分类： 计算机科学 >> 计算机应用技术 提交时间： 2022-11-02 合作期刊: 《桂林电子科技大学学报》
摘要： Ceph分布式系统中的数据分布算法仅将容量作为选择存储节点的标准,并未考虑存储节点的网络状态和节点负 载。在副本模式下,当三副本中有存储节点并需要修复时,过高的节点负载或者网络负载会导致较大的节点修复时延。针 对这个问题,给出了一种基于Ceph的节点容错选择(FTNSC)算法。首先利用软件定义网络技术获得实时的网络状态和节 点负载信息,作为节点选择方法的数据支撑;然后建立综合考虑节点负载信息的多属性决策数学模型来确定主存储节点位 置;最后通过人工蜂群算法根据与主存储节点之间的网络状态和节点性能得到最优次存储节点。实验结果表明,与现有的 CRUSH算法相比,该算法在提高数据存储节点性能的同时,将失效数据的修复时延减少2%~29.7%。
分类： 计算机科学 >> 计算机科学的集成理论 提交时间： 2022-05-18 合作期刊: 《计算机应用研究》
摘要： 软件定义网络(software defined network，SDN)应用范围的扩大带来了应用需求多样化的挑战。利用数字孪生(digital twin，DT)增强SDN的实时分析、推演和控制能力，能更好地满足各种应用场景需求。然而，当前SDN的数字孪生构建面临着时延需求高、计算开销大、资源协调难的问题。因此，以应用需求为导向，在网络可用计算资源约束下，提出了一种新型的可变粒度数字孪生(variable granularity digital twin，VGDT)思想及其构建技术。VGDT结合网络可用计算资源分布特征，建立了保证数字孪生时延和完整度的多节点资源协同优化模型。在此基础上，利用混合编码遗传算法对该模型进行求解，获得最佳映射数据粒度和数字孪生部署方案，指导数字孪生的构建过程。仿真结果表明，与现有模式相比，在网络计算资源约束下，VGDT具有更高的数字孪生模型完整度和模型有效性。
分类： 计算机科学 >> 计算机科学的集成理论 提交时间： 2022-05-10 合作期刊: 《计算机应用研究》
摘要： 针对SDN网络中由于不同应用的转发路径交叠等导致的数据平面配置问题，提出一种基于布尔函数的网络可达性验证方法。首先，将网络拓扑抽象为端口拓扑并计算端口邻接矩阵；之后，生成网络的路径空间和各端口的转发函数并计算每条路径的路径函数；最后通过判断路径函数的可满足性来确定路径的可达性。通过仿真实验，对网络拓扑和流规则规模等因素对算法验证效率的影响进行研究，并将所提方法与APV和DASDA进行性能比较。实验结果表明，所提方法能够有效检测SDN网络中的流规则配置问题。随着网络中环路的增加和流规则规模的增长，验证网络所需的时间开销逐渐增加。其中，网络拓扑对路径生成时间影响较大，而转发函数的生成时间则主要受流规则规模的影响。所提方法的验证时间相较于APV和DASDA分别平均缩短约53.76%和27.74%。
分类： 计算机科学 >> 计算机科学的集成理论 提交时间： 2022-05-10 合作期刊: 《计算机应用研究》
摘要： 为解决软件定义网络中多控制器负载失衡问题，提出了一种基于非合作博弈降载的主控制器重选模型。首先，利用动态阈值来判别过载控制器。其次，采用基于优先权的迁移交换机决策机制。最后，构建以控制器集群的负载均衡度、平均总时延和交换机迁移成本作为效用函数的优化模型，采用改进的遗传算法求解，加入相似算子提高寻求全局最优解的速度及准确度。实验结果表明，该机制有效地均衡了控制平面的负载并优化了网络性能。
分类： 计算机科学 >> 计算机科学的集成理论 提交时间： 2022-04-07 合作期刊: 《计算机应用研究》
摘要： 针对SDN数据平面的软硬件故障、错误配置等导致的控制平面和数据平面流规则不一致的问题，提出了基于P4的控制-数据平面流规则一致性校验机制(P4CV，P4-based Consistency Verification mechanism for SDN control-data plane)。P4CV首先向数据平面发送特定结构的探针，然后各P4交换机将数据平面实际流规则执行信息嵌入到探针，最后P4CV采用基于符号执行的一致性校验算法，完成对控制平面流规则配置和数据平面遥测信息的一致性校验。仿真结果表明，P4CV的单路径校验时长不受网络拓扑结构影响，仅与路径上交换节点数量线性相关。在同等网络规模和流规则配置的多路径转发场景中，P4CV在仅产生约0.06‰带宽开销的同时，比现有方案平均减少了约42%的校验时长。
