智慧标识网络的未来互联网体系

现有信息网络的原创模式是相对"静态"和"僵化"的,网络不能自动感知服务的需求变化,网络资源无法按照需求动态适配,无法满足未来网络"高速"、"海量"、"泛在"、"绿色"的通信需求。要从根本上解决现有信息网络原始设计的严重弊端,必须创建全新的智慧型未来网络体系与机制,建立相应的基础理论体系。为此,一体化标识网络提出了"4种标识,3类映射"体系模型,突破了传统的一种网络支撑一种主要服务的原创模式。在其成功经验和丰硕成果的基础上,结合服务的"资源和位置分离"、网络的"控制和数据分离"及"身份与位置分离"思想,进一步提出了未来智慧型网络体系结构,在有效解决网络可扩展性、移动性、安全性等问题的基础上,实现了智慧型网络更高效、更优化、更节能等目标。

基于分离机制互联网络的移动性管理研究

基于分离机制提出一种新的互联网结构。该结构明确分离主机身份和其位置信息,分离传输层和网络层的地址功能,直接支持移动性。该结构明确分离互联网接入网和核心网,接入网和核心网内的IPv6路由伸缩性增强。本文重点给出基于分离机制的互联网移动性管理协议,支持基于主机和基于网络的移动性管理。给出移动性管理费用和切换延迟的解析模型,分析移动性和系统参数对移动性管理费用和切换延迟的影响。分析结果表明基于分离机制的互联网移动性管理协议由于位置管理相关消息经历网络处理节点较多,切换延迟较大,同时基于网络的移动性管理在减小切换延迟方面有较大优势。

分离机制下一种互联网安全接入方法

重点研究身份与位置分离机制下源地址真实性保障方面的方法,提出了身份与位置分离网络中唯一且不变的终端身份标识EID结构,并设计了一种保障源地址真实性的安全接入方法,并且给出了相应的协议流程和协议格式,保证了身份与位置分离网络中源地址即终端身份标识EID的真实性.最后使用SVO形式化逻辑对其安全性进行了证明.

泛在、移动互联网的体系结构

文章针对现有互联网由于原始设计模式方面的不足,难以满足泛在、移动用户的多元化网络服务需求的问题,创造性地提出全新的泛在、移动互联网体系理论与总体框架;创建一种"基础设施层"模型与理论,解决用户在任何地点、任何时间、以任何方式接入到互联网的问题;建立一种"普适服务层"模型与理论,实现对普适服务的支持;并提出新网络体系下的移动性管理机制。新的网络体系结构可克服现有互联网存在的弊端,有效满足泛在、移动方面的多元化网络服务需求。

下一代信息网络技术发展的现状与未来

使用一种网络传输以前多种网络业务的需求日益强烈。随着网络的管理和运营变得非常复杂，带宽“瓶颈”、网络安全、移动性支持等问题越来越突出。下一代信息网络技术的重点研究目标是解决现有信息网在安全、服务质量、服务模式等方面存在的问题。可以从现有信息网络的演进和完善、全新信息网络体系建立两个方面展开研究。

新型互联网多路径传输协议拥塞控制机制研究

随着计算机网络的持续快速发展,对网络应用的需求不断涌现,网络拥塞问题也变得日益严重,其一直是网络研究的关键难题和热点问题。TCP协议是传统互联网广泛应用的传输控制协议,但单一路径的TCP传输协议已不能满足网络发展的需要,日益显现出其固有的局限性;另一方面,随着接入技术与接入方式的多样化发展,使得多路径并行传输成为可能。面向连接的新型互联网传输控制协议是一种多路径的传输协议,其发展受限于单路径传输的传统互联网拥塞控制算法。为此,针对新型互联网多路径传输协议,在总结回顾现有互联网拥塞控制机制的基础上,提出了多路径拥塞控制机制的设计原则以及适用于多路径传输协议的公平性准则。该设计原则和公平性评价准则在对比分析研究各种多路径拥塞控制算法的优缺点的基础上,引入了现有的多路径传输协议来控制网络拥塞,并揭示了网络多路径传输的发展方向。

面向下一代网络的端到端多路径传输层架构

为了解决传统网络无法有效同时使用多家乡终端的多个接口传输数据的问题,提出了一种面向下一代网络的端到端多路径传输层架构—E2EMP。E2EMP通过自适应的根据路径特性分发数据,采用双层序列空间,实施灵活的端到端路径管理,提高了多家乡终端的传输性能。实验仿真表明,E2EMP能够有效地聚合终端多家乡的出口带宽,同时提高了数据传输的安全性和可靠性。

