一、一个改进的路由器包转发模型(论文文献综述)
师玉龙[1](2020)在《面向SDN的物联网服务中间件关键技术研究》文中研究指明物联网服务是指在物联网场景中为用户提供无处不在的、实时的、安全的和智能化的服务。近几年来,随着智能设备的普及和传感技术的进步,物联网设备和服务爆炸性增长。面对海量数据、异构网络和多样化的服务需求,如何设计和实现物联网服务变成了一个亟待解决的问题。发布/订阅中间件常被用来构建物联网服务的通信基础设施,旨在建立一个物联网平台对下层网络统一消息格式、互联异构网络,对上层应用提供统一的抽象,并为物联网服务高效地交付事件。新兴的软件定义网络因其逻辑上中心化的控制器和控制与转发分离等特性为网络带来了良好的可编程性和灵活性。SDN可用于解决物联网服务中从发布者到订阅者间交付事件的服务质量保证难题。发布/订阅中间件与SDN结合,形成了面向SDN的发布/订阅中间件,更进一步地推动了物联网时代的到来。本文的研究工作和创新点如下:(1)针对如何利用SDN和发布/订阅中间件提供物联网服务的问题,提出了似SDN的发布/订阅中间件架构和实现框架,并详细阐述了如何使用该架构去实现似SDN的面向主题的发布/订阅中间件原型作为物联网的通信基础设施。本文还描述了如何利用SDN网络的可编程性通过SDN控制器编码事件主题优先级和授权策略到SDN交换机流表项的匹配字段去实现区分化的物联网服务和用户访问控制,提高了物联网事件交付的效率和安全性。(2)针对物联网服务中QoS的保证难题,设计了支持跨层QoS的控制框架去提高物联网服务中似SDN的发布/订阅中间件交付事件的QoS。跨层意味着在不同的管理层面控制QoS。一层在控制层,利用SDN集中化控制的特性从局部角度提高SDN控制器自治域内的QoS,另一层在全局管理层,从管理员的角度提高全局网络的QoS。并用区分化服务和访问控制两个应用场景验证了跨层QoS控制框架设计的合理性。(3)针对物联网服务中海量时延敏感数据实时交付的问题,设计了一个改进最短路的面向主题的Steiner树多播路由算法,去为多个主题构建发布/订阅覆盖网络,最大程度地减少了事件传输的总链路时延并减少了 SDN交换机中的流表项数,提高了事件交付的效率,形成了快速多播路由。还设计了一个面向主题的基于桶的多播转发算法去提高事件转发的效率,并考虑了主题间的订阅覆盖关系去减少交换机的流表项数,提高了交换机的匹配能力。这两个算法和似SDN的设计一起构成了物联网中似SDN的面向主题基于桶的快速多播路由。(4)针对物联网服务中用户需求多样化定制化的特点,提出了如何使用似SDN的发布/订阅中间件架构和在SDN交换机的出端口上配置优先级队列来提供区分化的物联网服务。本文从两个角度设计了基于用户需求的两层队列管理机制去保证区分化服务的可靠性:一个是SDN控制器中关于单个交换机的本地队列带宽调整算法。另一个是管理员中关于从发布者到订阅者路径上所有交换机的全局QoS控制策略。这样,利用SDN集中化的控制去获得全网拓扑,从系统角度动态配置交换机的时延约束,更合理地分配队列带宽,保证了物联网区分化服务的可靠性。
刘钰喆[2](2020)在《基于CloudVPN组网环境的应用选路组件的设计与实现》文中研究指明近几年来,随着社会的发展和信息化的深入,企业信息化建设也逐渐受到重视,企业内部之间的通信是企业信息化的重要组成部分。目前,企业内部专线网络的建设主要是通过购买运营商提供的专线来实现的,这种建设方式会造成功能固化、成本高昂、业务周期长等问题。因此,出现了一种新的组网方式——CloudVPN(Cloud Virtual Private Network,云化虚拟专用网络),其通过建立虚拟专用网络线路,并将管控功能上移到云端来解决传统园区网络建设中出现的问题。本文针对CloudVPN园区网络建设方式,为其提供在各虚拟专用网络线路之间,根据用户自定义需求来进行应用选路的功能。该功能可以解决传统网络中路由策略配置困难、路由方式单一、路由切换周期长等问题,利用SDN(Software Defined Network,软件定义网络)网络架构,实现了网络功能可编程并对用户开放,有效为企业园区网络的建设提供了支持。本文首先介绍了课题背景和应用选路功能实现过程中涉及的技术;针对应用选路组件需要提供的服务进行了功能性需求分析和非功能性需求分析;接下来根据软件工程的思想结合UML类图对应用选路组件进行了概要设计;根据概要设计,给出了应用选路组件的详细设计与实现,提出了主动策略路由机制的设计原理和实现,并对转发网络承载方案进行了设计与实现,然后结合具体流程图对各主要功能模块的核心实现过程和方式进行了描述;根据软件工程的测试方法对各功能模块及组件整体功能进行了测试,基本满足需求。最后,本文对论文的工作进行了总结,并对未来要解决的问题和下一步工作进行展望。
郑喆文[3](2020)在《面向规模可扩展的无线Mesh网络路由协议研究》文中研究指明无线Mesh网络具有前期成本低、覆盖范围广、网络易于维护、健壮性强、服务可靠等优势,是应对特定需求而提出的新兴关键技术。无线Mesh网络是动态自组织和自配置的,其节点随着网络规模、相对位置等因素的变化自动地建立和维持节点之间的连接,能够适用于多种应用领域。本文围绕规模可扩展的无线Mesh网络的路由算法优化问题展开研究,分析路由度量所考虑的节点或链路特性,研究路由机制和路由度量对网络性能的影响。本文的工作一方面可以为特定场景中路由度量的选择提供帮助,另一方面为混合路由协议的先验式路由机制提供了新的研究思路。本文的主要工作如下:首先介绍了适用于无线Mesh网络的先验式、反应式以及混合式的若干经典路由协议的机制、特点以及优缺点,以及路由度量的发展历程及数学形式,比较了OLSR、AODV、HWMP等三种不同类型的具有代表性的路由协议在不同节点数量的仿真网络中的平均吞吐量和端到端时延,其中HWMP性能较好且较为平稳,为后续研究和改良奠定了基础。其次研究了三种无线Mesh网络路由协议的优化方案,其中接收信号强度感知路由度量侧重于研究节点路由器中接收信号强度的利用和路由度量计算的简化,基于干扰分离路径的健壮和可扩展路由算法的研究重点在于选择干扰分离的备用路径为路由过程带来的健壮性以及使用全局知识的方法具备的可扩展性,基于部分链路状态信息的最优与次优路由算法聚焦于移动性模型下基于地理路由的理论最优的路由方案以及牺牲部分精确度换取计算效率的次优路由方案。分析和总结了对这些方案的机制和仿真结果,明确了后续研究将围绕着全局知识的优先利用以及路由度量中对于干扰感知的优化。然后基于一种将图通过某种子节点排序策略转换成生成树,再嵌入到双曲平面进行贪婪路由,从而得到近似最优的节点间路径的贪婪路由双曲嵌入算法,结合介数中心性,提出了以介数中心性最大化为目标的生成树,将实际网络的中心性特性之一作为节点的权重参与计算,再通过双曲嵌入和贪婪路由得到最优路径。介数中心性生成树与子节点最优循环排列策略组合的嵌入成功率提升到了99.4%,路径伸长率优化到了13.7%。随着节点数量的增加或者节点密度的增大,嵌入成功率呈现上升趋势,路径伸长率呈现下降趋势。最后基于混合无线Mesh网络的区域状态感知混合路由协议(RCA-HRP)使用不同方式处理面向网关和面向客户端的流量的双重处理机制,结合期望传输时间度量和干扰感知度量的思想,提出了基于负载和干扰感知的混合无线Mesh网络路由协议,不仅考虑了节点的负载和客户端的剩余能量,还考虑了可用带宽以及逻辑和物理干扰对链路状态的影响,在客户端移动速度不同的网络中以及节点数量不同的网络中的各项性能指标中都优于RCA-HRP,与RCA-HRP相比在最佳网络条件下平均丢包率降低了22.67%,平均吞吐量提升了4.05%,平均时延降低了6.91%。
