信息报告控制开销和时延的降低分别不少于14.1%和3.7%,信息报告成功率提高了0.4%。

光突发交换网络边缘节点的性能模拟与硬件实现

光突发交换(OBS)网络是一种有望实现小粒度、动态光交换的新型光通信网络结构,OBS边缘节点的性能分析与硬件实现对于OBS网络的实用化具有重要意义。以NS-2软件为基础,设计并实现了针对OBS网络的仿真平台,对由3个核心节点和6个边缘节点构成的OBS网络的运行情况(包括路由选择、突发包汇聚、资源利用率等)进行了仿真。同时,以现场可编程门阵列(FPGA)为硬件平台,设计并实现了OBS网络边缘节点的基本功能(包括数据分组和控制分组生成、资源预留协议的实现等)。仿真结果验证了OBS网络在网络时延和吞吐量方面的性能,而硬件平台的测试结果验证了OBS边缘节点的实用性。

光码标签交换网络边缘节点FEC的研究

构建了光码标签交换网边缘节点的结构,结合光码分复用技术提出了转发等价类(FEC)分组结构的设计方案。分组结构适合变长数据分组的传输,在核心节点能够实现对标签信息的可并行处理,提高了处理效率。在此基础上,针对开销比对网络传输性能的影响,对FEC结构中的各参量与开销比的关系进行了仿真研究;采用了固定时隙算法对数据分组进行封装,对到达率和封装时延与分组丢失率的关系进行仿真分析。

突发交换网边缘节点汇聚模块的设计

为了提高光突发交换(OBS)网络的汇聚性能,以OBS边缘节点的汇聚模块为研究对象,提出了一种新型的OBS汇聚模块设计方案。与以往的汇聚模块采用开环控制的方式不同,本文设计的汇聚模块通过引入突发数据包(BDP)长度反馈,将一个基于时间门限的汇聚模块变成了一个闭环控制系统。汇聚模块通过测量网络业务流量,根据控制曲线,为定时器选择合适的汇集时间门限,同时根据BDP长度反馈值修正控制曲线。仿真结果表明:与基于时间门限的汇聚模块相比,本文设计的汇聚模块在控制BDP长度性能上改进了4.95%;汇聚时延降低了15%。因此,该汇聚模块不仅能够使汇聚时间门限随网络流量的变化而动态改变,而且能够有效控制输出BDP长度的分布状况。

基于RRPP边缘节点的流量中断研究

以太网快速环网保护协议(RRPP)在以太网环中能够防止数据环路引起的广播风暴。当RRRP环的边缘节点和辅助边缘节点之间的主环链路都出现故障时,边缘节点收到Major-Fault报文后阻塞边缘端口,这时的边缘节点流量不通仿若一个“孤岛”。文中针对上述问题,将环网中的所有子环按环号从小到大存储在自定义的链表中,当边缘节点收到了Major-Fault报文,则选择环网中最小子环的边缘端口放开,使得边缘端口的状态由阻塞变为放开。该方法解决了当主环链路故障时,边缘端口的流量中断问题,此时边缘节点去除阻塞,不再是流量不通的一个“孤岛”。

OBS边缘节点中突发包组装算法的实现

研究了最小长度最大汇聚时间算法在现场可编程门阵列中的实现方法。在实现过程中,使用了状态机控制组装流程。在缓存的使用上,提出了共享缓存的做法以节省存储资源,即根据输入数据流的随机性,实际设置的汇聚缓存数目小于总的突发包类型数目。

OBS边缘节点接收设备的研究

光突发交换(OBS)网络边缘节点的接收设备具有与普通光网络接收设备不同的要求和特点。首先,光突发接收要求有快速的信号同步时间,以减少前导字节所占用的开销;其次,特有的帧结构要求有相应的解封装操作和业务数据的快速交换能力。本文设计和测试了光突发接收电路,同时利用大容量FPGA完成了信号的解封装和IP数据的快速交换,并以此开发了OBS边缘节点接收设备,在系统测试中证明该设备符合光突发交换系统的要求。

感知网区域数据获取的边缘节点法

在感知网的众多应用问题中,针对感知网区域数据获取问题,提出了边缘节点法,该方法在应 用层面上对数据采集的路由进行了改进,大大减少了区域数据获取应用对感知网络的能量消耗,延长 了感知网的生命期．通过有效分析说明了该边缘节点法的有效性．

光突发交换边缘节点性能分析及仿真

文章介绍了光突发交换产生的背景、光突发交换网的原理和体系结构以及光突发交换体系中边缘节点的结构。主要采用计算机仿真,仿真工具是OPNET 8.1.A。仿真结果表明:若边缘节点的数据包产生速率恒定,则端到端的延迟比较固定;若边缘节点数据包的发送速率突然增大,端到端的延迟会有一些波动。

