最大化网关流量的物联网路由的研究

为了解决现存的路由方案经常依赖于具体的链路探测包估计路由质量,对能量受限的IoT设备而言成本高昂的问题,提出基于虚拟网络估计的物联网路由(VNE-R)方案。VNE-R路由通过虚拟网络估计节点流量,再用流量大的节点构建路由,进而最大化网络流量。利用OMNEET++软件和SWIM工具进行仿真实验,实验数据表明,VNE-R路由能够较准确地估计各节点的流量并且能够有效地提高网络吞吐量。

基于资源区域聚集度的虚拟网映射算法

虚拟网映射是网络虚拟化研究中亟待解决的问题,针对已有映射算法中存在的对于网络拓扑信息利用不足的现状,该文提出了基于资源区域聚集度的虚拟网映射算法(RCI-VNE)。在映射预处理阶段,根据局部拓扑信息和区域资源聚集度提出节点区域资源聚集评价算法。在节点映射阶段,提出一种基于节点区域资源聚集排名的2-近邻聚集映射算法,该算法将虚拟网节点集中映射到底层网络中可用资源丰富的区域,减小承载链路的长度。实验结果表明,该算法降低了虚拟网映射开销,且具有较高的虚拟网请求接受率和较低的平均执行时间。

基于混合群智能优化的虚拟网络映射算法

网络虚拟化是突破网络发展僵局的一项重要技术,而虚拟网络映射(VNE)是网络虚拟化的一个主要问题。提高底层网络资源的利用率和收益是虚拟网络映射的主要目标。针对底层网络支持路径分裂的情况,建立了整数线性规划(ILP)模型,并提出基于混合群智能优化的虚拟网络映射算法。该算法在兼顾映射开销和映射均衡性的基础上利用粒子群优化算法(PSO)和遗传算法(GA)迭代优化映射方案。仿真实验结果表明,与现有的主流研究成果相比,该算法显著地提高了底层网络长期平均运营收益与虚拟网络请求接受率。

面向动态虚拟网络请求的虚拟网络映射算法

针对虚拟网络请求资源动态变化的实际情况,提出了面向动态虚拟网络请求的虚拟网络映射(DVNRVNE)算法。以混合线性规划理论为基础,采用多队列的方式分别对不同类型的虚拟网络请求进行预处理,建立了以最小化映射代价和最小迁移代价为优化目标的映射模型,优先映射需要释放资源的请求以获得更多的资源支持其他的虚拟网络,对新到来的虚拟网络请求采用优化后的虚拟网络映射(WD-VNE)算法进行映射。仿真实验表明,该算法降低了链路映射成本和迁移成本并获得了较高的虚拟网络请求接受率。

An Exact Virtual Network Embedding Algorithm Based on Integer Linear Programming for Virtual Network Request with Location Constraint

Network virtualization is known as a promising technology to tackle the ossification of current Internet and will play an important role in the future network area. Virtual network embedding(VNE) is a key issue in network virtualization. VNE is NP-hard and former VNE algorithms are mostly heuristic in the literature.VNE exact algorithms have been developed in recent years. However, the constraints of exact VNE are only node capacity and link bandwidth.Based on these, this paper presents an exact VNE algorithm, ILP-LC, which is based on Integer Linear Programming(ILP), for embedding virtual network request with location constraints. This novel algorithm is aiming at mapping virtual network request(VNR) successfully as many as possible and consuming less substrate resources.The topology of each VNR is randomly generated by Waxman model. Simulation results show that the proposed ILP-LC algorithm outperforms the typical heuristic algorithms in terms of the VNR acceptance ratio, at least 15%.

A highly reliable embedding algorithm for airborne tactical network virtualization

The evolution of airborne tactical networks(ATNs)is impeded by the network ossification problem.As a solution,network virtualization(NV)can provide a flexible and scalable architecture where virtual network embedding(VNE)is a key part.However,existing VNE algorithms cannot be optimally adopted in the virtualization of ATN due to the complex interference in aircombat field.In this context,a highly reliable VNE algorithm based on the transmission rate for ATN virtualization(TR-ATVNE)is proposed to adapt well to the specific electromagnetic environment of ATN.Our algorithm coordinates node and link mapping.In the node mapping,transmission-rate resource is firstly defined to effectively evaluate the ranking value of substrate nodes under the interference of both environmental noises and enemy attacks.Meanwhile,a feasible splitting rule is proposed for path splitting in the link mapping,considering the interference between wireless links.Simulation results reveal that our algorithm is able to improve the acceptance ratio of virtual network requests while maintaining a high revenue-to-cost ratio under the complex electromagnetic interference.

