网络管理的研究和发展

网络管理理论、模型和产品的研究和开发与计算机和通信网络相关学科的发展有着紧密联系 ,分布和智能的网络管理是必然趋势 ,目前的体系结构需要集成 Web、Java、分布对象以及多 Agent系统等关键技术 .但是通过对现有网络管理标准和系统的分析发现 ,当前亟需探索和解决的是信息模型问题 .DMTF提出的 CIM模型和IRTF提出的 SMIng是重要的方向 ,它们都能映射为语法简洁和语义丰富 XML模块 ,借助 W3C提出 RDF建立网络管理知识模型成为可能 ,并已经应用在多 Agent网络管理原型系统中 .

高速网络流量测量方法

高速网络流量测量是目前实施实时准确地监测、管理和控制网络的基础.基于网络流量测量的应用,将网络流量测量分为抽样方法和数据流方法.从不同的层次,将抽样方法分为分组抽样和流抽样,分别介绍了两类抽样方法;从测度角度介绍了数据流方法.详细介绍了高速网络流量测量的常用数据结构,以及抽样、数据流方法在高速网络流量测量中的应用,比较了各种方法的优劣.概述了高速网络流量测量技术的研究进展.最后,就现有的网络流量测量方法的不足,对网络流量测量的发展趋势和进一步的研究方向进行了讨论.

基于非合作竞价博弈的网络资源分配算法的应用研究

本文运用博弈理论对资源分配技术进行了深入研究,提出了能够反映供求关系的基于竞价的网络资源定价机制,并设计了端系统的效用函数,论证了资源分配博弈中N ash均衡点的存在性和唯一性以及N ash均衡解.基于所提资源分配博弈模型,设计了一种网络资源分配算法(RANG).仿真实验表明,RANG算法能够为端系统的资源数量提供参考,规范端系统竞价,从而使得整个资源的分配趋于合理.

一种基于预测PI控制器的自相似网络主动队列管理算法

近年研究发现网络中的业务量呈自相似特征,这种自相似特征显著影响网络的流量控制与排队性能,本文在自相似网络流量可预测的基础上,利用线性回归分析理论进行流量预测,并应用控制理论中的预测PI控制器原理设计了动态矩阵PI控制主动队列管理(Dynam icMatrix PI Control-Active QueueManagement,简称DM-PIC-AQM)算法,以克服队列的剧烈振荡,保持队列稳定在期望的长度.仿真实验结果表明,DMPIC-AQM算法在网络流量剧烈变化和小期望队列长度的情形下,DMPIC-AQM算法明显优于RED与PI算法.

基于策略和域的网络管理

网络管理的研究顺应网络工程和应用的发展和需要,提供基于策略规则的智能化解决方案,已经成为未来网络管理的主流方向。与此同时结合域的概念,可以大大简化网络管理的复杂性,提高实际大规模网络的管理效率。文章介绍了策略规则的概念,探讨了基于策略和域的网络管理,并提出了基于域的策略管理。

一种基于FNN的高速网络拥塞控制策略

以 ATM( asynchronous transfer mode)为研究对象 ,提出一种基于模糊神经网络 ( fuzzy neural network,简称 FNN)的流量预测和拥塞控制策略 .拥塞控制是高速网络 (如 ATM)研究中的关键问题之一 .传统的基于 BP神经网络的流量预测方法因其收敛速度较慢且具有较大的误差 ,影响了拥塞控制效果 ,而模糊神经网络由于具有处理不确定性问题和很强的学习能力 ,能很好地解决这一问题 .最后通过仿真 ,比较和分析了基于 BP神经网络和基于 FNN方法的性能 。

基于拓扑连通概率的车载自组织网络路由算法

为了改进REAR算法中竞争延迟函数存在的不足,减少广播报文数量,从3个方面对其进行了改进,提出了RPR算法.首先,修改了竞争延迟函数的参数,通过节点之间的数据交互,计算得到节点的排名信息,并将此信息作为竞争延迟函数的参数;其次,减少广播报文的传播时间以及数据报文的广播次数,达到抑制报文数量的目的;最后,通过移除REAR算法中节点对于上一跳节点的概率累加,简化了下一跳节点的判断依据,增加了算法的执行力.在NS2仿真软件中实现了REAR算法和RPR算法.对比实验结果表明,RPR算法可将广播报文数量和数据通信时间分别缩短至REAR算法的78%和72%,覆盖率则从原来的93%提升至99%.

