基于SDN架构的高性能网络拥塞避免策略

拥塞管理是高性能网络领域的重要研究方向,网络拥塞会对网络的全局性能产生较大影响。现有的拥塞管理多采用分布式拥塞避免策略,能够在一定程度上解决网络的拥塞问题,但其处理过程基于局部信息,不能充分利用网络资源,处理效率偏低。近期,人们提出软件定义网络(SDN)架构,该架构采用集中控制器和多层网络技术,能够较好地获取网络的全局信息。在原有工作的基础上提出了一种基于SDN架构的全局拥塞避免策略OSCP,该策略在拥塞信息获取和控制信息的传输上,改进了原有的解决方案,并结合自适应传输进行网络路由。实验结果表明,该策略可以较好地避免和解决网络中存在的拥塞问题,降低网络延迟并提高饱和吞吐率。     

通信网络系统中解决信息拥塞的模糊控制方法

针对网络系统中信息拥塞问题, 提出了一个全新的解决方案——用模糊控制的方法来解决通信网络中信息拥塞问题, 以国内外大量文献的理论为基础, 通过对计算机通信网络信息传输中相关量的分析, 构造出应用于网络信息传输中的模糊控制器, 仿真分析了模糊控制器在多种不同情况下的控制效果, 并与已有的算法进行了比较, 结果表明该模糊控制器具有较好的适应性和较强的鲁棒性.     

一种基于IEEE 802.11e的多跳无线网络拥塞控制协议

多跳无线网络中网络拥塞的出现将严重降低网络的性能。基于802.11e提供的区分业务类型的信道接入优先级机制,提出了一种对尽力而为(best-effort)类型业务动态调整其优先级进行网络拥塞控制的协议。该算法的主要思想是对发生网络拥塞的节点提升其业务流传输的优先级使其获得更多的传输机会以缓解拥塞状况,并对严重的网络拥塞状况采取反向施压的策略降低上游节点业务流的转发速率。仿真结果表明,该算法有效地提高了网络重负载情况下的吞吐量。     

网格环境中多连接传输机制研究

本文研究了在高带宽、高延迟的网络情况复杂的网格环境中,传输大量数据的多连接并行传输机制.提出采用丢包和数据包往返时间共同作为网络拥塞标志的多连接机制,避免因为网络随机原因丢包引发数据传输的退避机制,降低传输效率.仿真实验证明,该方法比仅用丢包作为拥塞标志的传统多连接机制有更高的运行效率.可充分利用带宽,加快传输速度.完全适合网格环境的特点和需求.     

多媒体传感器网络中数据多宿主传输方法仿真

在多媒体传感器网络中使用传统的传输方法存在丢包率高、稳定性低的问题,提出数据多宿主传输方法。根据多媒体传感器网络的连接情况,对传输终端也就是宿主节点进行定位,并形成对应的传输通道。设置符合该传输环境下的传输协议,通过数据压缩编码和融合封装两个步骤,实现待传输数据的预处理。通过划分传感器节点优先级确定数据传输的先后顺序,同时计算拥塞度量实现数据多宿主传输拥塞控制,最后以传输信道的网络容量分配传输路径,实现多媒体传感器网络的数据多宿主传输。通过仿真可以看出,数据多宿主传输方法比传统方法的丢包率低,且在不稳定的网络环境下抗干扰性能更好。     

基于增强现实的多视图机器人控制系统

传统的基于增强现实的单视图视频融合机器人控制系统存在如下问题：场景深度信息不足;标识被遮挡等导致标识识别失败,从而影响视频融合;视频传输过程中由网络拥塞造成的时延丢包,影响反馈视频的实时高质量地显示。为此,提出了多视图视频融合方法,构建多视图控制系统,并提出了改进的网络拥塞控制策略。实验结果表明,控制系统能有效地提高叠加显示仿真机器人的稳定性,很大程度上提高了操作的正确率。     

多跳无线网络中反馈式机会路由研究

提出多跳无线网络中反馈式机会路由(FOR).给出基于EPDTX指标的转发候选集产生策略,有效地做到了减少网络重发包数和传输时间消耗的平衡.根据候选集中节点ACK返回情况,分析网络局部拥塞状况,动态调整转发候选集和转发优先级,并给出基于ACK反馈的启发式候选集产生算法.仿真试验表明,FOR比传统路由算法(AODV)和极端机会路由算法(ExOR)多跳传输性能上有明显提升,并具有较强的抗网络拥塞能力.     