考虑节能的拓扑聚合虚拟网映射算法

网络虚拟化的关键问题是虚拟网映射,能耗开销的快速增长使得节能成为底层设施供应商关注的目标。针对虚拟网映射中的节能问题,提出一种集中使用网络拓扑的节能虚拟网映射算法。该算法引入接近度中心度概念和节点能力共同表征节点的重要程度,优先使用已工作节点进行资源整合使用,同时通过检验保证底层链路距离不会过长,有利于减少能耗和开销。实验仿真结果表明该算法在接受率达到70%、长期收益开销比达到75%的同时,使收益能耗比提高20%以上,与之前算法相比具有优势。

基于混合遗传算法的虚拟网络映射方法研究

虚拟网络映射是网络虚拟化研究的关键内容,利用传统遗传算法解决虚拟网络映射问题,由于遗传算法本身的缺点使得问题容易过早进入局部最优解,且收敛速度慢.在基本遗传算法中加入改进的单纯形算法,以最大化In Ps的收益为目标,建立混合整数线性规划(MILP)模型,提出VNE-M-GA的虚拟网络映射算法.该算法利用单纯形法预估寻优方向,遗传算法和单纯形法迭代优化映射方案,尽可能的避免局部最优.实验结果表明该方法解决虚拟网络映射问题,与现有算法实验结果相比,一定程度改进了早熟收敛问题,提高了In Ps总收益与虚拟网络请求接受率.

基于软件定义网络的可靠性虚拟网络映射保障机制

在软件定义网络(SDN)虚拟网络映射中,现有研究者主要考虑请求接受率方面,而忽视了SDN中底层资源失效的问题。为此,针对SDN中可靠性虚拟网络映射(SVNE)问题,提出了一种联合先验式保护和后验式恢复的虚拟网络映射保障机制。首先,在虚拟请求接受之前,对SDN物理网络区域性资源进行感知;然后,采用先验式保护机制为映射域内相对剩余资源变小的虚拟网络元素预留备份物理资源,并将此扩展虚拟网络通过D-ViNE算法映射至物理网络中;最后,在未备份虚拟网络元素发生故障时,采用后验式恢复算法完成故障的恢复,对节点和链路分别采用重映射和重路由的方法完成恢复。实验结果表明,与基于SDN的生存性虚拟网络映射算法(SDN-SVNE)相比,在虚拟请求接受率方面提高了21.9%。另外,该保护机制在虚拟级别故障恢复率、物理级别故障恢复率等方面也具有优势。

面向云网融合SaaS安全的虚拟网络功能映射方法

在云网融合背景下,承载软件即服务(SaaS)业务功能的云基础设施可能横跨多个数据中心和归属网络,难以保证云资源安全可控。为缩短SaaS业务服务的处理时延,设计基于冗余执行和交叉检验的SaaS组合服务模式,并对容器、Hypervisor和云基础设施的安全威胁进行建模,建立拟态化虚拟网络功能映射模型和安全性优化机制。在此基础上,提出基于近端策略优化的PJM算法。实验结果表明,与CCMF、JEGA和QVNE算法相比,PJM算法在满足安全性约束的条件下,能够降低约12.2%业务端到端时延。

虚拟网络中的能效优化技术与方法研究

信息通信技术的发展为人们的生活提供了便利,但同时带来了巨大的能源浪费。网络虚拟化允许在共享的物理网络上运行多个虚拟资源,大大提高了物理网络的能源效率。先前研究工作的主要目标是通过在同一物理资源上供应更多的虚拟网络请求,最小化物理资源花费的成本,从而最大化ISP的收益。目前,已有研究人员将节能技术应用于虚拟网络,提出改善基于成本的虚拟网络映射(VNE)算法,旨在降低能耗。文中主要对虚拟网络架构中的能效优化技术和方法进行研究,包括休眠机制、动态适应、比例计算、选择性连接和网元等级化,分析了虚拟网络映射中的能效优化。重点研究了能量感知VNE,并展望未来的研究工作和面临的挑战。

一种链路压力相关的虚拟网络嵌入算法

针对传统虚拟网络嵌入算法造成底层网络链路压力过高的问题,提出一种新的虚拟网络嵌入算法。在节点嵌入阶段,通过节点的连通度和带宽属性确定节点的重要度,并筛选出第一个虚拟节点进行嵌入,以该虚拟节点的嵌入位置为中心确定其他虚拟节点的嵌入范围,在链路嵌入过程中采用预请求资源方法在k条最短路径中查找合适的嵌入路径。实验结果表明,与决定性节点嵌入k阶最短路径和决定性节点嵌入分割路径2种算法相比,该算法在嵌入成本、成本/收益、平均链路压力、虚拟网络请求接受率等方面表现更优。