分类： 计算机科学 >> 计算机科学的集成理论 提交时间： 2022-04-07 合作期刊: 《计算机应用研究》
摘要： 由于对丰富多媒体服务的需求日益增长，车联网需要提供海量的设备连接以满足高频谱效率和低延迟的需求。软件定义网络(Software Defined Network，SDN)、缓存和非正交多址接入(Non-Orthogonal Multiple Access，NOMA)被认为是有效解决这些关键挑战的潜在技术。因此，针对软件定义车联网提出了一种缓存辅助的NOMA功率分配方案。首先，针对车联网中车辆总是处于高速运动状态的特点，提出了一种新的簇头选择算法，到达的道路交通将借助SDN进行预测，实现自适应车辆分簇。其次，引入了缓存辅助的NOMA方案，每个车辆在文件缓存阶段使用NOMA原理缓存和请求文件。再次，针对双Nakagami-m衰落条件下的两个簇头车辆通信场景，提出了一种最优功率分配策略，将优化问题公式化为找到每辆车的最佳功率曲线，从而最大化的在每辆车上成功解码目标文件的概率。最后，数值仿真和理论分析表明，所提出的缓存辅助NOMA功率分配方案，性能明显优于传统的NOMA和缓存辅助的OMA(Orthogonal Multiple Access)。
分类： 计算机科学 >> 计算机科学的集成理论 提交时间： 2019-05-10 合作期刊: 《计算机应用研究》
摘要： 移动边缘计算（MEC）技术将IT服务环境与云计算技术在网络边缘相结合，提高边缘网络的计算和存储能力，减少网络操作和服务交付时延。应用MEC的车载网络，可以满足车辆对服务延时和通信可靠性的严格要求，提升车辆用户的服务质量（QoS）。对移动边缘计算在车载网中的应用进行分析研究，首先概述MEC的基本概念及架构、典型应用场景；然后介绍MEC在车载网中的应用、基于软件定义网络（SDN）的车载网MEC研究现状以及车载网MEC应用实例；最后给出了车载网中部署MEC所要面临的问题和挑战，并对该领域未来进一步的研究方向进行了展望。
分类： 计算机科学 >> 计算机科学的集成理论 提交时间： 2019-01-28 合作期刊: 《计算机应用研究》
摘要： 为了优化大规模集群运行MapReduce作业时的通信效率和减少Shuffle数据传输量。首先采用存储局部性换取通信局部性的策略，建立一个分布式协同数据映射模型；其次通过随机抽样和机器学习方法来提取作业数据的局部性特征，实现map计算数据的有效部署；最后，利用软件定义网络的全局灵活控制能力，优选通信链路好的节点并将计算任务映射到该类节点中。实验表明对于中间数据混洗密集类作业有较好的优化效果，通信延迟降低了4.3%~5.8%。该方案能减少Shuffle流量和数据迁移延迟，并且适合各种调度策略和网络拓扑结构。
分类： 计算机科学 >> 计算机科学的集成理论 提交时间： 2019-01-03 合作期刊: 《计算机应用研究》
摘要： 针对软件定义网络中DDoS攻击的检测准确率与延迟较长的问题，提出了一种基于核函数的软件定义网络DDoS实时安全系统。首先，每个周期提取软件定义网络的报文头信息，并组织成矩阵形式；其次，采用马氏距离分析相邻特征向量的显著变化，设计了两个核函数综合评估攻击行为的流量；最终，采用谱聚类技术与协方差统计信息自动地定位攻击者。基于真实软件定义网络进行了实验，结果显示该安全系统实现了较高的检测准确率，并且实现了理想的处理时间。
分类： 计算机科学 >> 计算机科学的集成理论 提交时间： 2018-10-11 合作期刊: 《计算机应用研究》
摘要： 针对软件定义网络（SDN）泛洪攻击导致的上层性能瓶颈和过载问题，提出一种分布式自组织映射（DSOM）结合K-均值聚类的网络流量攻击检测方法。首先，位于应用层的DSOM控制器将现有数据集发送给集成了DSOM扩展包的交换机，在每个交换机上分别训练DSOM映射；然后，在预定时间内合并DSOM映射；最后，DSOM控制器将合并后的DSOM映射发送到所有OpenFlow交换机，利用K-均值聚类完成最终的分类。实验结果表明，DSOM方案能够有效检测异常流量、解决瓶颈问题，相比传统方法具有一定的优势。此外，提出的方法提高了系统对攻击流量的反应速度，同时给网络系统带来较小的开销。
