分布式实时系统中动态负载共享新策略

提出了一个在实时分布式系统中有失败结点情况下容错的，动态的，带区域状态变化信息广播的负载共享算法。如果结点n自从最后一次收到结点的广播信息以及Tout^(i)还没有收到结点i的广播信息，然后调整各正常的结点的优先列表，以保证每个结点被一个也只能是一个站点选作自己的第k个优先结点，以减少任务的失败率，该文主要确定最佳的超时值及时检测一个结点的失败，调整 结点的优先列表以处理结点的失败。     

基于结点语义关系的信息抽取技术

提出了一种利用结点语义关系分析的新方法来优化自然语言信息抽取,以结点语义关系树和结点语义关系列表作为优先判断依据,在没有信息损失的前提下实现高效率的语义信息抽取。     

基于子网的三维Mesh网络容错广播路由算法

在并行计算机系统中,广播通信是极为重要的通信模式之一。该文基于k-Mesh子网(子立方体)连通的概念提出一个基于局部信息和分布式的三维Mesh网络容错广播路由算法。该算法利用邻结点的状态信息,动态地构建以单个k-Mesh子网为结点的广播树,该广播树能容忍相当多的结点出错。模拟结果表明广播路由算法的广播时间步接近最优的。该算法只要求结点知道它的邻结点的状态,而无需知道整个网络状态信息,也就是说,这些算法是基于局部信息的,因而具有很好的实际意义。     

基于异步自动机的网格广度优先搜索算法

在网格中，经常需要以某个结点源点，构造一棵广度优先生成树来进行广播和聚合通信，现有的广度优先搜索算法都是基于图论的同步式算法，而在异步式的网格系统中不能采用这种算法，在开发国家高性能计算环境的过程中，以异步自动机为基础建立了网格理论模型，在这个模型的基础上实现了一种异步式网格广度优先搜索算法－－GridBFS算法，还证明了，GridBFS算法最终将产生一棵广度优先生成树，并且能够检测到算法的终止。     

使用DOM技术维护服务器列表

一、前言 由于在实际工作中需要维护数十个中间件服务器,必须创建一个合适的数据存储方案对这些服务器结点的配置信息加以描述并保存,以使其它应用程序能够方便地对服务器结点信息进行访问。经深思熟虑之后,决定使用XML文件来存储服务器列表信息,理由如下：     

基于XML和关系数据库的树形结构的研究

本文介绍了一种树型结构的存储、显示和维护方法。以二叉链表的数据结构将树的信息存储在数据库中，服务器端将数据库中树的信息转化成XML，客户端将其加载到浏览器的（DOM）实例中，并采用深度优先搜索算法对该实例中的结点进行递归遍历，生成浏览器端树的HTML代码，它是一个与上述XML文档逻辑相同的树型结构。同时在各结点上设置JS事件，可以对该树进行维护，生成针对结点维护的XML，服务器解析该XML并生成一系列SQL提交到数据库中。     

智能表广播模型

紧密耦合系统中的广播模型仍是现代网络系统中讨论的重点之一,现今经常使用的广播模型的如传统广播模型及全局表模型都由于没有充分发挥软件的功能而具有较大的局限性。对此,作者提出了一种新的智能表广播模型ＩＬＢＭ。在该模型中每一结点都被赋予一个邻结点表与一个结点算法,由结点算法来灵活决定结点在广播过程中对各连接的转发顺序,从而以软件表态形式上的一致实现运行效果的不一致,进而统一表;     

对双亲／孩子结构连接算法的研究与改进

结合区间编码和结点模型映射方法提出一种用于关系数据库的扩展存储模式.通过按广度优先遍历XML树实现对双亲/孩子关系结构连接算法的改进.改进后的算法降低了内存空间的开销,缩小了列表的扫描范围,明显提高了查找匹配速度,达到了查询优化的目的.     

传感器节点相互协作的广播认证

针对无线传感器网络（WSN）中基于数字签名的公钥加密体制的广播认证需要耗费大量的能量,以及传感器节点资源有限的问题,为了减少传感器节点的能量耗费和加快传感器节点的认证,提出一种传感器节点相互协作的广播认证方案。首先,用户向无线传感器网络的组网络广播其签名信息,但不广播签名信息中点的纵坐标;然后,组网络中的高能量节点依据点的横坐标和椭圆曲线方程计算得出纵坐标,并将其广播给组内的一般节点,同时利用vBNN-IBS数字签名对用户广播的签名信息进行认证,并转播有效的签名信息;最后,组网络内的一般节点收到纵坐标后,利用椭圆曲线方程验证其有效性和正确性,同时执行和高能节点相同的签名认证过程,并转播有效的签名信息。此外,该方案通过整合立即撤销和自动撤销以最大限度地减小授权撤销列表（ARL）的长度。仿真实验表明,当认证节点收到来自邻居节点的数据包达到一定数目时,该方案的能量耗费和认证总时间比利用WSN中传感器节点间的相互协作来加速vBNN-IBS的签名方案分别减少了41%和66%。     