江淼[4](2019)在《低时延无线接入网的路由及资源分配研究》文中指出随着软件定义网络、网络功能虚拟化和移动边缘计算等现代网络技术的发展,无线网络的网络架构和业务支持能力正在产生革新性的变化。在现有4G无线系统中,用于连接无线接入网和核心网的回程正在面临不断增加的无线大数据流量,回程正在成为整个蜂窝系统的一个瓶颈。5G无线系统的设计目标需要包含超高可靠性和超低时延的设计指标,这也推进了高级回程的理论与技术的发展。作为一种可以提供路径分集和快速网络重构的架构,Mesh网络将可能显着提高回程的效率以满足上述需求,它也可能成为未来无线网络的一项关键技术。在进行详细地文献综述之后,本论文的第一个研究内容探讨了超低时延边缘网架构。我们将Mesh网络概念和SDN概念集成到一个边缘网架构,以高效支持具有严格时延要求的实时通信应用。所研究的边缘网包含多个地理位置临近的规模适中的Mesh组件,组件的设计将利于低时延实现,也增强了边缘网的可扩展性。Mesh组件内部采用虚拟交换机制,以实现几乎恒定的回程时延。我们的设计采用最短路径路由和非拒绝方式的网络流量控制机制。其次,我们考虑第二个研究内容,即一种联合的通信和计算设计。我们考虑一种后5G边缘网架构,它针对自动驾驶等应用,即属于计算密集型和延迟敏感型的应用场景。当用户及时体验以及电池寿命期望需求很高时,移动设备的计算量和功耗将显着增加。例如现有无人驾驶车辆的功耗是非常大的。因此,如果我们在Mesh网络附近部署边缘云(Cloudlet)服务器,移动用户就可以将处理大量数据的复杂算法和能量消耗的执行卸载到边缘云服务器上,这样就可以解决低时延低能耗的问题。计算机仿真实验表明,通过使用凸优化中连续凸逼近算法(Successive Convex Approximation,SCA),联合通信和计算的设计,可以在时延约束的条件下提高系统的能量效率。
葛佳月[5](2019)在《多射频多信道无线Mesh网络信道分配和路由算法研究》文中研究说明近几年,由于网络技术的进步和新技术的不断涌现,无线Mesh网络的性能提升重新成为了通信领域的研究热点。本文针对无线Mesh网络吞吐量提升问题,在多射频多信道无线Mesh网络中进行信道分配和路由算法研究,主要工作如下:首先,对无线Mesh网络的基本理论进行介绍,对WMN的网络结构和特点进行研究。同时,因为WMN在与WiFi和蓝牙技术的融合上有很好的应用,研究了WiFi Mesh协议和蓝牙Mesh协议,对其协议栈、基础架构、常用协议的工作原理等进行了具体介绍。根据MRMC WMN的特点及存在的问题,研究提升网络吞吐量的思路。介绍了三种新型信道分配算法,同时,从路由度量的角度进行路由技术研究,分析了五种经典的路由度量以及两种新型路由度量,并总结出信道分配和路由面临的问题。在这些算法的启发下,提出了本文的适用于MRMC WMN的信道分配和路由算法。其次,从信道分配角度出发,提出了基于最小加权链路干扰的MRMC WMN信道分配算法MWLICA。提出一个整数线性规划(ILP)模型,将MRMC WMN信道分配问题转化成了ILP模型,同时,定义了节点优先级和链路负载权重的概念,对链路分级处理,使网络中的链路整体干扰度OCID最小。采用贪婪启发式算法来求解,以近似得到最优信道分配方案,提高网络吞吐量。随后,从路由角度出发,针对MRMC WMN中的负载均衡问题,提出了一种改善拥塞的负载均衡算法CR-HWMP。利用高速缓存占用率作为节点拥塞状态的近似计算,并根据拥塞状态将节点分为三个拥塞等级,在PREQ管理帧中添加拥塞信息字段,通过PREQ了解邻居节点的拥塞情况。引入惩罚机制,根据拥塞等级对节点进行不同程度的惩罚。最终综合考虑路径代价和节点状态设计了拥塞控制路由度量,对路由发现和路由维护过程进行改进,均衡网络流量,减少拥塞的发生,增强网络性能。最后,本文在NS-3仿真平台上对上述两种算法进行仿真,设置不同的仿真场景,并与经典算法进行对比分析。针对信道分配算法,在不同的可用正交信道数下,MWLICA算法的吞吐量平均比C-HYA高出7%左右,比CCA高出32%;在不同的数据流下,MWLICA比C-HYA高10%以上,比CCA高40%以上,有效减少了链路干扰,提高了网络吞吐量。针对路由算法,设置了不同的数据传输速率和不同的数据流个数两个场景,对CR-HWMP、HWMP-P和HWMP-R算法进行仿真和比较。从吞吐量角度看,CR-HWMP整体相对于HWMP-P和HWMP-R都高出8%以上;在端到端平均时延方面,CR-HWMP比HWMP-P和HWMP-R都低30%以上。结果表明CR-HWMP有效平衡了网络负载,充分利用信道资源,在整体上提升了网络性能。
王磊[6](2018)在《基于虚拟化技术的网络攻防模拟环境研究》文中提出网络空间安全问题不仅是学术界和产业界的热点,更是引起了国家战略层面的关注。面对日新月异的网络攻击方式,传统的网络防御方案难以很好地应对。网络虚拟化技术的发展,为网络空间安全问题的研究提供了新的途径。本文旨在应用网络虚拟化技术搭建一个通用的网络攻防模拟环境,对传统网络中难以处理的新型网络攻击,在虚拟化的抽象网络中进行合理地表达和分析,并将制定的防御策略部署到实体网络中。论文针对模拟环境的模型、框架以及可用性和扩展性等关键问题展开了深入研究,并取得以下成果:(1)提出了一种基于网络虚拟化技术的攻防模拟环境的理论模型。该模型对实体网络的关键元素和其受到的攻击行为进行了抽象和形式化定义。在此基础上,设计了模拟环境的基本框架。论文将模拟环境中的虚拟网络构建问题抽象成升级节点选择问题,证明了其NPC的计算复杂度并设计了相应的启发式算法。相关的评估实验表明,升级节点选择策略大大加强网络的可控性和对流量的操纵能力。(2)设计了一致性更新机制GUM(Generalized Update Model)。保证配置更新过程中的网络行为的一致性,是系统可用性的重要保障。GUM对于一致性需求进行抽象和形式化表达,并通过状态-资源依赖图和操作关系图规划网络更新操作的执行顺序以及处理可能产生的冲突。实验证明了相比于最新的两阶段更新等方案,GUM在更新速度和降低资源消耗上都有显着提高。(3)设计了一种高效的规则管理方案IRMS(Intelligent Rule Management Scheme)。IRMS将流表规则分为基于路径的规则和基于节点的规则。对于前者采用主动式策略,提前计算所有可行路径,并将相应的基于路径的规则在流到来之前安装。而对于基于节点的规则,则采用应激式策略,将它们划分成互不相交的规则块,并将其与控制平面的交互限制在网络边缘。仿真实验证明,IRMS在规则存储、缓存以及更新时间上,相比最新的规则管理方案都有明显的优势。(4)基于上述研究成果,设计和实现了一种链路洪泛攻击场景下的模拟环境。链路洪泛攻击是一种新型的数据平面攻击,它通过合法的低速率流量去拥塞精心选择的链路,从而切断目标区域通信。模拟环境通过虚拟和实体网络的协同,设计快速拥塞定位机制,攻击检测算法以及基于全局流量工程的防御机制。实验证明,该环境可以有效缓解链路洪泛攻击对于目标区域通信质量的影响。