光突发交换网络边缘节点突发装配方案

介绍了光突发交换网络边缘节点突发装配的关键技术,详细论述了IP分组到达入口边缘节点后进入缓存的不同排队策略,重点研究了目前已经提出的各种突发装配策略,并对不同的突发装配策略进行分类比较。

光突发与光电路混合交换边缘节点的设计与实现

提出了一种将光电路交换和光突发交换融合于同一网络的边缘节点设计方案.根据此方案,网络边缘节点能根据业务需求灵活选择交换方式.该方案在实际实验系统中进行了验证.结果表明,采用光电路交换方式,网络传输速率相对较快,而采用光突发交换方式,网络的带宽利用率更好.这两种交换方式共存于同一网络,一定程度上能提高网络的灵活性和适应性.

光突发交换网络边缘节点突发排队方案

介绍了光突发交换网络边缘节点的总体方案设计和各模块的功能,提出了集中排队,独立排队和混合排队三种边缘节点突发排队方案。理论分析和仿真结果表明,集中排队方案最好。

配变终端边缘节点化及容器化的关键技术和应用场景设计

低压配电网是电力物联网(EPIoT)最核心应用场合,智能低压配电网应实现向电力物联网的自然延伸。为此,现有低压配电网数据采集与自动化系统要发展成云-边缘节点-边缘设备的体系架构,而作为核心边缘节点的配变终端(TTU)必须具备快速迭代能力,以实现新旧多种业务的边缘融合和云边协同。为此,首先对支撑边缘节点的容器技术等关键技术进行了分析;然后提出配变终端边缘节点化和容器化的关键实现技术,包括硬件平台、软件架构、容器部署及交互、容器管理和云边协同等。最后,新增一种提出的低压回路监测终端(CTU),对配变终端新型应用场景进行了设计,从而论证了配变终端边缘节点化和容器化的必要性。

自相似业务下光分组交换边缘节点排队方案性能分析

研究了自相似业务下光分组交换网中边缘节点的工作性能，建立了轮询机制下的排队模型，分析了平均组装／发送时延与最大汇聚分组长度等参数的关系。研究表明：平均时延与最大汇聚长度及边缘节点数目成线性关系，与发射速率成反比关系，随业务强度的增加而增大。所得结论具有轮询机制的共性，为进一步研究其他排队方案奠定了基础。

基于Gbit以太网卡光突发交换边缘节点功能的设计和实现

提出了一种利用现有的千兆以太网卡,设计和实现光突发交换网络(OBS)边缘节点功能的方法。在IP层和数据链路层之间加入OBS层,可实现对数据包进行组装、排队、调度和发送等OBS边缘节点的基本功能。通过修改Linux操作系统的内核,实现了满足不同业务最大时延和最大包长限制的组装过程,以及采用包分割算法的调度过程。

基于离散域采样数据模型的电力移动终端边缘节点数据采集系统设计

针对目前电力移动终端边缘节点数据趋于海量化、多维化,导致其数据采集精度和采集实时性较低,数据聚类处理效果较差的问题,设计基于离散域采样数据模型的电力移动终端边缘节点数据采集系统。系统中电力移动终端边缘节点数据采集装置通过电力监控仪表,获取电力移动终端边缘节点三相电压、功率等数字信号,采用STM32F103芯片,基于离散域采样数据模型的DC/DC变换器等效电路,将数字信号变换为具体数值。利用Internet网络传输至电力数据采集服务器,引入集成聚类算法,精细化分类电力移动终端边缘节点数据,通过用户浏览器反馈至用户,实现电力移动终端边缘节点数据采集。实验结果表明:该系统的电压、电流的采集结果与实际值的偏差最大值分别为0.01 V、0.01 mA,偏差区间均为[0,0.01],且CHI指标值均高达0.98。电力移动终端边缘节点数据聚类处理效果较好,能够有效提高数据采集精度和采集实时性。

基于层次分析法的犹豫模糊语言包络分析模型及其在边缘节点网络安全评估中的应用

针对传统的网络安全评估方法仅用单一语言术语作为偏好信息难以评估复杂网络环境的安全性的问题,利用犹豫模糊语言术语集作为评估网络安全的偏好信息,提出了一种基于层次分析法(analytic hierarchy process,AHP)的犹豫模糊语言包络分析模型,用以评估边缘节点的网络安全性。该模型通过求解目标规划模型获得最优的网络安全准则权重信息,进一步构建网络安全准则权重信息对应的AHP约束锥作为犹豫模糊语言包络分析模型的约束条件,获得移动用户安全评估的排序结果。实例证明该模型能够合理地融合网络安全准则偏好信息,并有效地处理边缘节点的网络安全评估问题。