分级有序P2 P超级节点拓扑构造

拓扑构造是P2P网络研究中的核心问题之一。在当前的超级节点拓扑构造中,采用固定的两层结构和基于谣言的无序构造方式,不仅限制了系统性能,而且产生了过多的负载,使超级节点成为系统的热点。同时,无序构造方式也带来较高的成本和安全问题。据此,提出一种分级有序的超级节点拓扑构造方法(HOST),按照网络规模对超级节点进行自适应分级,并采用有序的节点加入和退出算法。模拟结果和分析表明,HOST能有效控制超级节点的产生,平衡超级节点间负载,同时显著降低拓扑构造和拓扑修复过程中产生的成本。     

基于蚁群优化解决传感器网络中的能量洞问题

基于多跳的无线传感器网络,越靠近sink的传感器节点因需要转发更多的数据,其能量消耗就越快,从而在sink周围形成了一种称为“能量洞”的现象.“能量洞”问题会导致整个网络由于内部节点能量过早耗尽而结束寿命,同时,网络中离sink较远的节点仍有大量能量剩余.研究“能量洞”现象,基于改进的分级环模型,总结出调节各环内节点的数据传输距离是实现网络节能的有效方法.证明搜索各区域最优的传输距离是一个多目标优化问题,即是NP难问题.从而提出一种基于蚁群优化的分布式算法,各区域根据其节点分布情况自适应地探索近似最优的传输距离,延长网络寿命.模拟实验结果表明,该算法在较短的时间内能够收敛到合理的解,并且得到的网络寿命接近于理想情况下的最优时间,与现有的类似算法相比,该算法提供了更长的网络寿命,并能适用于非均匀节点分布情况.     

无线网状网的QoS研究

作为下一代无线通信网络的关键技术,无线网状网能够融合异构网络,满足多类型的业务需求,因此必须提供一定的服务质量(QoS)保证.对目前各种QoS体系结构进行了分析,讨论了无线网状网的QoS体系结构.针对无线网状网网络层以下各层的QoS问题,对近年来国内外在功率控制、无线环境感知、支持QoS的MAC协议、QoS路由以及跨层QoS设计等方向所取得的研究成果进行了全面的概括总结和比较分析.最后对未来的研究发展趋势提出了自己的观点.     

一个基于NOW的并行I/O系统

随着NOW(networksofworkstations)在科学研究中的应用日益广泛,如何为NOW上的科学计算提供高性能的输入、输出成为人们所面临的一个新课题.根据NOW的特点,设计并实现了一个具有NOW特色的采用CollectiveI/O技术的并行I/O系统CION(collectiveI/Oonnowsystem).CION吸取了DDIO(disk-directedI/O)与two-phaseI/O的优点,同时采用了数据筛选等一系列优化技术.初步的测试已经显示了良好的系统性能.     

负载相似节点分布解决传感器网络能量洞问题

基于多跳路由的传感器网络,靠近sink的节点由于要转发更多的数据,其能量消耗较快.能量消耗的不平衡导致了sink周围产生能量洞(energy hole),造成能量浪费,远离sink的节点还有大量的能量,但产生的数据不能传送到sink.研究了传感器网络的能量洞问题.在网络的连续空间状态下分析节点的负载分布特性,并研究空闲侦听(idle listening)对能量消耗的影响.基于分析结果,提出负载相似节点分布(load-similar node distribution)策略,即根据负载分布特性配置节点,负载重的区域配置较多的节点,以平衡各区域节点的能量消耗,解决能量洞问题.仿真结果显示,在不考虑空闲侦听能量消耗的情况下,与已有的一种非均匀节点分布和均匀节点分布相比,负载相似节点分布策略对网络寿命有显著改善;当考虑空闲侦听时,由于空闲侦听的能量消耗在总能量消耗中占较大比重,影响了网络寿命,但与其他两种节点分布策略相比,负载相似节点分布对网络寿命仍然有所改善.该分析模型和提出的负载相似节点分布策略可适用于其他多跳传感器网络.     