张冀明[7](2018)在《基于动态隧道的IPV6孤岛间通信研究及实验》文中研究说明IPV6技术是下一代Internet演进的趋势,出于对业务需求、产业链成熟度等因素的考虑,IPV4向IPV6的过渡采用平滑、渐进的方式,IPV4和IPV6长期混合组网将是相当长的一段时期内的现实情况。目前的IPV6过渡技术包括双协议栈、IPV6隧道过渡技术、6PE及NAT等都各自存在一定的优缺点,其中IPV6隧道过渡技术工作于IPV4三层网络,是应用较为广泛的一类技术,但是该类技术也存在着部署不够灵活,缺乏动态管理机制等缺点。本文针对IPV6隧道过渡技术的不足,研究并阐述了一种新型的OSPFV2网络中IPV6孤岛自动发现与动态建立转发隧道的机制,以减少IPV6部署的复杂度和网络维护的难度,便于IPV6的进一步推广。同时,本文在分析实际的IPV4网络向IPV6网络演进的场景的基础上对网络场景进行归纳建模,并开发验证平台对技术的可行性在理论和实际应用两个方面进行了全面的论证。论文的主要研究内容有:1.IPV6在Internet应用的现状以及演进技术的研究,包括当前的技术分类、优缺点、应用场景建模以及技术改进方向分析。2.动态IPV6孤岛隧道通信控制方法的研究。面向现有的运行OSPFV2协议的IPV4网络的IPV6演进场景,提出了基于OSPFV2协议扩展的IPV6动态隧道通信控制方法,定义了信令格式、数据结构、核心算法并给出参考实现。3.动态IPV6孤岛隧道通信数据转发方法的研究。提出了转发平面建议转发模型以及Uniform和Pipe两种不同的Qo S模型。4.基于开源路由器模拟软件Quagga,在Ubuntu Linux操作系统上设计开发实验系统。5.对典型园区网络应用进行网络建模和分析,结合实际业务场景在实验系统上进行实验验证。
段莹[8](2018)在《面向混杂工业无线传感器网络的动态路由规划及可靠性分析》文中指出工业无线传感器网络(Industrial Wireless Sensor Network,IWSN)因传感器种类繁多、多种通讯网络共存以及复杂场景又被称为“混杂工业传感器网络”,是实施工业4.0智能制造的重要基础。论文围绕混杂工业无线传感器网络动态路由规划及可靠性开展系统深入的研究,完成的主要工作及创新内容如下:(1)针对传感器节点和链路的随机失效而引起的网络拓扑和网络覆盖度的动态变化问题,从网络拓扑演化和重构入手来研究混杂工业无线传感器网络路由可靠性及其规划设计方法;基于无标度网络和小世界网络特性,构建了一种工业场景无线传感器网络拓扑演化模型,可提升网络的传输性能和抗毁性能。(2)针对工业无线传感器网络缺乏灵活扩展管理方法的问题,利用软件自定义技术在大规模网络应用和灵活扩展方面的优势,通过虚拟化映射技术在节点管理中的应用,以及基于软件定义网络、网络管理控制和数据包转发相分离的特点,构建了一种软件自定义工业无线传感器网络框架,以解决大规模网络管理、规模伸缩和网络覆盖的问题。(3)针对工业无线传感器网络缺乏对移动终端智能调度和数据传输模型研究的现状,分析了实际工业环境中的移动智能元素,通过建立任务调度模型,利用移动智能元素服务于工业无线传感器网络的数据传输。本方案引入工业场景中常见设备AGV(Automated Guided Vehicle)作为智能移动体,并充分考虑工业调度任务的特点和复杂的生产环境,构造出一种具有启发式的任务调度模型;针对单个或多个节点失效的情形,设计“临时链路”和“移动摆渡”传输方法,来提升路由传输链路的完整性。(4)针对传统无线传感器网络路由协议在工业场景中的应用弊端,本文在混杂工业无线传感器网络框架的基础上,结合移动设备(AGV)的任务驱动调度模型和AGV的运动轨迹,设计了一个工业场景下协同工作的路由算法。通过仿真实验,从评估丢包率、收包率、延时时间、吞吐量和能耗问题的角度去验证网络数据传输的可靠性。实验结果证明,在移动节点的移动过程中应用该启发式解决方案,可增加无线传感器网络数据的多路传输,修复网络数据传输路径,达到提升无线传感器数据网络传输性能的效果。
公维冰[9](2016)在《生物启发的多径优化传输模型与方案研究》文中研究表明随着互联网应用的迅速增加和新业务的不断涌现,网络流量极速膨胀。但是,由于缺乏有效的管理和控制,互联网流量分布不平衡的问题越来越严重,成为影响网络性能的一个重要因素。多路径传输作为一种具有平衡网络流量、提高传输健壮性和改善网络传输效率等优势的技术,正引起越来越多研究人员的关注。本论文借鉴生物系统中的一些生物数学模型,比如,模拟大肠杆菌在动态营养环境中新陈代谢行为的适应的吸引子选择模型和描述生态系统中物种种群数量动态平衡变化的物种竞争模型(如Lotka-Volterra模型)等,对无线传感网(wireless sensor networks,WSN)、有线网和multihomed网络中的多路径传输进行了深入的研究,主要工作和创新点包括:(1)提出了一个受大肠杆菌新陈代谢行为启发的适应的WSN多路径选择模型。针对WSN网络多路径传输中贪婪路径选择总是引发每对源目的地传感节点之间传输路径的频繁变化,并容易导致网络不可预知的拥塞和包重排序问题,为此提出了一个WSN多路径选择模型。此模型使用重新设计的多吸引子方程来模拟WSN多路径传输中适应的路径选择过程。在此方程中,提出了表达多路径传输对动态WSN网络的适应优度公式,此优度表达参数叫做路径活跃度(path-activity)。首次为多吸引子方程推导了一个带有噪声项的吸引子解析式,以具体指明噪声对路径选择过程的随机影响。通过调整OPNET网络仿真器中的单路径路由协议AODV(ad hoc on-demand distance vector routing),建立了多路径AODV协议。为了获取路径质量和计算路径活跃度,在多路径AODV协议中设计了一个路径质量探测方案。仿真结果表明,在设定的WSN仿真场景中,提出的模型比贪婪路径选择方案能更好的降低平均网络延迟和减少路径振荡率。(2)提出了一个基于适应吸引子选择模型的OSPF(open shortest path first)路径选择方案。由于当前IP(Internet protocol)路由器仅支持等价多路径传输模式(equal cost multipath),并且其只能随机的选择传输路径或在等价路径上均匀的分配流量,所以,提出此受适应的大肠杆菌新陈代谢行为启发的OSPF路径选择方案。在IP网络层中设计了一个路径选择器,主要用于实现提出方案的实时路径选择所需的实时路径质量探测和路由更新等必要功能。通过将路径选择器嵌入到OPNET仿真器的OSPF协议中,搭建了基于FTP(file transfer protocol)服务的IP网络仿真场景。仿真结果显示,在一定IP网络场景和仿真参数设定下,与贪婪路径选择方案和均匀随机路径选择方案相比,提出的方案可更好的降低FTP服务的文件传输时间、丢包率和吞吐量。(3)提出了一个基于Lotka-Volterra生物竞争模型的CMT(concurrent multipath transfer)流量分配方案,用于优化multihomed网络多路径传输中的流量适应分配。在nultihomed网络场景中,总结了两种网络资源竞争模式,一个是多个源目的地流对共享路径带宽的竞争,另一个是multihomed源目的地对之间多路径对流量的竞争。根据这两种竞争模式,重新设计了两个基于Lotka-Volterra模型的网络竞争模型。为了将两个竞争模型应用到multihomed网络系统中,建立了一个用于嵌入流量分配方案的流量分布器。基于此流量分布器,在OPNET网络仿真器中对比了提出方案与其他三个方案对FTP业务的传输性能的影响,如均匀流量分配方案、贪婪路径选择方案和均匀随机路径选择方案。经测试,在配置的multihomed网络仿真场景下,提出的方案可更好的减少文件传输时间和提高吞吐量。本文尝试深入的从生物领域寻找改善多路径传输性能和效率的研究模型和技术方案,有助于缓解当前网络发展遇到的各种问题,如动态性、生存性和异构性等,为当前网络的演进和下一代Internet设计提供科学的参考。
