面向广域RDMA的确定性网络需求与技术

随着生成式人工智能（artificial intelligence generated content,AIGC）大模型和智能计算应用的高速发展，面向广域远程直接存储器访问（remote direct memory access,RDMA）的确定性网络技术成为近期智算中心互联的研究热点。首先分析了广域RDMA技术发展路线、实现方案和技术挑战，然后研究广域RDMA部署时面临的各类网络问题，通过搭建实验室和外场测试环境开展了一系列测试验证，分析提出了广域RDMA的确定性需求特性和边界性能指标，最后对面向广域RDMA的确定性网络技术进行了总结和展望。     

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。     

一种基于WSN时变性与节点剩余能量均衡的机会路由算法

 为了解决数据报文在无线传感网络中动态路由以及网络内各节点剩余能量均衡问题,该文提出了一种机会路由算法。首先,利用热力学第2定律描述数据报文在无线传感器网络中动态路由的传输过程,其中,为了表征网络内各节点状态的时变性以及剩余能量,提出了机会熵模型;其次,以机会熵模型作为选择下一跳节点的理论依据,并结合蚁群优化(ACO)算法,设计并实现了考虑网络中各节点时变性与剩余能量均衡的机会路由算法(ACO for Time Dependent Opportunistic-routing Protocol, ATDOP),使得数据报文在转发过程时,能够有效地选择下一跳节点,从而使网络内各节点的通信资源和能量资源达到负载均衡。最后,通过实验证明,相对于已有的机会路由协议,ATDOP具有报文成功传输率高、网络有效吞吐量大以及网络工作寿命长等优点。     

基于DynamipsGUI的网络路由优化实验设计

策略路由是网络优化的常用方法。利用DynamipsGUI搭建网络环境,配置路由策略,模拟了报文大小分别为60、500和1800三种数据报文从路由器转发时,路由器根据路由策略将数据报文从不同路径转发的过程,实验结果与设计完全一致。     

基于OMNeT++的大规模确定性网络仿真实践

时间敏感网络（TSN）和确定性网络（DetNet）是确定性网络整体解决方案的重要组成部分,目前产业界还缺少这两种技术在大规模联合组网方面的研究。在OMNeT++仿真平台基于时隙调度实现了TSN和DetNet联合组网的确定性转发,并打通了控制器和仿真系统的通道,实现了转控协同的确定性仿真网络。重点介绍了对于仿真系统的改造,以及基于此的大规模跨域场景下确定性业务的端到端时延和抖动性能研究。结果表明,在大规模跨域场景下,时隙调度的机制可以提供端到端的确定性业务保障。     

网络数据监控及管理

描述了网络数据监控及管理的需求．提出了一套符合电信级网络应用的网关设备的设计方案。实现了将网络数据报文进行缓冲和对敏感数据进行控制的功能。     

面向时间敏感网络的5G无线网增强技术研究

5G确定性网络是目前产业界正在积极推动的全新工业通信技术。为了逐步实现确定性传输,3GPP引入了时间敏感通信技术,与超可靠低时延通信技术相比,进一步在时延抖动和时间同步方面对5G网络进行了增强,从而实现端到端的时间敏感通信服务。介绍了时间敏感通信技术特点和标准进展,时间敏感通信技术以时间敏感网络与5G网络融合的网络架构为基础,通过精确时间同步机制提高时间同步精度,通过服务质量和调度增强机制降低业务时延、提高传输可靠性,通过以太网头压缩技术提高传输效率。     

面向WIA-PA工业无线传感器网络的确定性调度算法

WIA-PA （Wireless Networks for Industrial Automation-Process Automation）是我国自主制定的工业无线传感器网络标准,确定性调度技术是其中一项关键技术.但目前已有的确定性调度算法主要集中在通用传感器网络或WirelessHART,ISA100.11a等遵循国外标准的工业无线传感器网络中,未能针对WIA-PA网络进行优化设计.鉴于此,本文提出了一种适用于WIA-PA网络的基于回溯法的最优确定性调度算法,能够获取调度解的最大成功率;并以此为基础,进一步提出了一种基于最小时间裕度优先的时分多址调度算法（Least Slack First on Time Division Multiple Access,LSF-TDMA）.仿真实验结果表明,所提出的LSF-TDMA算法能够满足WIA-PA网络端到端数据传输的确定性需求,在调度解获取成功率接近于最优的同时,有效降低了算法复杂度.     

