用于MPLS流量工程的最小延时和最小干扰路由算法

借鉴最小干扰路由算法(MIRA)的思想,提出一种最小延时和最小干扰路由算法MDMI,以实现用于多协议标签交换(MPLS)流量工程的服务质量(QoS)路由方案。该算法首先选择k条最小时延备选路由,然后通过网络流计算避开关键链路选路。该算法在实现负载均衡、提高网络资源利用效率的同时提供了一种延时控制方式。仿真结果表明,该算法以k倍时间复杂度提升为代价,在满足标签转发路径(LSP)请求和资源利用率方面能达到较好的性能。     

基于惩罚因子的多约束剪枝QoS路由算法

为满足新一代互联网上各业务的服务质量( QoS)要求,设计一种多约束剪枝QoS路由算法PF-MCP,采用剪枝算法思想,综合考虑带宽、时延和抖动多重QoS约束,引入惩罚因子进行综合评价找出多条有效路径并从中选取最优路径。采用固定和随机网络层拓扑进行仿真实验,结果表明,与合成优先权值路由算法相比,PF-MCP算法在QoS满意度、服务节点计算能力及时间复杂度方面性能较优,具有路由运算量小、网络恢复能力强及选取的最优路径可信性高的特点,并且在覆盖网QoS路由方面适用范围广。     

基于模糊QoS满意度的启发式多约束路由算法

QoS路由是实现IP网络服务质量的重要手段.针对一般的QoS路由算法时间复杂度高或者只局限于特定约束的缺点,提出了一种基于模糊QoS满意度的启发式多约束路由算法.首先给出了多约束路由的问题模型和数学描述,然后通过模糊处理各QoS参数的方法构造链路的QoS满意度,在此基础上将QoS满意度与传统最短路径优先相结合,通过启发式搜索快速有效地寻找满足所有约束的路由.仿真结果表明,所提出的路由算法拥有较好的性能.     

基于线性函数的QoS路由预计算算法

多度量的服务质量路由(QoSR)作为下一代互联网的一个重要难题，具有NPC的复杂度．作者设计了启发式算法(LFP)使用线性函数将两个度量转化成单一函数值，进而通过多个不同线性函数实现了与服务质量请求无关的QoSR预计算方式．文章分析了线性函数对算法性能的影响，给出了服务质量约束的可行区域和不可行区域的线性函数判定方法．实验结果表明，算法使用少量均匀分布的线性函数，即可产生具有较高路由性能的QoSR路由表，在可扩展性和路由性能等方面均明显优于现有算法。     

认知网络中基于无性繁殖优化的组播路由算法

为了保证网络用户的服务质量,认知网络与可信网络从提高网络的智能性与可信性方面提供了保证机制.基于人工免疫系统的智能化特征,在认知网络架构的基础上,提出了一种基于无性繁殖优化的可信QoS组播路由算法.该算法将免疫器官的功能集成在网络节点中,使其具备认知能力.同时,采用滑动窗口思想设计信任评价机制,对每个网络节点的行为记录进行信任评价.根据无性繁殖优化机制,基于用户满意度和节点的信任值进行路由选择,得到满足用户服务质量需求的可信路由最优解.最后,在仿真平台上将该组播路由算法与经典组播路由算法进行性能评价,结果表明,该算法能够为网络用户提供更好的服务质量.     

一种基于快速重路由的域内节能路由算法

降低互联网的能耗成为亟待解决的一个科学问题,已有的路由节能方案存在会不同程度地降低网络性能,如网络拥塞、路由振荡、路由可用性和流量分布不均匀等问题,以及需要网络的实时流量信息,从而导致算法复杂度较高的问题。设计一种基于快速重路由的绿色节能方案EEIPFRR,兼顾节能、网络性能和算法复杂度。实验结果表明,与DLF算法比较,EEIPFRR算法不仅可以降低网络能耗,并且具有较小的路径拉伸度、较低的算法复杂度和较小的最大链路利用率。     

一个效率可观的启发式多约束QoS路由算法*

提出的MWA_MCP(maximal weight amputation for multi-constrained problem)算法,充分利用了BFS(bread first search)算法计算复杂度简单的特点,使用BFS搜索QoS路径.MWA_MCP在搜索过程中有选择地去掉QoS性能差的边,即权重较大的边将在搜索中有策略地被去掉.与仿真的几个算法相比,MWA_MCP体现了较高的路由性能.     