支持普适服务的新一代网络传输层构架

新一代网络没有准确定义,但普遍共识是提供全分组网络和普适服务.其中分组网络一般认为采用IP分组,但普适服务仍不清晰.3G、4G中称"泛在服务";NGI、NGN中强调无缝融合电信网和互联网服务;计算机界类似的概念是"普适计算";IEEE普适服务会议汇聚各种思想,首次提出了"普适服务"的模糊概念.虽然上述研究对普适服务的定义并不统一,但普遍共识是:多样化的服务种类、多样化的网络接入.文中分析传输层在新一代网络设计中的重要地位,以提供普适服务为目标,通过多连接抽象表示服务多样化、多路径抽象表示接入多样化,给出符合新一代网络要求的传输层构架.基于这一构架,可以提高网络的QoS支持、安全可靠性、移动性、可控可管性.文中通过理论分析和原型实现证明了新构架的正确性和可行性.

基于六元组的混合式QoS信息聚合算法

针对层次路由中的QoS信息表述问题,首先提出了一种均匀折线的几何聚合方法,采用均匀折线来表示两个边界路由器间多条路径的QoS支持区域。为进一步提高聚合性能,将均匀折线法与线段聚合法相结合,提出了一种基于六元组的混合式QoS信息几何聚合算法。该算法可根据聚合精确度适应性地从直线模型和均匀多折线模型中选择最佳的模型进行聚合,聚合后的信息仅用六元组数据便可表示。定义了聚合误差率,以此作为准则来精确衡量几何聚合算法性能的优劣。实验结果表明,文中所提混合式聚合算法的性能优于现有算法,可以实现更低的聚合误差率。

一种优化的基于软件定义车联网的路由方法

车联网在改善道路安全、提升出行效率、为乘客提供便利等方面发挥着重要作用。由于车辆的高速移动性、网络拓扑动态变化、链路频繁变动等特征,车联网性能受限于频繁中断的路由以及路由修复带来的高开销。为此,电气与电子工程师协会(IEEE)成立了专门的工作组,提出专用于车联网的IEEE 1609和IEEE 802.11p(WAVE)协议族。然而由于缺乏良好的鲁棒性,该协议族存在广播风暴或者路由中断问题。软件定义网络具备较好的灵活性和可编程能力,文中结合IEEE 802.11p和4G蜂窝网络,提出了一种基于SDN的异构车联网架构,并引入新的路由解决方案,致力于实现高数据包交换率和低延迟。仿真结果表明,基于软件定义车联网的路由协议展示了更好的网络鲁棒性和路由可达性。

基于SNMP的IPv6无线传感器网络信息管理平台的设计与实现

无线传感器网络(Wireless sensor networks)是随机分布的传感器节点通过分布式协议自组织方式形成的网络,网络管理是保障无线传感器网络稳定、可靠、高效运行的重要条件。讨论研究了现有无线传感器网络管理技术,并结合无线传感器网络的特点和实际需求,在已有IPv6无线传感器网络底层协议及SNMP(简单网络管理协议)的基础上,设计和实现了一个切实可行的符合无线传感器网络特点的节点信息管理平台,以实现用户对无线传感器网络的远程有效管理。

LBSN中融合类别信息的混合推荐模型

针对基于位置的社交网络(Location-Based Social Network, LBSN)中用户签到数据的高稀疏性问题及用户隐私问题,提出了一种混合推荐模型(SoGeoCat).首先,通过用户潜在兴趣点数据模型,学习用户的潜在兴趣点;其次,将用户的潜在兴趣点纳入融合类别信息的矩阵分解模型中并优化;最后,根据用户特征矩阵、兴趣点特征矩阵,提出推荐策略.基于Foursquare真实数据集,实验结果表明:(1)相比于其他几个推荐模型,该算法将用户的潜在兴趣点填充至用户-兴趣点矩阵中,可以有效地缓解数据稀疏性的影响;(2)该算法可保护用户家庭信息;(3)在推荐模型中纳入类别信息的影响能提高推荐效果.

未来互联网体系的研究现状、热点与探索实践

随着互联网用户数量和应用规模的不断扩张,其原始设计在安全性、移动性和可扩展性等方面问题日益凸显,世界各国争相探索研究未来的互联网体系,旨在从根本上解决互联网原始设计弊端.本文阐述了作者对未来互联网体系研究的总结和主要观点:首先,从互联网关键问题出发,分析了构建新互联网体系的必要性和面临主要挑战,总结了未来互联网体系的研究现状.接着,评述了未来互联网发展趋势和当前若干新兴热点技术,如SDN,NFV,NS和ICN等.最后,介绍了作者提出的以协同标识为特征的新型互联网体系架构,以及为我国未来互联网体系研究和发展所进行的相关探索.