基于峰值流量的网络行为特征及影响因子分析

基于网络流量的突发性提出峰值流量测度,建立了一种评价网络运行状况和规划容量的方法。利用统计学方法(方差分析和协方差分析)对21个CERNET校园网的内在特征和峰值流量进行实验分析,发现峰值流量间相互独立且服从高斯分布,网络内在特征对峰值流量的影响存在显著差异,以及链路带宽需求与网络用户数之间存在较强相关性。由此建立线性回归模型及容量规划模型。实验表明建立的容量规划模型能够对新建校园网的接入带宽进行准确评估。

无线多媒体网络中自适应拥塞控制算法的研究

提出了一种适用于采用无线接入多媒体流的拥塞控制算法,简称adaptive-MQWB(adaptivemediaQoSandwirelessbandwidth)。该算法依据当前带宽的动态变化率,在满足多媒体传输的最大时延的前提下,以最佳目标队长为实现目标,寻求最优的主动队列管理方案。仿真结果表明,与目前已有的MADR、tuned-RED算法相比,adaptive-MQWB算法在带宽动态变化的自适应性和多媒体传输时延的QoS保证方面都表现出更好的性能优势。

自相似网络流量可预测性及其在AQM中的应用

从网络流量的自相似性带来的可预测性入手,小结了两类常用的预测方法,并对其进行了比较;然后根据已有预测算法,将预测结果引入经典主动队列管理机制——RED算法中,提出了基于流量预测的RED算法;最后通过仿真实验表明,该算法能较好地控制平均队列长度,提高主动队列管理的性能。

Extranet网络关键技术的研究与实现

企业集成是现代企业发展的新阶段，Extranet技术是企业集成的关键支撑技术。构建在Internet上的Extranet网络可以把各个企业的Intranet安全地互联在一起，具有安全性、高效性、广泛应用性和开放性，以及较低的网络运行费用等特点，并可满足企业间共享信息的要求。文章在提出Extranet协议体系结构的基础上，首先分析了Extranet网络关键技术，然后给出了Extranet网络关键技术的具体实现—Extranet网络构造工具ExtranetConstructor，最后对ExtranetConstructor的性能进行分析。

节点位置信息驱动的物联网终端缓存管理机制的研究

物联网通过物体、传感设备与网络的关联来实现物体自动、实时的识别、定位、追踪和监控,并触发相关事件.面对持续采集或到达的数据流,物联网的移动终端间需要进行大量的数据交互.在节点缓存空间有限的条件下,合理的节点缓存管理机制可以在提高消息投递成功率的同时减少网络开销、降低终端能耗.然而,现有缓存管理机制都是从消息队列特征或静态属性方面展开研究,忽视了节点的位置、移动方向等特征,从而导致消息在网络中无方向性的扩散;或虽考虑了节点移动特征,但集中于时间维度,且对节点间相遇规律做了诸多假设,如节点间相遇服从独立同分布等,这些都限制了算法的实际应用场景.考虑到物联网中节点移动的空间规律性,该文在研究节点移动模型的基础上提出了节点位置信息驱动的终端缓存管理机制.在消息目的位置已知的情况下,该机制根据节点在随机移动模型和车载移动模型两种场景下位置和方向的移动特征,结合节点对网络态势的感知,分别计算消息的优先级;依据该优先级,设计节点间进行数据交换时的消息调度策略及节点缓存空间不足时的消息丢弃策略;并通过对移动方式随机(如人和动物的随机移动)和移动方式受限(如城市道路中车辆移动)两种场景的仿真结果分析,评估算法的性能表现.仿真实验表明,相比于Drop Oldest(DO)等传统缓存管理策略,该文提出的缓存管理机制在不同缓存大小和不同程度网络拥塞的情况下体现出较高的性能优势,并在提升消息投递率的同时保持了较低的平均时延、网络负载率和平均跳数.

光网络流量工程的控制机制研究

密集波分复用DWDM(DenseWavelengthDivisionMultiplex)光网络有着十分丰富的带宽,并且能够根据实时需要提供带宽,所以逐渐成为Internet骨干核心网。该文提出一种在光网络中实施流量工程TE(TrafficEngineering)的建议,尤其突出了多协议波长交换MPLS(Multi-ProtocolLambdaSwitch)控制平面和DWDM网络的综合。首先简单描述了光交叉连接OXC(OpticalCrossConnect)的一些基本概念,并介绍了利用TE管理器在两个或多个域之间进行组合控制的概念。进一步定义了在网络单元(如OXC,标记交换路由器LSR(LabelSwitchRouter),TE管理器)之间进行交互的控制消息。并介绍了TE管理的流程,包括动态带宽预留,快速恢复和回收网络资源。

一个基于XML的多Agent网络管理原型系统

Network management has widely adopted multi-agent architecture, and AGIMA is one of the successful prototypes that have developed mobile code facilities and group management functions. Taking consideration on the requirements of exchange and sharing of network management information between agents, the network management information described by next generation structure of management information can be represented as knowledge by XML-based resource description framework. These efforts need integration of some newer toolkit software and become foundation for introduction of network management intelligence into agents.