多信道无线Mesh网络的路由协议

针对单径路由协议不能充分利用多信道无线Mesh网络的信道资源的问题,提出了一种基于拥塞控制的并行多径路由协议PMRP。该协议将一个数据流分配到多条路径同时传输,当所有路径都发生中断时,才重新寻找路由;并采取相应的拥塞感知技术,避免拥塞节点再转发新的数据流。仿真结果证明：与无线自组网按需平面距离矢量路由协议（AODV）协议相比,PMRP在网络负载较大时,能有效地减小端到端延迟,提高数据包的成功投递率,增加网络的整体吞吐量。     

具有拥塞感知的Mesh负载均衡路由策略

为解决无线Mesh网络传输的负载拥塞问题,综合考虑网络的负载水平以及节点状态信息,提出了基于拥塞感知的负载均衡算法。在传递报文时,根据网络实时的负载状态信息,选择负载水平较低的路径作为传输路径,使得数据流尽可能地分散到负载水平较低的节点上,从而有效抑制网络拥塞情况的发生,充分利用网络资源。使用OMNet++仿真软件进行测试,结果表明该算法能够有效降低网络的丢包率,并明显提高网络的吞吐率。     

基于网络模型的综合多速率采样预测控制器

针对网络控制系统(NCS)中存在的网络延迟和数据丢包问题以及网络控制系统的多采样率特性,将预测控制器和网络延迟补偿器相结合,提出一种基于网络模型的综合多速率采样预测控制器.预测控制器利用多步预测、滚动优化、反馈校正控制策略补偿了传感器-控制器传输延迟,网络延迟补偿器补偿了控制器-执行器传输时延和一些未知网络延迟.仿真试验表明,该算法对网络延迟和数据丢包具有一定的补偿作用,提高了网络资源利用率并且保证闭环网络控制系统渐近稳定.     

基于压缩感知的拥塞控制机制

针对无线传感网络(WSN)的拥塞问题,提出一种压缩感知与速率控制相结合的拥塞缓解方法。针对局部拥塞,通过开环逐条反压机制调整上游节点的发送速率,从而快速缓解局部拥塞;针对全局拥塞,各节点采用压缩感知的方法采集数据,减小采集信息的冗余,从而缓解全局性拥塞。拥塞缓解后,节点正常采样,以此来保证数据的真实度。仿真结果表明,该方法对WSN的拥塞具有较好的控制效果。     

ACK报文拥塞对网络性能影响的研究

为了提高网络性能和安全、设计更有效地队列拥塞控制算法,通过研究现有的一些主动队列拥塞控制算法发现:大多数的拥塞控制算法的实现是基于队列长度或平均队列长度,这使得算法在提高网络整体性能上具有局限性。本文在现有的网络队列拥塞控制算法的基础上,将ACK信息确认报文传输状态引入到队列拥塞控制算法研究的系统中,通过仿真实验发现:ACK数据报文的传输状态在很大程度上影响着网络的吞吐量、数据包的传输延迟等。     

A family of mechanisms for congestion control in wormhole networks

Multiprocessor interconnection networks may reach congestion with high traffic loads, which prevents reaching the wished performance. Unfortunately, many of the mechanisms proposed in the literature for congestion control either suffer from a lack of robustness, being unable to work properly with different traffic patterns or message lengths, or detect congestion relying on global information that wastes some network bandwidth. This paper presents a family of mechanisms to avoid network congestion in wormhole networks. All of them need only local information, applying message throttling when it is required. The proposed mechanisms use different strategies to detect network congestion and also apply different corrective actions. The mechanisms are evaluated and compared for several network loads and topologies, noticeably improving network performance with high loads but without penalizing network behavior for low and medium traffic rates, where no congestion control is required.     