李彦彪[10](2016)在《面向未来互联网的高性能路由查找技术研究》文中研究指明互联网产生于19世纪60年代,发展至今早已超出其设计初衷。面对纷繁复杂的应用和日益增长的需求,传统的以TCP/IP为核心的互联网架构在可扩展性、安全性和移动性等方面暴露出越来越多的问题。为从根本上解决这些问题,一些新型互联网协议和架构应运而生。但无论如何变革,互联网服务于信息互联互通的本质不会改变,数据包转发都是核心操作。这其中,路由查找又扮演着至关重要的角色。所谓路由查找,就是根据数据包携带的路由信息在一组预定义的转发规则中查找匹配项以指导该数据包的转发。。查找速度、存储效率和可扩展性是主要挑战。本文立足当下,面向未来,围绕现有的TCP/IP网络和网络功能虚拟化、软件定义网络、命名数据网络这三个具有代表性的新型应用场景和网络架构,针对路由查找这一核心问题进行深入研究,开展了七个工作,致力于查找引擎综合性能的提升。本文首先围绕TCP/IP网络中的路由查找,即IP地址查找(简称IP查找)展开研究。针对现有方案在压缩存储时难以兼顾更新和查找优化的现状,本文深入到模型层面进行探究,提出了一种基于前缀拆分的并行查找模型。不仅能利用IP前缀间的局部相似性从根本上压缩存储,还能在模型层面提供并行操作的支持。此外,路由更新被成功分流,能减少大量无用操作、降低更新开销。实验表明,拆分模型以牺牲一定的片外存储为代价,可换取片上存储超90%的压缩比,还能实现更新效率和查找性能的显着提升。在IP查找引擎的硬件部署平台方面,基于可编程门阵列(FPGA)的流水线结构正逐步成为首选。其中,均衡各流水级的存储开销和子流水线间的负载是关键挑战。现有方案需要付出较高的代价才能实现理想的平衡度,在大规模转发表或IPv6的场景下表现差强人意。鉴于此,本文基于前缀拆分、子树旋转、联合最优步长计算等一系列平衡优化,提出了一种存储高效且平衡的双向流水线结构,在获得与现有方案同等理想的平衡度时所需流水级的数量减少了 75%85.77%。此外,在查找延时、单次查找平均访存、存储效率、更新开销以及多流水间的负载均衡等方面也都表现出了明显的优势。在软件平台方面,基于图形处理单元(GPU)的并行计算架构发展迅速。虽然现有方案已经实现实现()(1)的查找算法,但仅支持IPv4,且难以实现批量更新的完全并行处理。这就限制了更新性能,同时也导致系统吞吐率的不稳定。本文先提出一种线索化的线段树结构及相应的更新机制以解决批量更新完全并行的瓶颈,同时最大限度地消除冗余访存,使更新效率提升近9倍。当现有方案的查找吞吐率因更新频率增加而下降超50%时,该方案的吞吐率甚至只下降了 4%。接着,本文进一步探索查找加速以及对IPv6的支持,提出了一种基于GPU加速的多步长前缀树结构。通过紧凑的编码设计和步长优化来调整树形,配合高效的线下/线上协同更新机制,再借助多流流水线实现优化,不仅可实现每秒10亿和6.5亿次的IPv4/IPv6地址查找速度,还能在高频更新下保持稳定。虚拟化路由器是实现网络功能虚拟化的基础设施,也是其核心理念的体现。在虚拟化路由器中,路由查找需处理多个转发表的维护和查找问题(简称多表查找)。现有方案通过预留存储位来管理虚拟路由器实例号(VID),存在扩展性瓶颈。另一方面,目前尚没有研究工作专门讨论GPU加速多表查找。鉴于此,本文针对GPU加速的场景提出了一种新型数据结构——TailTrie。引入有限状态机实现VID的动态管理,再采用双数组前缀树进行压缩,不仅将存储开销的增长趋势由线性优化为亚线性,还支持动态插入实例。借助GPU可在控制查找延时低于-100 μS的前提提下实现亿次每秒级的IPv4/IPv6地址查找。在软件定义网络中,OpenFlow交换机是核心基础设施,采用流表来维护包处理规则。路由查找(即流表查找)需解决的关键问题是多域规则匹配。针对现有方案在规则域或者规则数增多时难以同时保持高时、空效率的现状,本文提出了迭代降维定理,并以此为基础设计了迭代哈希算法,可实现时、空高效且可扩展的多域规则匹配。实验表明,相比于现有的决策树算法,该算法存储开销减少80%,执行规则匹配时能提速5倍以上。在命名数据网络中,路由查找涉及两种包、三张表,但核心操作都是名字查找。现有方案借助GPU加速来满足线速要求,但数据拷贝和批处理导致的查找延时较大。鉴于此,本文另辟蹊径,首次尝试利用FPGA来加速名字查找,提出了层次化的对齐迁移数组结构。先将名字前缀树逐层转化为一系列状态迁移以提升存储效率,然后引入多点探测、并行验证的机制实现进一步存储压缩,最后根据前缀长度的分布规律完成流水线映射。实验表明,相比于现有的GPU加速方案,该方案的存储开销可减少90%。此外,查找吞吐率略有提升,而查找延时下降了近3个数量级。综上所述,本文首先对IP查找模型进行深入研究,再分别探索新兴软、硬件平台上的IP查找加速。同时还兼顾三种新型场景,致力于解决路由查找问题的关键技术挑战。不仅实现了各场景下路由查找引擎的综合性能提升,一些探索性的研究也为未来工作的开展指明了方向。
二、一个改进的路由器包转发模型(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、一个改进的路由器包转发模型(论文提纲范文)
(1)面向SDN的物联网服务中间件关键技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 主要研究内容及创新点 |
1.3 本文的组织结构 |
参考文献 |
第二章 相关研究综述 |
2.1 本章引言 |
2.2 软件定义网络SDN |
2.2.1 SDN的起源和定义 |
2.2.2 SDN分层架构 |
2.2.3 SDN开放接口 |
2.2.4 SDN控制器 |
2.2.5 SDN开发工具 |
2.2.6 SDN的机遇与挑战 |
2.3 SDN中的QoS研究 |
2.3.1 SDN中的QoS研究概述 |
2.3.2 SDN中的QoS研究实例 |
2.4 发布/订阅中间件 |
2.4.1 发布/订阅交互机制 |
2.4.2 发布/订阅系统架构 |
2.4.3 发布/订阅类型 |
2.4.4 发布/订阅路由 |
2.4.5 发布/订阅实现挑战 |
2.5 发布/订阅原型 |
2.5.1 VCube-PS |
2.5.2 RTDDS |
2.5.3 Lamps |
2.5.4 Bayeux |
2.5.5 PADRES |
2.5.6 Hermes |
2.6 面向SDN的发布/订阅设计 |
2.6.1 PLEROMA |
2.6.2 SDN-Like |
2.6.3 Ride |
2.7 面向SDN的发布/订阅QoS研究 |
2.7.1 跨层QoS支持 |
2.7.2 多播路由研究 |
2.7.3 队列管理机制 |