移动自组织网络路由选择算法研究进展

移动Ad Hoc无需基础设施,可支持高动态的移动数据通信,具有广泛应用的前景。然而,其高动态特性导致互联网现有路由协议不再适用。近年来学者针对Ad Hoc网络提出了大量的路由选择算法。给出了各种路由技术分类方法,简述了Ad Hoc网络的基本路由协议和路由选择算法,进而从预测模型、能量模型、位置信息、服务质量控制和安全支持等5个角度,深入分析了当前Ad Hoc网络路由选择算法的最新研究进展。预测模型通过基于历史信息的移动预测,降低了路由选择的时间代价;能耗模型则采用适当的数学模型来描述网络能耗情况,在选路过程中实现了分组传送的能耗最小化和能量负担均衡之间的权衡;基于位置的路由选择算法根据节点的地理位置来标识目的地,从而利用该地理位置信息进行路由选择;服务质量感知的路由选择算法在本地计算中考虑带宽、延迟、能量和电池生命周期,从而在选路过程中提供了服务质量支持;安全路由选择算法则利用适合移动Ad Hoc网络的密钥、哈希链、电子签名等技术对协议交互消息进行加密来保障网络安全。最后从通信开销、计算和存储开销、路径数量、关键节点的存在性以及算法类型等方面详细对比总结了近年来提出的30余种典型路由选择算法,指出了各自的特点...     

利用捎带技术提高ZigBee网络性能的方法

对构建低速无线个域网的由算法.ADOVjr是AODV的简化算法,ZigBee协议网络层使用该路由算法架设Ad hoc网络,支持随意的拓扑架构.在深入研究AODVjr的基础上,提出一种将因特网"捎带确认"技术应用于ZigBee协议AODVjr路由算法的方案,并使用该方案架设无线传感器网络.实验证明该方案能降低算法实现的复杂度,减少通信量,节约电池能量,有效提高ZigBee网络的总体性能,具有一定的实用价值.     

移动边缘计算环境下基于改进GPSR的VANET路由算法

针对车辆自组织网络(VANET,vehicular ad-hoc network)中现有路由协议存在的路由选择错误、丢包率较高、服务质量低等问题,提出了移动边缘计算环境下,结合改进贪婪周边无状态路由(GPSR,greedy perimeter stateless routing)和自适应链路质量评估的VANET路由算法;首先,结合边缘计算构建了VANET通信模型,对其车辆位置和速度进行系统的理论分析;将边缘计算架构应用于VANET能够有效缓解计算量大、与车辆有限且不均的资源分布之间的矛盾;然后,提出了基于节点移动速度和节点间距离的改进GPSR协议,通过自适应链路稳定性和链路传递速率评估来选择合适的中继节点,动态更新链路;通过SUMO仿真平台对路由算法的性能进行评估,实验结果表明,相对于其他算法,所提算法受车辆密度、交通流以及车辆相对速度的影响较小,且提高了分组传送率(车辆数为300时传送率达到92%),减少端到端延迟(交通流为5时延迟降低到1.5 s),从而降低了通信开销。     

基于软件定义网络的多约束QoS双路径路由优化方法

针对当前SDN架构存在路由算法复杂度高、QoS流满意度低和单链路故障等问题,提出了一种基于软件定义网络的多约束QoS双路径路由优化算法(SDN＿MCQDP)。利用控制器获得全局网络状态信息,生成基于目的节点的有向无环图。在多约束QoS路由选择阶段,通过拉格朗日松弛对偶算法将多约束问题转化为线性规划问题。使用反向链路删减得到满足多约束QoS的节点不相交的双路径冗余链路,使链路故障后的数据传输得到保障。从路由计算时间、链路利用率、QoS流满意度等方面对算法进行仿真实验。结果表明,与MODLARAC、QT、RMCDP＿RD、H＿MCOP算法比较,SDN＿MCQDP能够有效降低传输时延,减少路由计算时间,提高链路利用率,且在链路发生故障后仍能满足QoS需求。     

