基于随机博弈模型的网络攻防量化分析方法

针对日益普遍和多样的网络攻击和破坏行为,如何利用模拟真实网络的虚拟环境,实现对网络各种攻防过程的实验推演,并分析评价网络系统安全性,已逐渐成为热点研究方向.对此文中提出了采用随机博弈模型的网络攻防实验整体架构,提出了由网络连接关系、脆弱性信息等输入数据到网络攻防博弈模型的快速建模方法,基于最终生成的攻防模型可以对目标网络的攻击成功率、平均攻击时间、脆弱节点以及潜在攻击路径等方面进行安全分析与评价. 最后,应用研究所得的网络攻防模型与分析方法对一个典型的企业网络攻防过程进行分析和推演. 结果表明了模型和分析方法的有效性.     

无线传感器网络随机投递传输协议性能分析

无线传感器网络(wireless sensor networks,简称WSNs)通常是资源有限的,且具有较高的链路差错率.在这样的网络环境中,高可靠性的传输协议会消耗过多的能量并产生较大的传输延迟.而另一方面,许多部署在WSNs 环境中的应用可以容忍一定程度的数据包丢失.因此,在这种特殊的网络背景和应用需求环境中,随机投递传输协议应运而生.这种类型的传输协议在有限的网络资源和传输可靠性之间实现了适当的折衷,符合众多传感器网络应用系统的特殊需要.为了对已有的几种随机投递传输协议进行性能分析与评价,采用带吸收态的有限状态马尔可夫链模型对其进行建模.这种建模方法使得协议性能参数的分析计算过程更加直观、简练、易于理解.分析了不同网络参数条件(如源到目的节点之间的跳距,无线链路位差错率等等)对于协议性能的影响.为了提高随机可靠传输协议的效率,部分协议中引入了逐条应答机制或利用无线链路广播特性.分析结果显示,这些措施对协议性能的影响在不同的网络参数条件下也有所不同.最后,为体现分析模型的作用,基于理论分析结果对部分协议进行了改进,并仿真显示改进的效果.     

工作流系统模型的性能等价分析

讨论了基于随机Petri网的工作流系统的顺序、并行、选择、循环4种基本模型,并详细推导了这4种基本模型的性能等价公式.最后通过现实中的一个工作流实例来说明如何建立相应的随机Petri网模型,以及如何利用这些性能等价公式来计算工作流的性能参数.给出了定量分析工作流系统性能的通用方法,通过用这些等价公式不仅可以对复杂的系统进行性能等价化简,而且还可以得到性能参数的乘积解.     

含有否定命题逻辑推理的一致性模糊Petri网模型

模糊Petri网(Fuzzy Petri Net,FPN)是Petri网(Petri Net,PN)的模糊化描述的一种扩充.基于FPN模型的模糊推理规则表示和模糊推理已经得到了广泛的研究.传统的方法不能准确表示含有否定命题的产生式规则,并解决正确推理问题.本文讨论了模糊逻辑中否定的含义,将条件命题中的否定理解为其对推理规则的阻碍作用,结果命题中的否定理解为规则中的前提条件阻碍该命题的发生.在此基础上提出一种新的适合于含有否定命题逻辑规则的一致性FPN模型(Consistent Fuzzy Petri Net,CFPN)表示方法,同时在CFPN模型中引入域值的概念,并给出相应的形式化推理算法及相关证明.     

大时滞网络中的拥塞控制算法

主动队列管理(AQM)通过网络中间节点有目的的分组丢弃实现了较低的排队延时和较高的有效吞吐量,是近年来TCP端到端拥塞控制的一个研究热点.已有的大多数AQM算法在设计过程中都没有充分考虑到大时滞对算法性能的影响.首先通过仿真试验证实了已有的几种典型算法控制的队列在大时滞网络中无一例外地出现了剧烈的振荡,导致瓶颈链路利用率下降和延时抖动加剧.为此,在进行了适当模型拟合处理的基础上,应用控制理论中的内模补偿原理设计了鲁棒的延时补偿主动队列管理(delay compensation-active queue management,简称DC-AQM)算法,克服了大时滞给队列稳定性造成的不利影响.仿真实验结果表明,新算法在大时滞小期望队列长度的网络配置中表现出的综合性能明显优于已有的算法,链路利用率是其他算法的3～4倍.