2.8 面向物联网的数据分发服务 |
2.9 本章小结 |
参考文献 |
第三章 面向SDN的支持跨层QoS的物联网发布/订阅通信基础设施 |
3.1 本章引言 |
3.2 相关工作 |
3.3 物联网及服务 |
3.3.1 物联网与物联网服务 |
3.3.2 服务计算架构SOA与EDSOA |
3.3.3 面向SDN的新型物联网架构 |
3.3.4 物联网面临的挑战 |
3.4 面向SDN的物联网发布/订阅中间件架构设计 |
3.4.1 面向SDN的发布/订阅中间件架构 |
3.4.2 跨层QoS控制框架 |
3.5 面向SDN的基于主题的发布/订阅系统原型设计 |
3.5.1 总体设计 |
3.5.2 主题设计 |
3.5.3 拓扑维护 |
3.5.4 事件路由 |
3.5.5 策略管理 |
3.6 面向SDN的基于主题的发布/订阅系统应用实例 |
3.6.1 跨层区分化服务 |
3.6.2 跨层访问控制 |
3.7 实验评价 |
3.7.1 区分化服务实验 |
3.7.2 访问控制实验 |
3.8 本章小结 |
参考文献 |
第四章 面向SDN的发布/订阅多播路由机制研究 |
4.1 本章引言 |
4.2 相关工作 |
4.3 面向SDN的基于主题的发布/订阅实现框架 |
4.4 面向SDN的基于主题的斯坦纳树多播路由 |
4.4.1 问题描述 |
4.4.2 解决MCMN-TC-SDN |
4.5 面向SDN的主题式基于Bucket的多播转发 |
4.5.1 OpenFlow组表 |
4.5.2 基于Bucket的多播 |
4.5.3 面向主题的基于Bucket的多播转发算法 |
4.6 实验评价 |
4.6.1 发布/订阅拓扑构造 |
4.6.2 斯坦纳树构造时间开销 |
4.6.3 多播树代价比较 |
4.6.4 多播树构造时间比较 |
4.6.5 端到端时延 |
4.6.6 流表大小 |
4.7 本章小结 |
参考文献 |
第五章 面向SDN的可靠的区分化服务提供机制研究 |
5.1 本章引言 |
5.2 相关工作 |
5.3 模型方法 |
5.3.1 XGBoost模型 |
5.3.2 ARIMA模型 |
5.3.3 RED方法 |
5.3.4 增量差法 |
5.4 排队时延预测 |
5.4.1 数据预处理 |
5.4.2 特征选择 |
5.4.3 模型训练与参数调整 |
5.5 可靠的区分化服务提供机制 |
5.5.1 似SDN的发布/订阅系统架构 |
5.5.2 主题编码 |
5.5.3 优先级队列 |
5.5.4 可靠的区分化服务提供框架 |
5.6 可靠的区分化服务保证机制 |
5.6.1 本地队列带宽调整算法 |
5.6.2 全局QoS控制策略 |
5.7 实验评价 |
5.7.1 实验环境 |
5.7.2 排队时延预测方法比较 |
5.7.3 本地队列带宽调整算法验证 |
5.7.4 本地队列带宽调整算法整体测试 |
5.7.5 全局QoS控制策略验证 |
5.7.6 恒定比特率流量实验 |
5.7.7 可变比特率流量实验 |
5.7.8 实验讨论 |
5.8 本章小结 |
参考文献 |
第六章 结束语 |
6.1 论文总结 |
6.2 进一步工作 |
附录 缩略语表 |
致谢 |
攻读学位期间发表的学术论文目录 |
博士在读期间完成和参与的项目 |
(2)基于CloudVPN组网环境的应用选路组件的设计与实现(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 课题背景与意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 研究目标及研究内容 |
1.4 论文组织结构 |
第二章 相关技术背景介绍 |
2.1 SDN技术 |
2.2 企业组网技术 |
2.2.1 VPN技术 |
2.2.2 Underlay和Overlay技术 |
2.3 策略路由技术 |
2.4 JavaSpring框架技术 |
2.5 本章小结 |
第三章 应用选路需求分析 |
3.1 功能性需求分析 |
3.1.1 整体功能需求分析 |
3.1.2 组网环境需求分析 |
3.1.3 通信场景需求分析 |
3.1.4 用户应用选路需求分析 |
3.1.5 选路控制功能需求分析 |
3.2 非功能性需求分析 |
3.2.1 易用性需求 |
3.2.2 健壮性需求 |
3.2.3 可靠性需求 |
3.2.4 整体性能需求 |
3.3 本章小结 |
第四章 应用选路概要设计 |
4.1 总体架构 |
4.2 功能模块概要设计 |
4.2.1 北向配置模块 |
4.2.2 数据转换模块 |
4.2.3 选路控制模块 |
4.2.4 转发控制模块 |
4.2.5 数据持久化模块 |
4.3 本章小结 |
第五章 应用选路详细设计与实现 |
5.1 北向配置模块 |
5.1.1 应用组策略配置设计 |
5.1.2 选路策略模板配置设计 |
5.1.3 选路策略配置设计 |
5.2 数据转换模块 |
5.2.1 北向数据转换子模块 |
5.2.2 南向数据转换子模块 |
5.3 选路控制模块 |
5.3.1 主动策略路由 |
5.3.2 业务区分子模块 |
5.3.3 链路探测子模块 |
5.3.4 链路配置子模块 |
5.3.5 高级功能子模块 |
5.4 转发控制模块 |
5.4.1 转发网络承载方案设计原理 |
5.4.2 转发网络接入设备出口实现方案 |
5.4.3 VXLAN隧道配置子模块 |
5.4.4 GRE隧道配置子模块 |
5.4.5 路由配置下发子模块 |
5.5 数据持久化模块 |
5.6 本章小结 |
第六章 应用选路组件的单元测试与集成测试 |
6.1 测试环境 |
6.2 单元测试 |
6.2.1 北向配置功能 |
6.2.2 数据转换功能 |
6.2.3 选路控制功能 |
6.2.4 转发控制功能 |
6.2.5 数据持久化功能 |
6.3 系统集成测试 |
6.4 非功能性测试 |
6.4.1 易用性测试 |
6.4.2 健壮性和可靠性测试 |
6.4.3 整体性能测试 |
6.5 本章小结 |
第七章 总结与展望 |
7.1 全文总结 |
7.2 工作展望 |
参考文献 |
附录 |
致谢 |
攻读学位期间发表的学术论文目录 |
(3)面向规模可扩展的无线Mesh网络路由协议研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 论文研究内容及意义 |
1.4 论文组织结构 |
第二章 无线Mesh网络的经典路由协议研究 |
2.1 无线Mesh网络的经典路由协议 |
2.1.1 先验式路由协议 |
2.1.2 反应式路由协议 |
2.1.3 混合式路由协议 |
2.2 经典路由协议度量研究 |
2.3 无线Mesh网络经典路由算法的性能比较 |
2.4 本章小结 |
第三章 无线Mesh网络路由协议优化方案仿真分析 |
3.1 接收信号强度感知路由度量 |
3.1.1 接收信号强度感知路由度量机制研究 |
3.1.2 接收信号强度感知路由度量的仿真结果分析 |
3.2 基于干扰分离路径的健壮和可扩展路由算法 |
3.2.1 基于干扰分离路径的健壮和可扩展路由算法机制研究 |
3.2.2 基于干扰分离路径的健壮和可扩展路由算法仿真结果分析 |