一种基于端系统竞价博弈的网络资源分配模型

随着网络流量以指数形式急剧增长,各种应用对网络资源的需求随之增加,特别是需要严格QoS保证的实时网络多媒体应用要求更多的网络资源。资源分配是QoS分配的最终实现,QoS分配目的是为了进行合理的资源分配,因而有效的资源分配十分重要。在描述资源分配问题的基础上,对资源分配博弈进行了深入研究,提出了能够反映供求关系的基于竞价的网络资源定价机制,并设计了端系统的效用函数,论证了资源分配博弈中Nash均衡点的存在性和唯一性以及实现Nash均衡解端系统的竞价策略。最后,为完善上述资源分配博弈模型,对该模型中的资源价格和相同竞价问题进行进一步讨论。该研究为基于竞价的资源分配算法的设计提供了理论上的支持。

博弈论在异构的多接入网络选择策略应用

针对异构网络融合问题,提出了一种基于博弈论的多接入网络选择策略。首先建立接入网络服务质量模型,然后根据接入网络之间的非合作竞争与合作关系以及接入网络与用户之间的竞争关系,建立了完全信息静态博弈模型和非合作博弈模型,通过求解模型的纳什均衡,依据单位价格服务质量确定候选接入网络。实验结果表明,在完全信息静态博弈模式下各接入网络的服务质量价格低于在合作博弈模式下的价格,各接入网络获得最大收益,仅达到局部最优,而在合作博弈模式下各接入网络的收益和所有网络总收益达到最大化,局部和全局同时达到最优。最后,比较了不同博弈模式下单位价格服务质量,讨论了博弈模型中参数对接入网络单位价格服务质量的影响。

无线自组织网络下抵抗内部节点丢弃报文攻击的安全通信模型

无线自组织网络的报文传输是依靠网络中的节点彼此多跳接力传输,当网络中有节点被俘获以后,就会成为内部攻击者,并在报文的传输过程中发起丢弃报文攻击,严重降低网络性能.现有网络协议栈中传输层和网络层协议难以检测和防范在网络层发起丢弃报文攻击的节点.文中提出一种在网络层抵抗内部节点丢弃报文攻击的通信模型,它包括通信链路状态实时分析协议和分布式的节点类型判定算法两个部分.通信链路状态实时分析协议利用节点对间逐段生成的路径环路,通过引入报文成组应答机制使得节点能实时地获取其邻居节点的报文转发状态;在通信链路状态实时分析协议基础之上,节点根据相关数学模型能有效地分析邻居节点行为是否异常,并对网络中的节点进行分类,最终将恶意节点从网络中隔离出去.仿真实验结果表明,文中算法在恶意节点的检测率和误检率方面性能表现良好,能有效地抵抗来自网络内部节点的丢弃报文攻击.

下一代网络处理器及应用综述

网络处理器作为能够完成路由查找、高速分组处理以及Qo S保障等主流业务的网络设备核心计算芯片,可以结合自身可编程性完成多样化分组处理需求,适配不同网络应用场景.面向超高带宽及智能化终端带来的网络环境转变,高性能可演进的下一代网络处理器设计是网络通信领域的热点问题,受到学者们的广泛关注.融合不同芯片架构优势、高速服务特定业务,使得下一代网络处理器具备分组处理性能加速、动态配置硬件资源和服务应用智能化的特点.对利用新型可编程技术、面向新型网络体系结构以及针对新型高性能业务的下一代网络处理器设计方案与现有研究进行分析比较,并对下一代网络处理器的工业化进程做了介绍;提出了高性能可演进的下一代网络处理器体系架构,通过软硬件协同分组处理流水线、多级缓存与分组调度、资源管理及编程接口等方面给出了架构设计细节,研制了原型系统并对其性能进行了测试.明确了自主可控的网络处理器体系架构的发展方向和智能化应用场景,讨论了未来可能的研究方向.

单跳节点间传输距离对无线传感器网络性能影响的评估

在无线传感器网络中对传输距离与传输能量及传输速率的关系进行了研究。传统的工作对该关系的认识并不准确,而这是考虑网络各性能指标的基础。首先介绍了实验所用到的无线传感器网络节点,实验的环境及实验的设计;然后通过实验测量得到在不同传输距离上的报文丢失率,并对其进行拟合得到传输距离与报文丢失率的关系;最后在该关系的基础上考虑了报文的重传,进一步研究了传输距离对传输能量及传输速率的影响。主要贡献是在Imote2型节点平台上定量地给出了单跳节点间传输距离对无线传感器网络性能影响的评估。

软件定义网络的测量方法研究

测量技术是状态监测、性能管理、安全防御等网络研究的基础,在网络研究领域具有重要地位.相较于传统网络,软件定义网络在标准性、开放性、透明性等方面的优势给网络测量研究带来了新的机遇.测量数据平面和测量控制平面的分离,启发了通用和灵活的测量架构的设计与实现;标准化的编程接口,使得测量任务可以快速地开发和部署,中心化的网络控制可以基于反馈的测量结果实时地优化数据平面的硬件配置和转发策略,数据平面基于流表规则的处理机制支持对流量更加精细化地测量.但是,软件定义网络测量中额外部署的测量机制造成的资源开销与网络中有限的计算资源、存储资源、带宽资源产生了矛盾,中心化的控制平面也存在一定的性能瓶颈,这是软件定义网络测量研究中的主要问题和挑战.分别从测量架构、测量对象两方面对当前软件定义网络测量研究成果进行了归纳和分析,总结了软件定义网络测量的主要研究问题.最后,基于现有研究成果讨论了未来的研究趋势.