基于扩展前缀编码的左孩子右兄弟结构连接算法

为了更加有效实现XML文档的结构查询,加强结构连接操作的效率,提出一种新结构连接算法.该算法采用扩展的前缀编码方案,在编码中增加了type、index等字段以利于定位树中结点在祖先结点列表或者后裔结点列表中的位置.该算法通过将XML文档树转换成左孩子右兄弟树,并定位树中一个祖先元素的起始点下标和终结点下标来找到该祖先元素的后裔结点列表.算法时间复杂度分析表明了该算法比现有算法的性能更好.     

The Neutralizer: a self‐configurable failure detector for minimizing distributed storage maintenance cost

To achieve high data availability or reliability in an efficient manner, distributed storage systems must detect whether an observed node failure is permanent or transient, and if necessary, generate replicas to restore the desired level of replication. Given the unpredictability of network dynamics, however, distinguishing permanent and transient failures is extremely difficult. Though timeout‐based detectors can be used to avoid mistaking transient failures as permanent failures, it is unknown how the timeout values should be selected to achieve a better tradeoff between detection latency and accuracy. In this paper, we address this fundamental tradeoff from several perspectives. First, we explore the impact of different timeout values on maintenance cost by examining the probability of their false positives and false negatives. Second, we propose a self‐configurable failure detector called the Neutralizer based on the idea of counteracting false positives with false negatives. The Neutralizer could enable the system to maintain a desired replication level on average with the least amount of bandwidth. We conduct extensive simulations using real trace data from a widely deployed peer‐to‐peer system and synthetic traces based on PlanetLab and Microsoft PCs, showing a significant reduction in aggregate bandwidth usage after applying the Neutralizer (especially in an environment with a low average node availability). Overall, we demonstrate that the Neutralizer closely approximates the performance of a perfect ‘oracle’ detector in many cases. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.     

LC-Raft：一种基于历史日志计算值的一致性算法

Raft一致性算法由于其原理清晰、易于实现等优点，已得到了行业的广泛应用。然而，作为一种简化版的类Paxos方案，Raft算法牺牲了部分性能。在不同的具体应用场景中，可根据实际应用，对其做出相应改进。对于由稳定性不佳的设备构成的分布式系统，在工作周期内将经历多次选举管理节点过程。在每次选举过程中，继续使用Raft算法进行选举操作将存在小概率经历多次超时选举。为了减少极端情况下选举过程的耗时，本文基于历史日志计算值设计一种改进版一致性算法LC-Raft。通过对固定时段的历史日志故障次数统计，构建一套节点稳定性评价指标，并修改选举流程，实现在系统网络通畅情况下最多经历一次计时器时间完成管理节点选举。同时，基于Docker容器引擎，设计一系列模拟实验实现各种节点规模的选举过程，通过多次实验的统计值验证本算法在选举过程中的良好性能。     

Highly reliable message-passing mechanism for cluster file system

With the increase in personal computer clusters in popularity and quantity, message passing between nodes has been an important issue for high failure rate in the network. File access in a cluster file system often contains several sub-operations; each includes one or more network transmissions. Any network failures cause the file system service unavailable. In this paper, we describe a highly reliable message-passing mechanism (HR-NET), which tolerates both software and hardware network failures. HR-NET provides fine-grained, connection-level failover across redundant communication paths. With it, the file system can keep passing messages because HR-NET handles failures automatically by either recovery from network failures or failed over to a backup; therefore, it screens network failures from requests or data transmission of cluster file system. Load balance for messages is also achieved to relieve network traffic. For transmission timeout, HR-NET proposes a priority-based message scheduling which dynamically manages messages in an appropriate order to tolerate request–response failures between clients and servers. HR-NET is implemented upon standard network protocol stack. Performance results show that HR-NET can provide almost full underlying network bandwidth with average 6.17% throughput loss and provide a fast recovery. Experiments with cluster file system show that the overall performance degradation is below 8% due to failover of HR-NET while the reliability is highly enhanced.     