3.3 基于部分链路状态信息的最优与次优路由算法 |
3.3.1 基于部分链路状态信息的最优与次优路由算法机制研究 |
3.3.2 基于部分链路状态信息的最优与次优路由算法的仿真结果分析 |
3.4 本章小结 |
第四章 基于介数中心性生成树和贪婪路由的双曲嵌入算法 |
4.1 近似最优贪婪路由的双曲嵌入算法 |
4.1.1 近似最优贪婪路由的双曲嵌入算法研究 |
4.1.2 近似最优贪婪路由的双曲嵌入算法仿真结果分析 |
4.2 基于介数中心性生成树和贪婪路由的双曲嵌入算法 |
4.2.1 介数中心性介绍 |
4.2.2 基于介数中心性生成树和贪婪路由的双曲嵌入算法 |
4.2.3 基于介数中心性生成树和贪婪路由的双曲嵌入算法仿真结果分析 |
4.3 本章小结 |
第五章 基于负载和干扰感知的混合无线Mesh网络路由协议 |
5.1 混合无线Mesh网络的区域状态感知混合路由协议 |
5.1.1 混合无线Mesh网络的区域状态感知混合路由协议研究 |
5.1.2 混合无线Mesh网络的区域状态感知混合路由协议仿真结果分析 |
5.2 基于负载和干扰感知的混合无线Mesh网络路由协议 |
5.2.1 基于负载和干扰感知的混合无线Mesh网络路由机制 |
5.2.2 基于负载和干扰感知的混合无线Mesh网络路由协议仿真结果分析 |
5.3 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
致谢 |
参考文献 |
硕士期间发表的论文和科研成果 |
(4)低时延无线接入网的路由及资源分配研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
专用术语注释表 |
第一章 绪论 |
1.1 5G网络的研究 |
1.1.1 5G的研究背景及意义 |
1.1.2 5G的国内外研究现状 |
1.2 无线Mesh网络的研究 |
1.2.1 无线Mesh网络的研究现状 |
1.2.2 无线Mesh网络的架构 |
1.2.3 无线Mesh网络的优势 |
1.3 移动边缘计算在5G中的研究 |
1.3.1 移动边缘计算的研究背景及意义 |
1.3.2 移动边缘计算的优势 |
1.3.3 移动边缘计算的研究现状 |
1.4 本文的创新工作及章节安排 |
第二章 相关背景知识介绍 |
2.1 5G无线网络时延相关理论技术 |
2.1.1 时延分析 |
2.1.2 5G低时延相关技术 |
2.2 无线Mesh网络负载均衡技术 |
2.2.1 无线Mesh网络负载均衡技术研究意义及挑战 |
2.2.2 无线Mesh网络负载均衡技术研究现状 |
2.3 软件定义网络SDN技术的研究 |
2.3.1 SDN的研究背景及意义 |
2.3.2 SDN的架构 |
2.4 本章小结 |
第三章 面向超低时延业务的后5G边缘网 |
3.1 面向超低时延业务的后5G边缘网研究 |
3.1.1 研究背景 |
3.1.2 相关文献的回顾 |
3.2 后5G边缘网 |
3.2.1 后5G边缘网架构 |
3.2.2 Mesh组件、路由和网络流量控制组件 |
3.3 网络流量排队模型 |
3.3.1 排队模型 |
3.3.2 问题仿真 |
3.4 实验仿真及性能分析 |
3.5 本章小结 |
第四章 一定时延和能耗约束下的资源分配设计 |
4.1 边缘云传输技术研究 |
4.1.1 边缘云传输技术研究背景 |
4.1.2 相关文献回顾 |
4.2 系统模型 |
4.2.1 边缘云下行传输模型 |
4.2.2 传输信道模型 |
4.3 资源分配的优化 |
4.4 实验仿真与数据分析 |
4.5 本章小结 |
第五章 总结与展望 |
参考文献 |
附录1 程序清单 |
附录2 攻读硕士学位期间撰写的论文 |
附录3 攻读硕士学位期间参加的科研项目 |
致谢 |
(5)多射频多信道无线Mesh网络信道分配和路由算法研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景和意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 论文研究内容 |
1.4 论文组织结构 |
第二章 无线Mesh网络理论 |
2.1 无线Mesh网络概述 |
2.2 无线Mesh网络结构和特点 |
2.2.1 无线Mesh网络结构 |
2.2.2 无线Mesh网络特点 |
2.3 无线Mesh网络相关协议 |
2.3.1 WiFi Mesh协议 |
2.3.2 蓝牙Mesh协议 |
2.4 本章小结 |
第三章 多射频多信道WMN信道分配和路由问题分析 |
3.1 多射频多信道WMN信道分配 |
3.1.1 多射频多信道WMN信道分配问题描述 |
3.1.2 新型多射频多信道WMN信道分配算法 |
3.1.3 多射频多信道WMN信道分配的相关问题 |
3.2 多射频多信道WMN路由技术 |
3.2.1 经典多射频多信道WMN路由度量 |
3.2.2 新型多射频多信道WMN路由度量 |
3.2.3 多射频多信道WMN路由的相关问题 |
3.3 本章小结 |
第四章 基于最小加权链路干扰的多射频多信道WMN信道分配 |
4.1 经典多射频多信道WMN信道分配算法 |
4.1.1 公共信道分配算法 |
4.1.2 集中式Hyacinth算法 |
4.2 多射频多信道WMN系统模型 |
4.2.1 多射频多信道WMN网络模型 |
4.2.2 多射频多信道WMN干扰模型 |
4.3 基于最小加权链路干扰的信道分配算法设计 |
4.3.1 基于最小加权链路干扰的信道分配算法设计原则 |
4.3.2 无线Mesh网络节点优先级划分及链路负载权重计算 |
4.3.3 基于最小加权链路干扰的信道分配模型 |
4.3.4 基于最小加权链路干扰的信道分配模型分析和求解 |
4.4 NS-3 仿真及性能分析 |
4.4.1 NS-3 仿真平台简介 |
4.4.2 多射频多信道WMN仿真性能指标 |
4.4.3 多射频多信道WMN仿真系统参数设置 |
4.4.4 基于最小加权链路干扰的信道分配算法仿真和结果分析 |
4.5 本章小结 |
第五章 基于负载均衡的HWMP协议改进 |
5.1 HWMP协议 |
5.1.1 HWMP按需路由模式 |
5.1.2 HWMP主动路由模式 |
5.1.3 HWMP空时链路度量 |
5.2 基于负载均衡的CR-HWMP路由算法 |
5.2.1 基于负载均衡的CR-HWMP拥塞度量 |
5.2.2 基于负载均衡的CR-HWMP帧结构 |
5.2.3 基于负载均衡的CR-HWMP拥塞控制路由度量 |
5.2.4 基于负载均衡的CR-HWMP路由流程 |
5.3 基于负载均衡的CR-HWMP路由算法仿真 |
5.3.1 多射频多信道WMN仿真参数设置 |
5.3.2 基于负载均衡的CR-HWMP仿真结果及分析 |
5.4 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
致谢 |
参考文献 |
硕士期间发表的论文和科研成果 |
(6)基于虚拟化技术的网络攻防模拟环境研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 引言 |
1.1 研究背景 |
1.1.1 网络空间安全问题亟待关注 |
1.1.2 网络虚拟化技术的发展 |