分类： 计算机科学 >> 计算机科学的集成理论 提交时间： 2018-10-11 合作期刊: 《计算机应用研究》
摘要： 针对传统方法调度大象流时容易造成数据中心网络拥塞和负载不均衡等问题，提出一种基于蚁群算法的SDN（software defined network）数据中心网络流量调度算法ACO-SDN。对大象流调度问题建立整型线性规划ILP（integral linear programing）模型，优化目标为最小化最大链路利用率。通过重定义蚁群算法的参数和操作求解ILP模型，得到大象流重路由的最优路径。实验结果表明，与ECMP(equal-cost multi-path routing）和GFF（global first fit）流量调度算法相比，ACO-SDN算法降低了网络最大链路利用率，有效地提高了网络对分带宽。
分类： 计算机科学 >> 计算机科学的集成理论 提交时间： 2018-09-12 合作期刊: 《计算机应用研究》
摘要： 伴随着数据业务量的急剧增长，传统的静态网络服务模型日渐不能满足应用的需求，其构架中网络服务与专用硬件设备之间一一对应的紧耦合关系造成了网络资源不能共享、新业务难以融合等弊端。当网络规模扩大时，传统的管理与部署方式需要投入更多的成本来部署新业务。随着网络虚拟化的兴起与软件定义网络研究的推进，网络服务功能链这一概念应运而生。网络服务功能链由一个或多个虚拟网络功能组成，旨在降低网络建设与运维成本、提高网络资源利用率、提升网络与业务部署速度。针对当前服务功能链体系的研究及建模与应用进行阐述。并对业内主流的服务功能链优化模型进行抽象建模。同时针对时延优化问题进行仿真。以启发式贪婪算法为代表，通过不同的启发值，从算法时间复杂度与优化效果的角度将服务功能链中启发式算法与穷举法进行对比。在网格状网络的环境下，启发式算法能取得更快的响应速度，并且能取得和穷举法相当的优化效果。因此，出在大规模工业互联网中部署服务功能链过程中启发式算法能有更快的响应速度且能达到或者接近最优解的结论。最后，就当前建模与部署存在的问题以及服务功能链未来的研究方向进行论述。
分类： 计算机科学 >> 计算机科学的集成理论 提交时间： 2018-06-19 合作期刊: 《计算机应用研究》
摘要： 为保障空基通信任务的高效实施，针对软件定义空基骨干网中路由信息交互时存在的时延、开销以及可靠性方面的不足，提出一种改进的兼具软件定义与网络编码优势的CAOR-SD方案。该方案在沿用编码感知机会路由基本思想的前提下，将节点距离与编码收益综合考虑构造转发消耗函数进行候选转发节点优先级的分配，从而提高网络传输效率；同时对控制报文的反馈机制和节点的流表结构进行设计，控制开销有效降低。仿真结果表明，该路由方案可较好地适应空基通信场景，能够降低传输时延和路由开销，提高网络吞吐量和数据成功传输率。
分类： 计算机科学 >> 计算机科学的集成理论 提交时间： 2018-06-19 合作期刊: 《计算机应用研究》
摘要： 针对软件定义网络环境下，现有服务链部署方法未能充分考虑全网资源利用率的问题，提出了一种基于高效启发式算法的服务链优化部署机制。首先，给出了服务链部署的总体结构，并引入了整数型线性规划模型对其进行数学建模；其次，提出了一种高效启发式的模型求解算法，该算法以先排序后贪心的方式，能够在满足资源和时延约束下有效利用网络资源和均衡负载。仿真结果表明，与其他部署算法相比，该算法降低了负载均衡度和时间复杂度的同时提高了请求接受率。
分类： 计算机科学 >> 计算机科学的集成理论 提交时间： 2018-06-19 合作期刊: 《计算机应用研究》
摘要： 软件定义网络（software defined network，SDN）通过控制器实现网络的灵活管控，因此控制器放置对网络整体性能至关重要。提出了改进离散粒子群优化（improved binary particle swarm optimization，IBPSO）算法用来解决控制器放置问题。该算法基于粒子群的全局最优和单个粒子的个体最优来决定粒子当前取值概率，消除粒子当前值对下一步迭代的影响，从而加快收敛速度，找到更优的最终结果。仿真结果表明，与离散粒子群优化（binary particle swarm optimization，BPSO）算法相比，由该算法得出的控制器放置方案在实现控制器负载均衡的同时，还可以显著降低控制器的数量。
分类： 计算机科学 >> 计算机科学的集成理论 提交时间： 2018-05-20 合作期刊: 《计算机应用研究》
