摘要:网络抽象促使软件定义网络(software-defined networking,简称SDN)的产生.SDN将数据平面与控制平面解耦合,简化了网络管理.首先从SDN诞生发展的背景入手,梳理了SDN的体系结构,包括数据层、控制层和应用层,并按照SDN的层次结构深入阐述其关键技术,特别分析了一致性、可用性和容错性等特性.然后,论述了SDN在不同应用场景下的最新研究成果.最后,展望未来研究工作.

摘要:提出一种基于集中控制与分布式自组织相结合应用层组播方案:CD-Media.这种多层次的、稳定的组播方案在上层由能力较强且稳定的专用服务器组成星形结构,并由它们集中控制下层Mesh结构和组播树的构造与维护.下层应用层拓扑采用分布式的自组织协议.该方案分超节点、Cluster和组播岛3个层次,它们共同组成一棵组播树.这种“分层”、“分群”的思路提高了可扩展性,最大化提高网络可支持的用户数量,降低了成本,非常适合网络电视这种单源准实时应用.此外,为解决网络电视对稳定性要求高和应用层网络动态变化大之间的矛盾,Cluster内的应用层组播成员间采用全连通的Mesh结构,在此基础上由超节点集中计算组播树.CD-Media还将应用层组播与网络层组播相结合,充分发挥两者的优势.实验评价了CD-Media的性能,并与已有算法进行比较,结果显示该方案具有明显的优点.

摘要:越来越多的网络安全技术通过分析网络分组中的内容来检测报文中是否含有恶意攻击代码.为了能够在线检测攻击,部署在路由器中的分组检测模块对于分组检测的速度也提出了越来越高的要求.虽然在这个领域已有很多研究工作,然而在性能、可扩展性和适用性方面还有很多可研究的空间.提出了一种基于有状态Bloom filter引擎的高速分组检测方法State-Based Bloom filter engine(SABFE).通过并行查找Bloom filter和前缀寄存器堆,以及利用多个并行的Bloom filter引擎进行流并行检测,达到了较高的吞吐性能.同时,利用快速查找表和前缀寄存器堆保存当前子串的匹配状态来检测长的规则.分析和模拟实验表明:该方法在规则长度增加时依然保持了较高的吞吐性能,可以实现线速的分组检测,同时,极大地减少了硬件资源开销,提高了可扩展性.

摘要:应用层组播(application-layer multicast,简称ALM)是网络层组播的重要补充.但与网络层组播不同的是,应用层组播结构的组成节点是具有独立利益和决策的主机用户.自私的主机用户为了提高自身利益,可能不严格遵守应用层组播协议的规定,从而对组播会话的整体性能带来影响.为了设计可信任的、鲁棒的应用层组播协议,对应用层组播的用户自私性进行研究是必要的.综述了这一领域的研究进展,并按照应用层组播协议的工作阶段把这些研究分为3类,即控制结构维护阶段的自私性研究、节点信息收集阶段的自私性研究以及数

摘要:移动通信在人们的日常生活中发挥着越来越重要的作用,受到了越来越多的重视.人们希望能够在移动的时候获得与静态联网者相同的网络服务,这里最主要的就是要解决移动切换和无线网络带宽受限的问题.由于组播技术不仅能够提供很多新型的网络应用,而且能够高效地实现多点传送,并有效节省网络带宽,因此移动和组播的相互融合对两者的应用和发展都会带来较大的促进.提出了在移动环境中部署IP组播的框架体系,即基于快速组播切换的分层移动组播体系结构(fast multicast handoff based hierarchical mobile multicastarchitecture,简称FHMM).FHMM通过分层移动组播管理将节点在域内的移动对外屏蔽,提高了域间组播转发树主干的稳定性.FHMM还提出了快速组播切换机制,从而减少了切换延迟以及由此引发的分组丢失.另外,当节点移动到不支持组播的子网时,FHMM仍然可以为节点提供组播服务.模拟结果显示,FHMM具有分组丢失率低、组播分组传送效率高以及组播维护开销少等优点,是一种高效的移动组播解决方案.