A token based distributed algorithm for supporting mutual exclusion in opportunistic networks

Opportunistic networks are essentially distributed networks with transient connectivity among nodes. Nodes in opportunistic networks are resource constrained, mobile and opportunistically come in contact with each other. In such a distributed network, nodes may require exclusive access to a shared object or resource. Ensuring freedom from starvation is a challenging problem in opportunistic networks due to limited pairwise connectivity and node failures. In this paper, we review mutual exclusion algorithms proposed for generic mobile ad hoc networks (MANETs) and discuss their applicability to opportunistic networks. Further, we propose a novel token based algorithm¹ and prove its correctness. Simulation results show that our algorithm is communication efficient as compared to other algorithms proposed for generic mobile ad hoc networks. We also propose a timeout based fault detection algorithm that exploits the intercontact time distributions.     

一种可应用于联盟链的拜占庭容错共识算法

针对联盟链应用场景,分析了目前应用最广泛的PBFT（practical Byzantine fault tolerance,实用拜占庭容错）算法中的高通信成本和主节点选取的问题,提出了OBFT（optimistic Byzantine fault tolerance,乐观同步拜占庭容错）算法。首先,针对高通信成本问题,OBFT算法通过动态超时时间实现了乐观同步拜占庭容错,并且结合了PBFT算法中的检查点协议,当触发超时时,说明此时节点处于异步状态,为了实现拜占庭容错,算法切换回部分同步拜占庭容错,即执行PBFT算法的commit阶段,并且以stable checkpoint为新一轮乐观拜占庭容错的起点。其次利用积分制优化了主节点选取过程,保证可供选择的主节点符合区块链最长链原则。最后通过本地多节点仿真实验表明,OBFT算法提升了数据吞吐量和可拓展性,并且有效地降低了交易延迟。     

移动自组网DSR协议路径缓存策略优化

移动自组网按需机制路由协议只是在有分组发送时,才启动路径发现机制搜索到达目的节点的路径。为了避免每发送一个分组都启动路由发现机制,必须利用路由保存机制将预先发现的路径缓存。对这些路径进行缓存、搜索、抛弃的管理策略极大地影响按需机制路由协议的性能。该文对多次性能测试中表现优越的DSR协议路由缓存策略进行分析,针对它的不足,提出改进算法。提出修正发送缓冲器的时限,根据最近路径失效时间和缓冲器中路径状况预测将来的路径失效时间,在缓存器中根据时间、能量参数搜索最佳路径、丢弃最差路径的策略。利用ns2对4组场景进行仿真,结果显示对DSR路径缓存策略进行优化后,比较明显改进了DSR协议性能。     

和谐统一混合择优网络模型耦合映像格子的相继故障

将耦合映像格子的相继故障模型作用于和谐统一的混合择优网络模型(HUHPM),通过仿真分析的方法研究了和谐统一混合择优网络的相继故障行为。仿真中采用了蓄意攻击和随机攻击两种策略。仿真结果表明,同规模的和谐统一混合择优网络抵抗随机攻击的能力比蓄意攻击要强;另外,网络的总混合比对这类网络相继故障行为的扩散有很强的影响,在蓄意攻击下,随着随机性连接的逐渐增加,网络的抵抗蓄意攻击的能力逐渐增强,而在随机攻击下则正好相反,即随着确定性连接的增加,网络抵抗随机攻击的能力越来越强。因此,在实际应用中可以通过调节混合比来增强这类网络的鲁棒性。     

云存储系统管理节点故障自恢复算法

为了解决大规模云存储系统中管理节点发生故障导致存储服务不可用的问题,建立了管理节点故障影响分析模型,提出了一种基于消息的管理节点动态自我恢复算法FRA-M.该算法通过基于负载均衡的元数据备份更新控制方法完成多个管理节点之间相互协作、透明接管和故障自我恢复.测试结果表明,FRA-M算法能够使得管理节点发生故障时自动进行切换,并且能够合理地分配资源达到良好的负载均衡状态.通过控制TCP超时时限、故障检测周期以及故障检测超时,能够使得FRA-M算法的性能保持在相对稳定的区间,随失效时刻的适应性也比较强.当管理节点发生故障时,FRA-M能够较好地保证存储服务可用性、数据可用性和数据可靠性.     

考虑级联失效的有向WSNs节点重要度评估模型

针对无线传感器网络中关键节点失效引发网络快速崩溃的问题,考虑节点之间存在相互作用且相互作用具有方向性的特征,建立有向网络级联失效模型,推导节点失效后引起的负载震荡状态值.基于经典的PageRank算法,利用失效节点引发的邻居节点平均负载震荡状态值定义节点的初始重要度值,建立节点度择优的分配规则改进PageRank算法的平均分配规则,结合节点层级结构,建立考虑级联失效的有向传感器网络节点重要性分析方法.最后,通过仿真实验验证算法的有效性.实验证明,该方法能有效地评估了有向无线传感器网络节点的重要性,而且当对判定出的关键节点进行保护时,该方法判定关键节点的网络抗毁性明显较强.