一种软件定义车载自组织网络的QoS路由算法

车载自组织网络（VANET）是由移动车辆节点组成的移动自组织网络（MANET）,其不依赖基础设施即可建立通信链路实现通信。由于车辆的高机动性和无线通信资源的限制,VANET难以保障车辆业务的服务质量（QoS）。针对该问题,引入软件定义网络（SDN）,提出一种适用于软件定义车载自组织网络（SDN-VANET）的多约束QoS路由算法。利用SDN控制转发分离的优势保障各业务的QoS,SDN控制器会根据车辆业务的截止日期对业务实现顺序调度,并基于蛙跳算法设计自适应中继节点选择算法（AH-SFLA）,SDN控制器根据QoS指标和全局拓扑信息计算数据在传输链路上的适度值,以此为基准搜索优化路径。在此基础上设置备选链路机制和QoS资源消耗阈值共同实现路由维护,减少网络故障发生的概率。联合Mininet-wifi和SUMO搭建SDN-VANET环境,并将AH-SFLA路由算法与IGA、IICSFLA进行对比验证分析。实验结果表明,与IGA和IICSFL相比,AH-SFLA在平均端到端延迟指标上分别提高了57.74%和46.6%,丢包率平均降低了29.9%和18.6%,标准化路由开销提升了36.93%和27.2%,能有效保证VANET中的QoS。     

基于SDN的高性能QoS保障低轨道卫星星间路由算法

低轨道卫星通信系统具有全球覆盖性、移动性、可扩展性等优势,在提供全球互联网服务、灾难应急处理等方面发挥重要作用,但由于星上有限的存储和计算资源,传统路由算法不适用于低轨道卫星通信网络。结合软件定义网络架构,提出一种支持服务质量（QoS）的高性能低轨道卫星星间路由算法。根据剩余链路持续时间定义星间链路生存时间,确定每条星间链路的稳定度,缓解由于链路切换导致的业务路径重构问题。基于高轨道卫星得到的星间链路的流量状态,定义链路负载矩阵,给出星间链路负载度函数,并利用标签交换路径集合获得每条路径的负载度,避免节点拥塞,实现网络负载均衡。针对不同要求的业务服务类型定义权重因子矩阵,通过调整因子来减小瓶颈节点对路由算法的影响,满足多用户的QoS要求。仿真结果表明,在不同的QoS要求下,该算法在业务时延、系统吞吐量、网络负载均衡等方面均具有明显优势,且算法复杂度低,大幅节省了有限的星上存储与计算资源。     

基于软件定义网络的卫星网络容错路由机制

鉴于卫星网络对安全性和应对故障的能力有很高的要求，引入了软件定义网络（SDN）技术，在网络中放置中央控制器来增强网络对故障的应对能力。首先，基于SDN的思想设计了一种卫星网络模型，计算了三层轨道上卫星运行的参数并构建星座；然后，采用分层路由的方法，设计了一种针对卫星网络的容错路由机制；最后，在Mininet平台上进行了仿真实验，将容错路由算法（FTR）的实验结果与基于链路感知的星间路由算法（LRSR）和多层卫星网络路由算法（MLSR）的实验结果进行了对比。对比结果表明，在网络中无损坏节点和链路的情况下，FTR的路由总延时比LRSR平均降低了6.06%，说明了引入SDN集中控制的有效性；FTR的丢包率比同样以最小延时为目标的MLSR降低了25.79%，说明了在网络模型中为中轨道（MEO）卫星设计临时存储路由机制的有效性。而当网络中节点和链路的失效情况比较严重时，FTR的路由总延时比LRSR降低了3.99%，比MLSR降低了19.19%；其丢包率比LRSR降低了16.94%，比MLSR降低了37.95%，说明了FTR的容错有效性。实验结果验证了基于SDN的卫星网络路由机制具有更好的容错能力。     

SDN环境下基于DBN的DDoS攻击检测

软件定义网络(SDN)作为新型网络架构模式,其安全威胁主要来自DDoS攻击,建立高效的DDoS攻击检测系统是网络安全管理的重要内容.在SDN环境下,针对DDoS的入侵检测算法具有支持协议少、实用性差等缺陷,为此,提出一种基于深度信念网络(DBN)的DDoS攻击检测算法.分析SDN环境下DDoS攻击的机制,通过Mininet模拟SDN的网络拓扑结构,并使用Wireshark完成DDoS流量数据包的收集和检测.实验结果表明,与XGBoost、随机森林、支持向量机算法相比,该算法具有攻击检测准确性高、误报率低、检测速率快和易于扩展等优势,综合性能较好.     