互联网能耗和性能优化的权衡模型

互联网能耗和性能互为矛盾已经成为网络研究人员的广泛共识.目前的研究方法通常仅将其中一个方面作为主要问题,而将另外一方面作为次要问题来解决.因此,如何将互联网能耗和性能作为同等重要的指标进行协同优化,是本文所要研究的问题.本文提出了一种通用优化模型来实现减小互联网能耗的同时提升网络性能.为将其应用于实际,本文通过引入并定义代价函数和功率-带宽函数,将该通用模型具体化为一个线性规划模型.评估结果显示,该线性规划模型的最优解能够同时降低网络的最大链路利用率和能耗,并且使得这两者中的每一个指标均近似于对其进行单一优化的模型的最优解,从而实现了对网络能耗和性能的协同优化.与当前互联网相比,在最大链路利用率方面,本文所提出模型的最优解最多可将其减小60.6%,最少减小45.8%;在能耗方面,该模型的最优解最多可将其减小83.3%,最少减小56.7%.

基于云模型的不确定性QoS感知的Skyline服务选择

由于传统QoS感知的Web服务选择方法无法保证服务选择的可靠性和实时性,提出了一种基于云模型的不确定性QoS感知的Skyline服务选择方法.该方法首先通过云模型计算QoS的不确定性,然后采用Skyline计算提取Web服务中的Skyline服务,剔除冗余服务,最后采用混合整数规划在Skyline服务中进行服务选择.在公共有效数据集和合成数据集上的实验结果表明,所提出的方法能够为用户提供可靠、快速的服务选择.

多路径并行传输中接收缓存阻塞问题的研究

本文研究了多路径并行传输情况下接收缓存阻塞问题产生的原因及对传输性能的影响.同时提出了一种适用于多路径并行传输吞吐量分析的建模方法.该模型能够通过路径丢包率、往返传输时间等参数对吞吐量进行估计,并综合考虑了快速重传、拥塞窗口与接收缓存容量的关系对结果的影响.通过与仿真结果进行比较可以看出,该模型能够在网络性能参数发生变化时很好的预测吞吐量的变化情况.

P2P网络中Churn问题研究

Churn问题是P2P网络面临的基本问题之一.通过系统地归纳现有文献,从Churn问题产生的机理出发,总结出解决Churn问题的主要步骤,依次是准确度量Churn,分析Churn对P2P网络性能的影响,给出应对Churn的具体策略.以此为主线对Churn问题的研究进展进行综述,全面、深入、系统地总结了每个步骤中涉及的关键问题以及解决这些问题的具体方法与最新成果.讨论了存在的问题并指出未来可能的研究方向.

多路径并行传输中吞吐量的建模与分析

本文提出了一种多路径并行传输情况下吞吐量的建模方法,并在保证准确度的前提下给出了优化算法.模型结合不同传输阶段的特点对拥塞窗口的增长机制进行了分析和说明,通过往返传输时间和拥塞窗口的变化情况对吞吐量进行估计.在Matlab平台上实现该模型可以发现,优化算法能够大大降低复杂度,同时模型计算结果和仿真结果的拟合程度较好.

基于网络效用最大化的一体化网络服务层映射模型

端到端多连接多路径技术能够极大地提高传输的吞吐量,增强数据传输的安全性和可靠性,因此得到了很多学者的关注.一体化网络中提出了从服务到连接和从连接到路径的映射机制,实现了并行多连接多路径的数据传输.本文研究了一体化网络服务层的映射机制,基于网络效用最大化思想,给出了从服务到连接和从连接到路径的多对多映射的数学模型.服条经连接到路径的映射过程就是如何合理有效地将路径带宽分配给各个服务,从而使得所有服务的效用之和达到最优.当网络中同时存在弹性服务与非弹性服务时,给出了映射模型的一般形式,确保了非弹性服务能够获得一定的服务质量.

一种层次结构化P2P网络中的负载均衡方法

相对于扁平结构化P2P网络,层次结构化P2P网络可利用稳定、高性能的超级节点提高P2P网络在动态环境下的性能.然而,超级节点的负载不均是层次结构化P2P网络面临的基本问题之一.对此,作者提出一种超级节点的负载均衡方法,通过分离超级节点负责的关键字空间和负责的叶子节点空间来为均衡负载提供条件,通过采用"力矩平衡原理"来实现兼顾均衡超级节点负责的叶子节点空间和查询请求负载.实验结果表明:在节点承载容量服从Zipf分布和查找请求服从正态分布或Pareto分布的环境下,负载均衡方法可使超级节点的负载达到较好的均衡,实现了用较少的超级节点承担较大的负载总量.