深度学习在IP网络优化中的应用

随着新型业务涌现和IP网络技术的不断演进,云网融合步入新阶段,展现出数字化、智能化和服务化的发展特征。其中智能化需要结合相关的人工智能技术,而深度学习和深度强化学习是常用的人工智能算法。图神经网络等技术的发展,也使得深度学习和深度强化学习分别在图信息表示和最优化问题处理方面的能力得到本质提升。IP网络可以用图结构抽象化表示,相关的预测和优化问题可以用深度学习和深度强化学习算法处理和求解。因此阐述了深度学习和深度强化学习在流量预测、网络规划和流量工程3个场景下的相关算法与应用,分析了在实践过程中可能面临的问题与挑战。     

自相似网络业务流量的研究与实现

为了准确测试和评估网络交换设备及其调度算法的性能,一个能够真实反映实际网络业务流量特点的业务流量产生系统是十分必要的。近年来通过对大量网络业务流量的测量和分析,人们认识到网络业务流量呈现为长相关、自相似的特性,而非泊松过程。将这一特性和现有的业务流量描述模型相结合,利用具有重尾特性的概率分布函数:Pareto分布和截尾重尾分布,构造了在宏观上表现为自相似特性的业务流量模型。针对路由交换机构调度算法的性能测试的实际需要,建立了一个可用于软件测试的网络业务流量产生系统。     

面向6G通感算融合的网络智能感知

面向6G通信-感知-计算(通感算)融合的发展需求,亟需突破网络智能感知方法,特别是基于深度学习的业务识别与流量预测。因此,首先提出了基于卷积神经网络的业务类型估计算法,以避免人工提取数据特征的复杂过程与估计误差,并减少训练模型参数数量;然后,将基于注意力机制的序列到序列(Sequence to Sequence,Seq2Seq)算法用于预测业务流量,以解决信息损失问题,并根据预测场景的差异性,使用不同的预测步长,在保证预测准确性的前提下减少预测时间和计算消耗;最后搭建基于微服务的智能内生融合实验平台,并在此平台上实现了流量预测与业务类型估计,该平台以微服务的形式将各种能力拆分为多个网络功能,并使用人工智能(AI)技术将各种能力进行融合,实现功能模块共享,减少网络功能冗余,赋予网络智能扩展能力。实验结果表明流量预测模型预测误差较小、业务类型估计模型准确率较高。     

SDON中基于贝叶斯模型的流量预测机制

SDON(软件定义光网络)是光网络发展的最新趋势。为了进一步提高 SDON 的智能化和对业务的动态支持,利用短期的业务流量特性预测较为长期的流量显得日益重要。文章提出了一种基于贝叶斯模型的流量预测机制,该机制充分利用贝叶斯模型对 SDON的业务流量进行长期预测。仿真结果验证了该机制的准确性和有效性。     

基于优化决策树的时延敏感流智能感知调度

目前流量调度策略无法做到智能按需化,尤其对于网络突发故障造成的拥塞以及高价值业务的护航场景,无法按需保障时延敏感的业务体验。通过分析研究不同网络业务流量时延敏感性属性需求,探索挖掘不同网络业务流量的行为特征与其时延敏感性需求之间的内在关联关系。然后利用AI技术对这种内在的关联关系进行学习,构建其映射关系,实现了时延敏感流智能感知调度。同时,考虑AI模型的可解释性及可部署性实际问题,采用强化学习剪枝优化可解释性决策树模型,提高模型的鲁棒性同时使模型更轻量化,易于设备部署实现。通过真实网络流量实验,强化学习优化后的决策树模型在单次推理情形下感知正确率提高1.75%,推理速度提升约30%;同时,实验也证明了使用局部微观统计特征多次推理有助于提高模型感知正确率。在所有实验中,强化学习优化的决策树模型规模缩小了60.0%～87.2%,并且Saras比Q-learning具有更好的优化表现。     

网络业务流量的α稳定分布特性

近年来许多研究表明,网络业务本质是多分形的,呈现出自相似性与突发性,传统的基于泊松分布的模型不再适用。本文从理论分析和实际网络业务数据仿真验证两方面严格论证了网络业务流量能用α稳定分布准确建模,并与其它流量模型对比指出其优越性。     

IPRAN政企业务承载策略

根据政企专线业务对安全要求级别、业务颗粒大小的不同,提出满足需求的相应承载网络。重点分析政企专线业务通过IPRAN(IP化的移动回传网络)承载的策略,针对本地、省内(跨地市)、点到多点等不同场景的专线业务,提出相应的业务开放、链路保护机制等业务模型,以及IPRAN网络与传统专线承载网络互通方案。结合POP(综合业务接入点)点建设原则和接入层流量测算模型,根据政企客户目标群体的分布不同,提出相应的IPRAN政企业务建设模型,为IPRAN承载政企专线提供参考。     

电力光通信网中风险均衡路由算法研究

在大力发展智能电网的背景下,支撑电网运转的电力光通信网规模日趋庞大,其承载的业务更加多样化。然而电力光通信网的业务路由规划主要以最短路径算法为主,导致电力光通信网存在业务重要度分布不均衡,从而导致网络局部风险过高的问题。针对上述现状,文章采用深度强化学习技术,以网络业务风险均衡为目标,提出了基于强化学习的电力光通信网风险均衡路由算法。该算法考虑业务重要度分布情况、链路容量和链路光信噪比,实现了电力光通信网风险均衡化。文章选取某省电力通信子网验证方案的有效性,研究结果表明,该方法能够有效地降低电力光通信网风险均衡度,为电网的安全运行提供有力保障。     