摘要： 针对数据中心网络(data center network，DCN)动态调度导致的负载不均衡问题，提出了基于流调度选择的动态负载均衡(dynamic load balancing based on flow scheduling selection，DLBFSS)算法。该算法首先计算拥塞链路上各条大流的等价最短路径，并删除不满足流带宽需求的路径；然后计算剩余路径的可用吞吐量，选择可用吞吐量最大的路径作为最优调度路径；最后根据大流的带宽和最优路径的负载定义调度的拥塞概率，将拥塞概率作为大流调度选择的依据。实验结果表明，与传统ECMP（equal-cost multi-path）路由和现有大流调度算法相比，DLBFSS能够减小网络时延，提高流的带宽利用率，保证了更好的负载均衡。
分类： 计算机科学 >> 计算机科学的集成理论 提交时间： 2018-05-18 合作期刊: 《计算机应用研究》
摘要： 软件定义网络（SDN）是一种将控制平面和转发平面分离的新型网络体系结构。由于其灵活性和可控性得到了业界的青睐。然而，目前SDN采用最优路径转发报文，很难应对网络中频繁出现的节点或者链路故障。因此，为了提高SDN网络的可用性，提出了一种基于软件定义网络的域内路由保护方案（intra-domain routing protection scheme based on software defined network，RPBSDN）。该方案可以为网络中的每个源-目的对计算出多个备份下一跳，利用节点加入到最短路径树的偏序关系来保证转发路径没有路由环路。实验结果表明，该方案不仅具有较小的计算复杂度，而且大大提高了网络的可用性。
分类： 计算机科学 >> 计算机科学的集成理论 提交时间： 2018-05-18 合作期刊: 《计算机应用研究》
摘要： 安全服务链中的虚拟网络功能（virtual network function，VNF）将传统网络安全功能与硬件设备解耦，使得服务功能的部署更具动态性和可扩展性。然而，VNF向节点的合理分配以及节点上VNF的高效调度问题仍亟待解决。为此，基于软件定义网络（software defined network，SDN）和网络功能虚拟化（network function virtualization，NFV）环境，提出基于优化算法的解决方案。首先，对资源分配与调度问题进行举例并形式化定义问题的优化目标；其次，提出基于贪心算法的资源分配方案和基于混合蜂群算法的资源调度方案，统一协调解决VNF的资源分配与调度问题。最后，设计仿真实验，验证所提算法的时间复杂性和在总资源成本和总服务收益方面的提升；同时，对比混合蜂群算法和传统蜂群算法，结果显示前者具有更快的收敛速度。
分类： 计算机科学 >> 计算机科学的集成理论 提交时间： 2018-05-18 合作期刊: 《计算机应用研究》
摘要： 天地一体化网络因结构复杂存在网络异构动态、间歇连通、节点高度暴露等特性，为了保证安全，需要研究专有的接入认证架构与方法。首先利用软件定义网络控制面与数据面分离的思想将它与天地一体化信息网络相结合提出一种新的接入认证架构，对认证架构与过程进行详细描述，可以实现对网络的安全防护与资源的优化控制。然后根据架构特点，提出7个影响接入点决策的属性，给出各个属性的计算公式，将层次分析法与逼近理想解的排序方法相结合提出一种接入点决策算法，实验仿真结果表明接入点决策准确，可以实现资源的合理利用。
分类： 计算机科学 >> 计算机科学的集成理论 提交时间： 2018-05-18 合作期刊: 《计算机应用研究》
摘要： 软件定义网络（software defined networking，SDN）将控制层和数据转发层分离，由控制层对数据转发层进行统一管理。目前控制层及数据转发层设备间完整性认证机制尚不完善，若平台完整性损坏的设备接入网络，会给整个SDN网络带来严重的安全问题。为确保双方设备在完整可信的前提下建立连接，进而在源头上保障设备安全、网络可信，提出了一种新的SDN可信连接方案。该方案以可信网络远程设备认证技术为基础，利用可信平台模块作为可信支撑，在SDN数据转发设备与控制器的连接过程中添加完整性认证环节。测试分析表明，该方案有效可行，符合实际应用。
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