面向大规模网络测量的数据恢复算法：基于关联学习的张量填充

网络应用,如网络状态跟踪、服务等级协议保障和网络故障定位等,依赖于完整准确的吞吐量测量数据.由于测量代价大,网络监控系统通常难以获得全网吞吐量测量数据.稀疏网络测量技术基于采样的方式降低测量代价,通过张量填充等算法挖掘数据内部的时空相关性,从部分网络测量数据恢复缺失数据.然而,现有研究仅考虑了单个性能指标,忽略了多个指标之间的关联信息,导致恢复精度受限且整体测量代价依然很大.本文提出了一个面向大规模网络测量的数据恢复算法——基于关联学习的张量填充（Association Learning based Tensor Completion,ALTC）.为了捕获网络性能指标之间的复杂关系,设计了一个关联学习模型,使用低测量开销的往返时延推测高测量开销的吞吐量,降低网络测量代价.在此基础上设计了一个张量填充模型,同时学习吞吐量测量数据内部的时空相关性和来自往返时延的外部辅助关联信息,最终以更高的恢复精度获取全网吞吐量数据.实验表明,在相同的吞吐量测量代价下,本文所提算法的恢复误差比目前主流方法的恢复误差降低了13%,达到了更好的恢复效果.     

基于Gilbert丢包机制的TCP吞吐量模型

 丢包机制是推导TCP吞吐量模型的关键,直接影响模型的准确性.本文利用四状态Gilbert丢包机制来描述端到端路径上的丢包行为,对TCP的拥塞控制过程进行建模,在此基础上提出了一种更精确的TCP吞吐量模型.实验表明,改进的模型能较好的与实际值相拟合,可以更精确地预测实际TCP数据流的吞吐量性能.     

自适应的端到端可用带宽测量方法

提出了一种轻负载的、自适应的端到端可用带宽测量方法.在低负载链路下,计算探测包对距离增大的概率,结合输出探测包距离分布,得到可用带宽.在此基础上通过探测包输出包距离对称度区分链路负载情况,自适应地采用合适的可用带宽计算方法.仿真实验表明,相比之前方法,本方法测量时间少、准确性高、测量开销小.     

可编程网络数据平面技术进展

网络数据平面执行数据包处理转发,是网络性能的决定性因素之一。大带宽、低时延、可持续演进的网络基础设施需要构建高效可编程的网络数据平面。首先,介绍数据包处理转发模型,并以此为基础概述网络数据平面在性能与可编程性面临的关键挑战。然后,从数据包查找算法理论与软/硬件协同实现机制出发,详细论述其基本思路及关键核心技术进展以应对上述关键挑战。最后,探讨高效可编程数据平面的未来发展趋势与技术演进路线。     

基于分簇P2P的多跳无线mesh网络资源检索与分发算法

针对多跳无线mesh网络中拓扑结构和不同类型节点的特征,将多跳无线mesh网络建模成分簇P2P结构.为了降低资源发布的开销,在进行资源共享设计时,利用布鲁姆过滤器作为资源表示和消息在网络中传输.以布鲁姆过滤器为基础,提出了一种基于资源密度敏感的多跳无线 mesh 网络资源检索和分发算法,将移动客户端的资源下载请求转发到拥有资源副本最多的P2P分簇,利用该分簇的多个资源副本备份提供资源下载服务,最大化降低节点移动性产生的资源下载中断.仿真结果表明所提出的资源检索和分发算法能有效提升资源的下载性能.     

基于不同业务模型的TCP性能分析

TCP稳定性对网络应用性能有直接的影响。本文根据TCP所承载的不同业务类型，即分别加载FTP业务和具有自相似特性的业务，分别从拥塞窗口的变化特征、TCP连接的同步现象，以及RED参数调节对TCP性能的影响等三个方面分析了TCP性能。实验数据表明，带宽的增加只是影响TCP工作稳定性的一个原因，TCP所承载的业务类型特征的差异对TCP的稳定性有直接的影响。而采用RED和TD这两种不同的缓存管理机制对TCP的工作稳定性的影响基本没有差异。实验还进一步研究了业务特征与TCP同步现象的联系。结果表明，同步现象除了跟TCP连接数与链路的带宽之比有关外，与TCP承载的业务类型也有关系。通过调整RED的两个主要参数和，实验结果表明，它们对TCP性能的影响不显著。     

IP网可测可控可管的研究现状和若干重要发展趋势

介绍了IP网可测量、可管理、可控制方面的国际重大科学研究计划项目,叙述了IP网在可测量、可管理、可控制等方面的研究现状,给出了若干重要发展方向:网络测量、网络管理、IP网和光网络的综合控制.基于以上若干重要发展方向的分析,提出了一个新的IP网可测量、可管理、可控制问题的研究方法,该研究方法将IP网和IP网所在的环境作为一个整体进行研究,并给出了2类边界条件:关于IP网和应用(业务)关系的边界条件,关于IP 网和下层光承载网关系的边界条件.     

联合多维布鲁姆过滤器查询算法

分析了现有多维布鲁姆过滤器查询算法(MDBF)工作原理,提出了一种改进的两步表示和查询的联合多维布鲁姆过滤器(CMDBF)查询算法.CMDBF新增一个用于表示元素整体的联合布鲁姆过滤器CBF,CMDBF中元素表示和查找分两步进行.将MDBF的各属性的表示和查询作为第一步,第二步联合元素所有属性域,利用CBF完成元素整体的表示和查询确认.理论分析和仿真实验结果表明,CMDBF能够支持多维集合元素的简洁表示和查询,相比MDBF查询误判率降低明显.     

客座编辑序言(英文)

正In recent years,two exciting approaches Software-defined Networking(SDN)and Post-IP architecture(or Future Internet Architecture)to future Internet have been studied all over the world both in industry and academia.SDN refactors the relationship between network devices and the software that controls them to separate data plane and control plane and it is regarded as an incremental approach toward the future Internet evolution.On the     

带宽测量实验研究及其算法改进

带宽是网络规划、管理和性能优化的重要指标.主动带宽测量技术可以跨越多个自治系统实现端到端的带宽测量,因此被广泛研究,目前已提出了大量的主动带宽测量算法.比较算法性能是设计精确、高效、健壮带宽测量算法的基础.本文定义算法的性能评价指标;通过大量带宽测量实验,从原理和实验结果分析指出误差累计和背景流量影响是影响现有测量算法性能的最主要原因.在此基础上,提出和实现一个任意链路带宽测量方法,该方法可以消除逐跳测量造成的误差累计和背景流量影响.