交换机的时间感知整形器的设计

时间敏感网络（TSN）是应用于未来工业网络实时性的一种增强型以太网技术。作为主要关键技术之一,流量调度机制决定了时间敏感网络数据传输的确定性和实时性,对其进行研究是非常具有价值的。在研究了802.1Qbv标准中所定义的时间感知整形器的实现机制和完整的处理流程的基础上,提出了一种时间感知整形器调度机制的设计。将整个设计在自研的TSN交换机平台上进行组网测试,验证了调度器可支持时间敏感业务流的确定性传输。     

用DPDK和VPP优化5G网络用户面数据报文转发

5G作为各行业数字化转型的关键基础技术，用户面需要提供高性能的数据转发能力。根据5G用户面数据转发的特点，通过分析DPDK技术以及VPP技术的原理，将两种技术相结合，实现了5G用户面网元对数据报文高速转发，并在商用网络上得到使用和验证。这种方法可以扩展到需要高速处理数据报文的其他网络设备中。     

时间敏感网络研究现状及发展趋势

时间敏感网络是新一代确定性网络技术,其主要面向工业物联网,工业自动化,车载网络以及航空航天电子系统网络等安全关键领域.该技术以标准以太网为基础,扩展了时间同步、时间感知流量调度和流无缝冗余传输的能力,支持实时数据和非实时数据共网传输,可实现信息网络与控制网络的融合.本文调研了近年来时间敏感网络技术的研究现状并进行了系统...     

空天地一体化确定性网络研究

随着互联网从消费型网络向生产型网络升级，新兴行业应用需要差异化的确定性服务质量保障以及全时空范围的通信能力。如何实现泛在多域网络的异构兼容，支持空天地一体化网络（SAGIN）节点间的确定性传输成为当前的重要研究问题。首先分析了面向6G全域新兴应用场景的确定性服务质量保障需求，然后提出了包含全域协同网络管控层、多域动态确定性融合层、泛在异构确定性组网层的分层空天地一体化确定性网络架构，并研究相应场景的“固移卫”融合确定性网络关键技术，最后研判了空天地一体化确定性网络的挑战和发展趋势。     

基于零拷贝的网络数据捕获技术的研究与实现

以传统捕包平台为研究对象,着重分析了高速网络环境下数据拷贝、硬件中断对捕包性能的影响,根据"零拷贝"思想提出了改进的方法,实现了网络接口设备直接将数据报文存储到应用程序可以访问的地址空间,减少了数据报文在内核态里传输时的数据拷贝次数,降低了网络数据接收的延迟;通过减少网卡接收报文时的中断次数,增加每次中断处理的报文数,节省了CPU时间,提高了在高速网络环境中主机对网络数据包的捕获和实时处理能力。仿真实验验证了该方法的可行性。     

时间敏感网络流量调度算法研究综述

时间敏感网络（Time-sensitive Networking,TSN）是一种新型确定性网络,具有低时延、低抖动等特点,能够满足现代网络传输控制的要求。流量调度是TSN标准中关键技术之一,用于确保流量传输的服务质量。首先对时间敏感网络的发展背景、重要机制、应用场景进行阐述,着重研究5种时间敏感网络流量调度机制,包括基于时间的整形机制、基于信用值的整形机制、循环队列转发机制、帧抢占机制以及异步流量整形机制;然后,分析了流量调度算法的研究现状,归纳和总结了时间触发（Time-triggered,TT）流和事件触发（Event-triggered,ET）流的调度算法,分析了目前流量调度算法存在的问题;最后,指出了TSN流量调度算法的发展方向和趋势。     

业务功能链技术及其应用探析

业务功能链(SFC)是网络功能虚拟化(NFV)虚拟网络中对数据报文按需进行业务处理的重要手段。通过对SFC体系架构、基本流程、应用场景等的分析和介绍,认为随着技术标准和产业支持方面的不断发展和完善,SFC必将成为虚拟化网络实现业务自动编排和快速部署的重要手段。     