1.2 研究问题 |
1.2.1 网络攻防模拟环境的模型设计问题 |
1.2.2 虚拟网络策略在实体网络配置更新的问题 |
1.2.3 对大量细粒度规则进行高效管理的问题 |
1.2.4 网络攻防模拟环境在实际攻击场景下的实现和验证问题 |
1.3 研究现状 |
1.4 研究内容与成果 |
1.5 论文框架 |
第2章 相关研究工作 |
2.1 基于网络虚拟化技术的攻击检测与防御方案 |
2.1.1 传统安全问题的攻击检测与防御框架设计 |
2.1.2 链路洪泛攻击防御的相关研究 |
2.2 网络配置更新一致性的相关研究 |
2.3 虚拟化网络流表规则管理的相关研究 |
2.4 本章小结 |
第3章 基于虚拟化技术的网络攻防模拟环境的模型和框架 |
3.1 概述 |
3.2 网络攻防模拟环境的理论模型 |
3.3 网络攻防模拟环境的框架设计 |
3.4 网络攻防模拟环境的增量式部署 |
3.5 网络模拟环境虚拟化网络部署的评估 |
3.6 本章小结 |
第4章 基于图算法的配置一致性更新机制 |
4.1 概述 |
4.2 一致性更新的形式化描述 |
4.3 GUM模型的构建 |
4.3.1 状态-资源依赖图 |
4.3.2 操作关系图 |
4.4 GUM模型的核心机制 |
4.4.1 更新操作调度算法 |
4.4.2 操作关系图的简化 |
4.4.3 冲突处理机制 |
4.5 GUM机制的评估 |
4.5.1 小规模模拟 |
4.5.2 中大规模数值仿真 |
4.6 本章小结 |
第5章 基于混合策略的规则管理机制 |
5.1 概述 |
5.2 问题定义与设计目标 |
5.2.1 问题定义 |
5.2.2 设计目标 |
5.3 IRMS总体设计 |
5.3.1 规则处理 |
5.3.2 框架设计 |
5.3.3 数据平面设计 |
5.4 核心算法设计 |
5.4.1 规则块划分问题 |
5.4.2 在线优化机制 |
5.5 更新策略的讨论 |
5.6 IRMS方案评估 |
5.6.1 仿真环境搭建 |
5.6.2 仿真结果 |
5.6.3 缓存机制评估 |
5.6.4 更新机制评估 |
5.7 本章小结 |
第6章 网络攻防模拟环境在实际攻击场景下的实现和评估 |
6.1 概述 |
6.2 链路洪泛攻击威胁模型 |
6.3 防御策略的制定和平台防御流程的具体实现 |
6.3.1 防御策略制定 |
6.3.2 啄木鸟平台防御流程的实现 |
6.4 攻击检测 |
6.4.1 定位拥塞链路 |
6.4.2 攻击类型判定 |
6.5 防御策略的核心机制 |
6.5.1 集中的流量工程 |
6.5.2 紧急措施设计 |
6.6 平台防御效果评估 |
6.6.1 平台的原型实现和攻击检测 |
6.6.2 防御效果评估 |
6.7 本章小结 |
第7章 总结与展望 |
7.1 研究工作总结 |
7.2 未来研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
(7)基于动态隧道的IPV6孤岛间通信研究及实验(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 选题的背景 |
1.2 选题的目的和意义 |
1.3 国内外研究现状 |
1.3.1 双协议栈类技术 |
1.3.2 IPV6隧道类技术 |
1.3.3 NAT类技术 |
1.3.4 MPLS VPN类技术 |
1.4 本文主要工作及章节安排 |
第二章 IPV6隧道过渡技术概述 |
2.1 引言 |
2.2 IPV6隧道过渡技术分类及特点 |
2.2.1 IPV6隧道过渡技术体系 |
2.2.2 手工隧道技术 |
2.2.3 自动隧道技术 |
2.3 IPV6隧道过渡技术分析 |
2.3.1 转发技术分析 |
2.3.2 应用综合分析 |
2.4 本章小结 |
第三章 OSPFV2网络动态IPV6隧道通信网络架构研究 |
3.1 引言 |
3.2 OSPV2网络简介 |
3.3 OSPFV2网络中动态IPV6隧道通信技术方案概述 |
3.3.1 研究目标和方向 |
3.3.2 目标网络架构综述 |
3.3.3 关键研究工作内容 |
3.4 技术方案可行性分析 |
3.4.1 技术兼容性分析 |
3.4.2 应用场景满足度分析 |
3.4.3 实现经济性及演进平滑性分析 |
3.5 本章小结 |
第四章 基于QUAGGA的实验系统开发设计 |
4.1 引言 |
4.2 实验系统综述 |
4.2.1 验证基础平台选型 |
4.2.2 Quagga体系架构 |
4.2.3 关键系统功能 |
4.3 实验系统设计实现 |
4.3.1 总体实现方案 |
4.3.2 多路由器组网虚拟化运行环境 |
4.3.3 组网仿真拓扑管理 |
4.4 本章小结 |
第五章 动态IPV6隧道通信控制方法研究及实现 |
5.1 引言 |
5.2 通信控制方法研究 |
5.2.1 IPV6孤岛边界路由器在自治系统内的发现 |
5.2.2 隧道自动建立和维护 |
5.2.3 IPV6孤岛路由前缀信息在OSPFV2网络上的扩散 |
5.2.4 IPV6孤岛前缀信息的管理 |
5.2.5 IPV6孤岛转发路由的度量和优选 |
5.3 通信控制方法实现 |
5.3.1 协议报文处理 |
5.3.2 隧道处理 |
5.3.3 IPV6前缀路由计算 |
5.3.4 命令行人机接口 |
5.4 本章小结 |
第六章 动态IPV6隧道转发方法研究及实现 |
6.1 引言 |
6.2 数据转发方法研究 |
6.2.1 IPV6孤岛间6Over4隧道转发 |
6.2.2 业务质量保证(Quality of Service,QoS) |
6.3 数据转发平面实现 |
6.3.1 转发表项实现 |
6.3.2 转发流程实现 |
6.4 本章小结 |
第七章 实验验证及结果分析 |
7.1 引言 |
7.2 验证场景概述 |
7.2.1 研究对象网络描述 |
7.2.2 网络建模 |
7.3 实验验证 |
7.3.1 验证环境说明 |
7.3.2 系统验证方案 |
7.3.3 验证过程及结果 |
7.4 实验结果综合分析 |
7.5 本章小结 |
第八章 总结与展望 |
8.1 全文总结 |
8.2 本文存在的不足 |
8.3 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
附录A 系统验证实验拓扑配置文件 |
1.路由器节点配置 |
2.主机节点配置 |
3.连接配置 |
附录B 系统验证实验各节点关键配置 |
1.路由器R1关键配置 |
2.路由器R2关键配置 |
3.路由器R3关键配置 |
4.路由器R4关键配置 |
作者简介 |
(8)面向混杂工业无线传感器网络的动态路由规划及可靠性分析(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 课题来源 |
1.2 研究背景 |
1.2.1 工业物联网 |
1.2.2 工业无线传感器网络 |
1.2.3 工业无线传感器网络性能局限性 |
1.3 课题研究意义 |
1.4 研究内容 |
1.5 论文结构 |
第2章 工业无线传感器网络关键技术及可靠性方法 |
2.1 工业无线传感器网络的体系结构 |
2.2 工业无线传感器网络的关键技术框架 |
2.2.1 工业无线传感器网络标准 |