多模态网络中时间敏感网络模态的智能调度机制

针对多模态网络中时间敏感网络模态转发调度不确定、求解时间长等问题,提出了一种基于CSQF的时间敏感网络模态的联合路由与调度机制。综合考虑有界时延需求、网络状态和不同的路由机制,建立联合缓存队列和路由的混合资源调度模型,旨在优化整个网络的资源使用。基于深度强化学习方法,利用流量特征与缓存队列利用率来预测下一循环的缓存利用率。此外,基于多队列CSQF转发调度机制和基于缓存利用率的显式路由算法,提出了一种迭代调度算法,实现了确定性转发和资源分配。仿真结果表明,所提机制可以根据网络的资源使用情况有效地调整确定性应用的传输调度,与其他离线调度机制相比,具有更好的调度性能。     

基于强化学习的IPv6校园网双栈流量调度方法

由于传统方法在IPv6校园网双栈流量调度应用中效果不佳,网络吞吐率比较低,文章提出基于强化学习的IPv6校园网双栈流量调度方法,利用无向图建立IPv6校园网双栈链路拓扑模型,描述双栈链路负载均衡状态,以负载均衡度最大化、双栈链路路径长度最小化为目标建立目标函数,利用强化学习网络模型对目标函数求解,将最优调度策略反馈到模型中执行,以此实现基于强化学习的IPv6校园网双栈流量调度。实验证明,在设计方法应用下IPv6校园网吞吐量达到141.02 Gbps,在IPv6校园网双栈流量调度具有良好的应用前景。     

论三网融合

讨论了电话网、计算机网、有线电视网三种网络的优势与不足,并提出实现宽带多媒体综合服务网的最佳途径：将有线电视网由单向广播式改造为双向交互式网络,进一步从技术和国家政策上讨论这个途径的可行性以及其社会意义。     

基于开源软件的开发者和项目网络分析

文章讨论了复杂的网络概念以及利用开源软件(OSS)数据构建的社会网络,对Berlios,GNU和SourceForge这3种不同开放源码软件的社会网络进行了初探。很多研究者已经在此类网络快照或合并视图上进行了大量研究,尤其是SourceForge,归结于其社区规模的庞大。SourceForge网络因具有在不同时间点的度分布、连通性、中心性和无标度等特性,被进行过大量的研究。然而,很少有人研究网络生长,即如何建立网络,尤其是指标是如何随时间演变的。     

天地一体化信息网络统一编址与路由研究

天地一体化信息网络将是支持地面互联网、无线移动网络和空间网络相互连通、深度融合的一体化网络,采用统一的网络层设计是实现高效融合与互联互通的关键所在。针对空间链路和空间网络在稳定性、可靠性等方面的特点,提出了天地一体化信息网络的统一编址与路由的方案,基于IPv6和层次路由的方式实现网络层的高效融合,具有良好的可扩展性、可用性、稳定性、可管控性。     

下一代IP网的研究

下一代IP网将是一个可控制、可管理的全业务网。文章从8个方面探讨了下一代IP网的技术特点,并提出一些相关的研究方向。     

Linux软件网络的结构属性及静态稳健性

通过对 Linux 软件源码分析,分别构建基于函数调用的有向软件网络模型、软件系统的弱耦合网络模型、强耦合网络模型以及强连通子图模型,并对 4 种网络模型的结构属性及静态稳健性进行研究。研究结果表明,4种网络都是“小世界”网络;Linux网络中6个功能模块的出度分布遵循指数分布,入度分布遵循幂律分布;选取不同的网络稳健性评价指标,其最佳的攻击策略存在差异;对于弱连通稳健性指标,高入度攻击策略对弱耦合软件网络的破坏最大。     

通信组网技术的快速进展

简单回顾通信业务发展过程,着重阐述骨干网组网技术的主要倾向是使电话为重心的传统网进化至数据为重心的宽带分组网,并详细解释光纤和对绞铜线在宽带接入网高速数据传输中的应用。     

混合网络研究

自组织网和蜂窝网是移动通信系统的重要组成部分,融合两者的混合网络将可能成为未来移动通信系统的重要组成形式之一.文章介绍了混合网络的研究现状,分析了各网络模型的特性,并对混合网络中的关键技术问题,如框架结构、通信模式选择、信道分配、路由、计费、负载均衡,进行了探讨.文章认为混合网络通过其灵活的网络组建能力,不仅提高了对传统业务的支持,同时也为引入新服务创造了条件.自组织网络和蜂窝网络的融合将为构造下一代移动通信系统奠定基础.     

GSM系统分层网络建设思路

随着GSM网络的大力发展,网络结构越来越复杂,网络质量问题逐渐成了最迫切的问题。本文基于提升网络质量问题为目的,对分层组网策略在GSM网络的应用进行了介绍和应用分析。     

农村有线电视网络双向改造方法研究

通过分析农村有线电视网络和有线电视网络双向改造的技术现状,对有线电视双向网络的结构进行了剖析,对有线电视网络双向网改造的方式进行了比较和分析,最终提出了适用于广大农村现状的有线电视网络双向网改造方式。     

移动智能网和宽带智能网的研究现状及其展望

本文简略地介绍了ＩＴＵ－Ｔ有关智能网的相关建议ＩＮ ＣＳ－２和ＩＮＣＳ－３的新业务;通过对智能网与移动网的综合和智能网与宽带网的综合分析,综述了移动智能网和宽带智能网近几年物研究现状及其关键技术;最后,对发展我国智能网提出了几点建议性意见。