基于强化学习的SDN路由优化算法

针对SDN控制器中网络路由的优化问题,基于强化学习中的PPO模型设计了一种路由优化算法。该算法可以针对不同的优化目标调整奖励函数来动态更新路由策略,并且不依赖于任何特定的网络状态,具有较强的泛化性能。由于采用了强化学习中策略方法,该算法对路由策略的控制相比各类基于Q-learning的算法更为精细。基于Omnet++仿真软件通过实验评估了该算法的性能,相比传统最短路径路由算法,路由优化算法在Sprint结构网络上的平均延迟和端到端最大延迟分别降低了29.3%和17.4%,吞吐率提高了31.77%,实验结果说明了基于PPO的SDN路由控制算法不仅具有良好的收敛性,而且相比静态最短路径路由算法与基于Q-learning的QAR路由算法具有更好的性能和稳定性。     

基于SDN与NDN的卫星网络多约束路由算法

针对NDN卫星网络内容传输时延高、丢包率高且请求命中率低的问题,提出了一种基于SDN与NDN的卫星网络多约束路由算法,并命名为SNMcRA。基于SDN的集中控制与全局视图,通过建立多约束路由模型,将链路多约束信息与蚁群算法相结合以求解满足时延、带宽、丢包率多约束的代价最小路径,由节点在包转发的过程中动态完成转发表FIB和待定请求表PIT的构建。实验结果表明,该算法与DSP算法相比时延降低了35%,带宽利用率提升了29%,丢包率降低了17%,并且在请求命中率方面也具有显著优势。     

基于机器学习的SDN流量工程研究综述

随着软件定义网络（SDN）的兴起以及机器学习方法在分类、预测以及控制任务取得的巨大成功,寻找新的流量工程（TE）技术,自适应、动态地管理或路由网络中的流量,保证服务质量（QoS）以及提升用户体验质量（QoE）成为网络研究热点。首先介绍了SDN基本架构以及SDN流量工程研究内容及目标;其次分析了监督学习与强化学习在SDN流量工程中的应用,分析已有算法的优劣;最后总结了未来研究方向及挑战。     

软件定义网络中基于网络切片和ILP模型的路由方案

针对软件定义网络(SDN)中数据层的路由优化问题,提出一种基于网络切片和 整数线性规划(ILP) 多约束优化的路由方案。首先,根据多租户业务的链路需求,基于Kruskal算法对数据层中的链路资源进行网络切片,尽可能形成相互隔离的租户子网络。然后,在考虑链路约束和租户业务的服务质量(QoS)约束下, 以最小化传输延迟为目标, 构建一个ILP整数线性规划(ILP)路由优化模型,并获得最佳的路由方案。仿真结果表明,所获得的路由方案具有较少的共享链路,有效降低了链路拥塞和传输延迟。     

SDN在战术MANET路由中的应用

近年来件定义网络(software-defined networking, SDN)技术被逐渐应用至战术MANET路由研究中, 以求为日趋丰富的战术机动任务提供相较于传统MANET路由协议更好的QoS质量. 然而由于MANET的强变化性、分布式结构等特点, SDN技术在MANET路由的应用中存在着许多问题亟待解决. 从战术MANET路由现状出发, 首先介绍了传统MANET路由协议以及SDN技术, 并总结了现有结合SDN的MANET路由方法. 而后围绕路由过程讨论了SDN应用至战术MANET需要解决的控制层可靠性、流表下发时间、控制开销、混合网络元素、扩展性一系列问题, 并从SDN结构出发介绍了相应的方法. 最后探讨了未来的研究方向.