无线传感器网络中的逐跳跨层拥塞控制

给出一种逐跳跨层拥塞控制机制,依据检测缓冲区占用率和拥塞度所获得的拥塞信息,在传输层开环逐跳速率控制的基础上,自适应地调整节点MAC层信道接入优先级,使整个传感器网络中的节点根据局部的拥塞状态调整信息发送速率。NS2仿真结果表明,该算法可有效地提高网络性能和拥塞控制效率。     

基于模糊压缩感知的无线传感网络拥塞控制算法

针对无线传感网络(WSN)的拥塞问题,提出了一种将模糊控制和压缩感知(CS)技术相结合来缓解无线传感网络拥塞的算法。首先,将压缩感知技术引进到无线传感网络的拥塞控制中,理论分析了压缩感知对缓解传感网络拥塞的效果,通过对采集数据进行压缩感知处理来减少网络冗余信息,从而缓解网络拥塞。其次,针对网络拥塞时压缩感知技术不能动态适应无线传感网络复杂环境的问题,设计了一种模糊-压缩感知的拥塞控制算法,该算法结合网络拥塞状况对压缩感知的观测矩阵维数进行动态调节,从而使压缩感知技术更好地适应传感网络拥塞状况的变化。该机制在不同的拥塞状况下能够提高网络吞吐量10%~50%,降低网络的丢包率10%~50%,减少网络时延将近5 s。通过NS2仿真表明,该机制对无线传感网络的拥塞缓解有较明显的效果。     

一种基于多阶段资源感知的拥塞控制算法

拥塞控制是组成IPQos的重要部分,传统的拥塞控制算法主要是通过对本地的资源拥塞信息来进行拥塞状态的判定和丢弃决策,而这有可能会导致带宽浪费问题。通过对基于网络处理器的路由器的多阶段拥塞控制时机分析,本文提出一个多阶段资源感知算法CC-AMR,并在路由器上进行了具体的实现和性能测试。结果表明,该算法可以在拥塞发生时有效地提高系统的性能。     

无线网络中一种智能控制的组播拥塞控制机制

针对现有组播拥塞控制算法应用到无线网络中存在的性能下降问题,提出一种基于新的智能组播拥塞控制机制ECMCC。ECMCC机制根据网络相对队列时延和数据包丢失检测网络的拥塞状态,采用代表集合机制反馈信息,利用专家控制器的推理判断区分丢包原因和当前的网络状态,进而采取不同的控制策略调节组播源端发送速率。仿真结果表明,ECMCC机制收敛速度快、灵敏性好、速率变化平滑,在有线网络中具有良好的TCP友好性。同时,ECMCC能有效区分网络拥塞和随机差错,提高了网络的吞吐量,适用于无线网络环境,且在无线网络较低误码率时具有一定的TCP友好性。     

不同信息共享程度下交通拥塞控制研究

信息共享程度是影响交通通行效率的重要条件。分析了信息闭塞、局部信息共享和全局信息共享三种信息共享模式下的交通拥塞现象及其传播特征,并对网络节点行为进行动力学分析,采用概率母函数、分支过程和协调博弈的方法建立了交通拥塞传播模型,解析分析了交通拥塞传播的临界值,比较了不同信息共享模式下的交通拥塞控制策略。仿真实验表明,信息闭塞和局部信息共享下的拥塞控制在交通网络流量较小时更为有效,全局信息共享有利于抑制大规模的拥塞传播,但其可控难度较大。     

基于无线网络的分层组播拥塞控制策略研究

分析了分层组播拥塞控制协议的基本原理,针对当前存在的拥塞控制算法的不足,提出了使用单向延迟和pathload算法来判断网络拥塞情况,避免了接收端信息反馈给算法带来的复杂性和可扩展性的问题,并实现了一种适应于无线异构网络环境下分层组播拥塞控制策略WALM。仿真实验表明,WALM不但能比较好的适应无线网络环境,而且还具有比较好的TCP友好性。