多跳无线网络中基于网络编码的多路径路由

提出了一种基于网络编码的多路径路由机制CAMP(network coding-aware multi-path routing).该机制能够根据路径的可靠性和编码机会,动态地在多条路径上进行数据包的传输.CAMP的路由发现机制能够向源节点返回多条可能的路径以及各条路径的每条边上的ETX(expected transmission count).与以往的多路径路由机制不同, CAMP可以通过转换它的传输路径来动态地创造而非仅仅等待编码机会.利用这一独特的路由机制,CAMP可以让多条路径分摊网络流量负载,并且最大化路径转换收益,从而改进网络的吞吐量.实验结果表明,在无线网络的数据传输过程中,CAMP能够取得比其他路由机制高得多的网络吞吐量.     

基于扩展标记语言的Internet市场的服务描述

作为一种应用系统从位于Internet上的远程服务结点获取数据和计算性服务并进行集成处理的机制,Internet市场受到了广泛重视.该文给出了一种基于扩展标记语言(extensible markup language,简称XML)的Internet市场服务描述方式.它较好地权衡了市场构架与顾客及服务提供者的观点.     

基于中间层的可扩展学习索引技术

在大数据与云计算时代,数据访问速度是衡量大规模存储系统性能的一个重要指标.因此,如何设计一种轻量、高效的数据索引结构,从而满足系统高吞吐率、低内存占用的需求,是当前数据库领域的研究热点之一.Kraska等人提出使用机器学习模型代替传统的B树索引,并在真实数据集上取得了不错的效果,但其提出的模型假设工作负载是静态的、只读的,对于索引更新问题没有提出很好的解决办法.提出了基于中间层的可扩展的学习索引模型Dabble,用来解决索引更新引发的模型重训练问题.首先,Dabble模型利用K-Means聚类算法将数据集划分为K个区域,并训练K个神经网络分别学习不同区域的数据分布.在模型训练阶段,创新性地把数据的访问热点信息融入到神经网络中,从而提高模型对热点数据的预测精度.在数据插入时,借鉴了LSM树延迟更新的思想,提高了数据写入速度.在索引更新阶段,提出一种基于中间层的机制将模型解耦,从而缓解由于数据插入带来的模型更新问题.分别在Lognormal数据集以及Weblogs数据集上进行实验验证,结果表明,与当前先进的方法相比,Dabble模型在查询以及索引更新方面都取得了非常好的效果.     

无线传感器网络中移动协助的数据收集策略

利用移动数据收集器(mobile data collector,简称MDC)进行传感器网络中感知数据的收集,可以有效地减少传感器将数据发送到静止基站的传输跳数,节约网络的能量,延长网络寿命.此外,MDC通过循环收集传感器数据或承担数据转发的功能,避免节点间由于多跳传输引起的能量空洞(energy hole)以及节点失效造成的传输链路中断等问题.MDC的移动性也为无线传感器网络的研究带来新的挑战.研究基于移动协助数据收集的无线传感器网络结构,分类总结了近年来提出的一些典型的基于MDC的算法和协议,着重讨论了MDC在网络能量、延迟、路由和传输等方面带来的性能变化.最后,进行了各种算法的比较性总结,针对传感器网络中MDC的研究提出了亟待解决的问题,并展望了其未来的发展方向.     

一种新的常数度数的P2P覆盖网络

许多结构式P2P系统使用DHT技术将数据映射到相应的节点,以便在数据的存放与查找方面有很好的扩展性.但是,在节点数为n的网络中,大多数结构式P2P系统的每一次查询(lookup)都需要O(logn)步,而且每个节点都要维护O(logn)个邻居.该文提出了一种新的常数度数的P2P系统,它模仿立方体互连圈(CubeConnectedCycle)的拓扑结构,命名为Cycloid.在节点数为n=d×2d的Cycloid系统中,每次查询只要Ο(d)步,并且每个节点只需要维护Ο(1)个邻居.模拟实验表明,在网络规模较大和节点出入频繁的动态P2P网络中,Cycloid比其它常数度数的P2P系统(如Viceroy和Koorde)具有更好的性能,尤其是Cycloid具有更高的搜索效率、更均匀的数据分配、更平衡的节点负载.