摘要:PIM-SM(protoc01-independent multicast-dense mode)协议是目前Internet首选的域内组播路由协议.影响其广泛应用的一个主要问题是该协议的控制报文负载比较大.为了对协议进行改进和优化,首先需要建立性能模型并进行准确的性能分析.利用随机Petri网(stochastic Petri net,简称SPN)模型对整个PIM-SM复杂的协议行为进行了建模,并在其SPN模型的基础上,结合路由器的实现,对协议中每种消息消耗的路由器处理负载和占用的网络带宽进行了分析和实验,发现Register消息和Join/Prune消息消耗的路由器处理负载比较多,而Join/Prune消息和Bootstrap消息占用的网络带宽比较大.根据性能分析的结论对PIM-SM协议进行了改进.与原来的协议相比,改进后的协议性能明显提高.

摘要:多协议标记交换(multiprotocol label switching,简称MPLS)技术运用显式的标记交换路径(label switching path,简称LSP),使得互联网上流量工程的部署变得简单和高效.因此,LSP选路算法成为MPLS流量工程中的核心和热点问题.深入剖析了LSP选路算法中的最小干扰选路算法(minimum interference routing algorithm,简称MIRA)的关键思想,综述了对MIRA的各种改进方案,并依据其实现方案将现有主要最小干扰选路算法分为4类:关键链路的重新定位类、利用流量特征信息类、增加准入控制类和解决多服务质量受限类.在分析每类算法核心思想的基础上,阐述了各类的典型算法,讨论了每种算法的优点和适用环境,剖析了其中存在的主要问题,并对它们进行了综合对比.最后指出了最小干扰选路算法进一步的研究方向.

摘要:随着互联网的迅速发展,互联网名字空间结构及其解析服务面临着新的挑战.IP地址同时用作设备的位置标识和设备的身份标识、语义过载;当前的名字空间解析系统DNS存在着服务模式单一、更新速度慢、资源描述能力不够强等缺点,不能满足许多新型应用的要求;而NAT、各种代理、防火墙等网络中间件的存在也破坏了互联网的体系结构和名字空间.针对这些问题,研究者提出了许多方案来改进互联网的名字空间结构及其解析服务.分析了当前的互联网名字空间结构及其解析服务存在的问题,并对目前的各种互联网名字空间改进方案进行了分类、综述与比较,并展望了进一步的研究方向.

摘要:随着Internet不断的发展扩大,如何测量路由协议实现在实际网络环境中的运行特性成为一个重要难题.针对这个问题,设计实现了Internet路由仿真系统IRES(Internet routing emulation system),为这种特性的测试和评价提供了试验床.首先提出了一种将Internet拓扑生成和路由协议实现相结合的思想,并基于此给出了IRES的总体结构.接着研究了将GT-ITM网络拓扑模型转换到面向BGP-OSPF的Internet拓扑结构的方法.最后给出了IRES的应用实例,通过与CISCO2600路由器的路由交互,分析得到了被测系统OSPF协议实现的复杂度为O((lgN)4),并给出了其所支持的网络规模上限.实验证明,IRES系统作为试验床,具有其他测试系统不可取代的重要作用.

摘要:作为下一代互联网的核心问题之一,多约束的服务质量路由(QoSR)用来寻找一条同时满足多个约束条件的可行路径.然而,该问题具有NP完全的复杂度.将模拟退火引入多约束QoSR计算中,首先使用非线性能量函数将多个QoS度量转化成单一能量,然后基于模拟退火的方式求解最小能量路径.首先概述了模拟退火的方法,分析了在QoSR中应用模拟退火所面临的关键问题以及解决方案,然后给出了SA_MCP算法及其复杂性分析.实验结果表明,该算法具有很高的性能,同时对网络规模和约束个数都具有很好的扩展性,对QoS约束的分布状况也不敏感.此外,只要大部分QoS约束存在可行路径,算法的实际运行时间约为O(k(m+nlogn)),即传统Dijkstra算法的k倍(k为约束个数).