基于负载均衡的无线虚拟网络映射算法

针对网络僵化的问题,目前多采用网络虚拟化(NV)方法进行解决,其关键技术是虚拟网络映射(VNE)。为解决无线VNE过程中功率和带宽资源使用不均衡的问题,基于负载均衡原理提出一种联合资源分级的无线VNE算法。首先,采用新的节点资源排序方式,其中将节点功率和平均链路带宽作为排序依据;其次,对资源进行分级,以动态调整虚拟网络请求对功率和带宽资源的需求;最后,改进功率和带宽资源的单位成本,并以最小化成本为目标函数选择资源分配方案。与原有的无线VNE算法WVNE-JBP相比,所提算法的总体接受率提高了11.7个百分点,平均功率利用率提高了4.4个百分点,平均带宽利用率提高了1.6个百分点。实验结果表明,所提算法能有效提高虚拟网络接受率和资源利用率。

Virtual network embedding through node connectivity

Virtual network embedding （VNE） is an essential part of network virtualization, which is considered as one of the most promising way for the future network. Its main object is to efficiently assign the nodes and links of a virtual network （VN） to a shared substrate network （SN）, The NP-hard and exiting studies have put forward several heuristic algorithms. However, most of the algorithms only consider the local resource of nodes, such as CPU and bandwidth （BW）, to decide the embedding, and ignore the significant impact of network attributes. Based on the attributes of entire network, a model of the connectivity between each pair of nodes was formulated to measure the resource ranking of the nodes, and a new two-stage embedding algorithm was proposed. Thereafter, the node mapping and link mapping can be jointly considered. Extensive simulation shows that the proposed algorithm improves the performance of VNE by increasing the revenue/cost ratio and acceptance ratio of VN requests while reducing the runtime.

Virtual network embedding in software-defined hybrid networks

Network virtualization provides a powerful way of sharing substrate networks. Efficient allocation of network resources for multiple virtual networks( VNs) has always been a challenging task. Especially under the everincreasing demand of customized VN requests,many problems arise as network conditions change constantly.Particularly with the emergance of resource conflict alongside the development of VNs,service provider( SP) needs to provide a faster and more effective solution. Recently,software defined network( SDN) has emerged as a new networking paradigm,SDN’s centralized control and customizable routing features present new opportunities for convenient and flexible embedding VNs in the network. However,due to the limitations of SDN,replacing all legacy devices in current operational networks by SDN-enabled switches in a short span of time is impractical.Thus,in our study,we focus on the scenario of VN embedding( VNE) in software-defined hybrid networks. In this work,first of all,we propose partially deploying SDN nodes; and then,we use the characteristics of SDN to allocate resources for VN requests,and redirect the path for requests conflict in hybrid SDN network. We formulate the problems and provide simple algorithms to solve them. Simulation results show that our scheme has high ratio in responsiveness and acceptance.

Virtual network embedding based on real-time topological attributes

研究目的:基于虚拟网络请求和底层物理网络实时拓扑属性,提出一种高效的两步式虚拟网络映射算法。创新要点:分别利用中介中心性和物理节点相关性对虚拟网络请求和底层物理网络中节点进行重要性评估,在此基础上给出一种两步式映射算法(算法1,2)。研究方法:首先给出中间中心性、接近中心性以及节点相关性计算模型,结合节点本地资源分别提出虚拟网络请求和物理网络中节点排名计算方式。当虚拟网络请求到达后,根据虚拟节点排名,将其映射到拥有足够资源的物理节点中排名最靠前的节点。节点映射完成后,使用K-th最短路径算法进行链路映射。映射过程中采用文献(Yu et al.,2008)中所使用的时间窗口模式进行接入控制。重要结论:利用节点本地资源,针对性分析虚拟网络请求和物理网络实时拓扑属性,提出两步式映射算法。该算法提高请求接受率、开销收益比的同时减少算法映射时间,取得更好的映射效果(图3-10)。

机械通气患者困难撤机

机械通气为救治危重病的常规措施，大多数患者可以顺利撤离呼吸机，但部分患者不能顺利脱离呼吸机而困难撤机。导致困难撤机的原因主要有呼吸中枢驱动力不足、呼吸系统做功增加、呼吸泵衰竭和左心衰竭等。此类患者原发疾病大多难以痊愈，有较高并发症发生的风险和较高的病死率，而且常常需要气管切开而增加了气道管理的难度。