广义确定性标识网络

随着智能制造、智能交通等重大国家战略实施,确定性成为信息网络尤其是行业专网的新焦点.现有确定性网络技术始终关注网络传输要素（带宽、时隙等）来保障数据流的确定性传输.然而,仅靠保障传输要素无法支撑新兴行业应用的多样化需求.例如,在算网融合场景,智算任务要求同时保障传输与计算要素的确定性来实现高性能通信;在绿色通信场景,需要考虑节点能量要素的确定性以维持网络稳定运行.针对上述需求,本文基于前期提出的标识网络技术,研究面向传输、计算、存储、能量等多要素的广义确定性网络.首先提出广义确定性标识网络架构,包括差异化服务层、异构融合网络层和智慧化适配层.差异化服务层和异构融合网络层,分别实现差异化确定性应用需求和异构化确定性网络要素的统一标识和描述,并通过标识解析映射实现确定性信息向智慧化适配层的统一封装和传递;智慧化适配层完成差异化确定性应用需求和异构化确定性网络要素的适配.现有确定性资源适配方法,即使仅考虑单一网络内的基本确定性要素,仍面临计算时间长、求解复杂性高、灵活度低等问题,为了支持更加复杂的多确定性要素、多种异构网络的协同适配,设计了基于深度强化学习的端到端的确定性调度（End-to-...     

BOIN:一种新型无缓存高性能计算机光互连网络

 现有的高性能计算机光互连网络大都需要对数据报文进行光-电-光转换并缓存,或者需要预先申请并建立从源节点到目的节点的光链路,这在一定程度上限制了网络性能.提出了一种既不需要对光数据报文进行缓存排队,也不需要预先申请并建立光链路的新型的光互连网络结构BOIN.给出了BOIN网络上的无死锁和无活锁路由算法,推导出BOIN网络中数据传输的延时上界,并通过模拟实验对比了BOIN网络与其它两种典型的网络的性能.实验结果表明,BOIN光互连网络具有良好的延时和吞吐率特性,能够很好地满足高性能计算机系统的要求.     

面向车联网按需驱动的多宿主多链路TCP拥塞控制算法

针对车联网终端设备中网络应用QoS的多样化需求,保证与安全应用相关的高优先级数据报文发送实时性,提出了一种新的基于数据优先级与吞吐量评估的按需驱动的MPTCP拥塞控制算法PTLIA。首先,算法采用数据报文优先级以及吞吐量占比因子,表征各个数据报文的发送权重;其次,利用分批估计理论模型对MPTCP中路径状态进行实时评估;最后,依据算法模型设计,实现对网络拥塞时间窗的按需动态调整。实验与仿真验证了PTLIA算法在满足大部分网络应用需求的前提下,提高了高优先级应用的网络传输实时性。     

确定性网络技术综述

确定性网络的提出是为了满足如音/视频、工业控制、电力保护等业务的大带宽、低时延、高可靠性等需求。新型业务如虚拟/增强现实、云游戏等的兴起,丰富了确定性网络的应用场景,同时也扩展了确定性网络技术的应用范围。针对当前应用场景、技术标准以及产业发展的全局考虑,分析了面向不同场景的强弱确定性需求和特性,以及对应的科学性和工程性确定性网络技术,提出了多样化确定性网络发展路径,并展望了面向6G、算力网络的确定性网络组合技术发展。     

算力网络场景下SLA约束的能耗优化微服务调度策略

针对算力网络场景下的微服务调度问题，考虑了微服务对网络服务质量的需求和节点能耗优化问题，研究了算力网络场景下服务质量约束的能耗优化微服务调度问题。首先建立了由算力网络调度模块、算力网络调度执行模块和算力网络信息表构成的算力网络调度框架。基于该框架，同时考虑了节点资源限制和网络服务质量约束，建立了能耗优化的微服务调度模型，并采用深度确定性策略梯度算法解决微服务调度问题。最后通过仿真验证了该调度算法的有效性。