2.2.2 工业无线传感器网络协议设计 |
2.3 工业无线传感器网络路由规划及可靠性方法研究 |
2.3.1 网络拓扑演化重构的路由可靠性方法研究 |
2.3.2 基于网络节点管理的路由可靠性方法研究 |
2.3.3 面向移动智能体调度的路由可靠性方法研究 |
2.3.4 面向路由规划设计的可靠性方法研究 |
2.4 存在问题及研究趋势 |
2.5 本章小结 |
第3章 工业无线传感器网络拓扑演化及可靠性分析 |
3.1 引言 |
3.2 工业无线传感器网络拓扑演化模型 |
3.2.1 传感器节点分类 |
3.2.2 网络拓扑演化模型说明 |
3.2.3 网络拓扑演化模型假设条件 |
3.2.4 网络拓扑演化模型设计 |
3.2.5 案例分析 |
3.3 基于复杂网络的理论分析 |
3.4 仿真结果 |
3.4.1 实验平台 |
3.4.2 小世界网络特征分析 |
3.4.3 无标度网络特征分析 |
3.4.4 能量消耗分析 |
3.4.5 网络可靠性分析 |
3.5 本章小结 |
第4章 面向混杂网络的节点管理及数据传输优化 |
4.1 引言 |
4.2 新型工业无线传感器网络框架设计 |
4.2.1 新型工业无线传感器网络架构 |
4.2.2 新型工业无线传感器网络优劣分析 |
4.3 新型工业无线传感器网络工作流程设计 |
4.3.1 网络初始化 |
4.3.2 网络虚拟化 |
4.3.3 网络管理 |
4.3.4 拓扑发现 |
4.3.5 路由发现 |
4.3.6 信息反馈 |
4.4 实验设计及可靠性评估 |
4.4.1 实验平台 |
4.4.2 实验场景 |
4.4.3 可靠性指标 |
4.4.4 可靠性评估 |
4.4.5 结果分析 |
4.5 本章小结 |
第5章 面向移动智能体任务调度的数据传输可靠性方法 |
5.1 引言 |
5.2 基于移动智能体的任务调度方法 |
5.3 面向任务的移动智能体协作方案 |
5.3.1 协作型架构设计 |
5.3.2 WirelessHART技术 |
5.3.3 网络元素及类型 |
5.4 面向任务调度策略 |
5.4.1 任务调度时间序列 |
5.4.2 智能体的任务建模 |
5.5 传输可靠性方法研究 |
5.5.1 基于临时链路的传输方法 |
5.5.2 基于移动摆渡的传输方法 |
5.5.3 分析对比 |
5.6 本章小结 |
第6章 任务驱动的移动智能体协作路由算法及案例分析 |
6.1 引言 |
6.2 工业无线传感器网络数据传输模式分析 |
6.2.1 工业环境干扰的影响 |
6.2.2 典型路由算法的缺陷及挑战 |
6.3 面向任务的工业无线传感器网络协作路由协议 |
6.3.1 自组织阶段 |
6.3.2 移动智能体管理和任务调度阶段 |
6.3.3 路径选择阶段 |
6.3.4 图路由与协作路由对比 |
6.4 仿真结果 |
6.4.1 仿真软件介绍 |
6.4.2 仿真平台设计 |
6.4.3 仿真实验过程 |
6.4.4 仿真实验结果 |
6.5 本章小结 |
第7章 总结与展望 |
7.1 主要研究成果与创新点 |
7.2 未来的研究工作愿望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
一、发表论文 |
二、承担项目 |
三、获得奖励 |
(9)生物启发的多径优化传输模型与方案研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1 引言 |
1.1 研究背景和研究意义 |
1.1.1 多路径传输的优点和缺点简介 |
1.1.2 生物模型的特征 |
1.1.3 生物启发技术在当前网络中的应用 |
1.2 论文研究内容及创新点 |
1.3 论文组织结构 |
2 多径传输方案和相关生物模型介绍 |
2.1 多路径备份的单路径传输和多路径并行传输 |
2.2 传感网多路径传输 |
2.2.1 传感网中多路径传输的特征 |
2.2.2 多路径协议设计的关键问题 |
2.2.3 AODV路由协议 |
2.3 IP网多路径传输 |
2.3.1 等价和不等价负载平衡 |
2.3.2 目的地优先和包优先负载平衡 |
2.4 生物启发多径传输模型与优化方案 |
2.4.1 生物启发的网络体系研究框架 |
2.4.2 基于物种竞争模型的多路径流量分配 |
2.4.3 适应的吸引子选择模型启发 |
2.5 小结 |
3 受大肠杆菌新陈代谢行为启发的适应的WSN多路径选择模型研究 |
3.1 引言 |
3.2 基本的ARAS模型和它在多路径传输优化应用中的缺陷 |
3.3 WARAS:一个基于ARAS模型的适应的WSN路径选择模型 |
3.3.1 WARAS中的多吸引子方程 |
3.3.2 一个新颖的路径活跃度表达式 |
3.3.3 选择概率的定义 |
3.3.4 噪声、选择概率和路径活跃度之间变化关系分析 |
3.4 WARAS模型运行原理的动态适应选择特征分析 |
3.4.1 验证WARAS模型动态适应选择特征的WSN实验场景建立 |
3.4.2 基于多次实验的WARAS模型动态适应选择特征分析 |
3.5 仿真 |
3.5.1 仿真场景建立 |
3.5.2 基于WARAS选择原理的多路径路由 |
3.5.3 一个实时的路径质量探测方案 |
3.5.4 路径活跃度参数仿真分析 |
3.5.5 基于路径端到端延迟探测的WARAS模型仿真分析 |
3.5.6 基于路径节点包到达率探测的WARAS模型仿真分析 |
3.6 小结 |
4 基于吸引子选择模型的适应的IP网OSPF多路径传输优化方案研究 |
4.1 引言 |
4.2 一个优化OSPF协议性能的生物启发的路径选择方案 |
4.2.1 问题提出 |
4.2.2 OSPF-PSAS:Path Selection by Attractor Selection for OSPF |
4.3 路径选择器:OSPF-PSAS方案在OSPF协议中的应用平台 |
4.4 仿真 |
4.4.1 仿真场景建立 |
4.4.2 IP网多路径传输中路径活跃度的定义 |
4.4.3 仿真结果和性能分析 |
4.5 小结 |
5 基于Lotka-Volterra模型的multihomed网络中的CMT适应流量分配方案研究 |
5.1 引言 |
5.2 一般的LV模型 |
5.3 CMT-LV:一个LV-based的CMT流量分布方案 |
5.3.1 Multihomed网络中关于CMT传输的竞争行为分析 |
5.3.2 一条路径上的多个源目的地流对路径带宽的竞争 |
5.3.3 Multihomed源目的地对之间的多条路径对流量的竞争 |
5.3.4 流量分布器 |
5.3.5 计算复杂度分析 |
5.3.6 稳定性分析 |
5.4 仿真 |
5.4.1 仿真场景配置 |
5.4.2 仿真结果和性能估计 |
5.5 小结 |
6 结论 |
6.1 全文总结 |
6.2 未来工作展望 |
参考文献 |
作者简历及在学研究成果 |
学位论文数据集 |
(10)面向未来互联网的高性能路由查找技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景与动机 |
1.1.1 互联网的起源与发展 |
1.1.2 高性能网络数据包处理 |
1.1.3 本文研究动机 |
1.2 研究目标及意义 |
1.2.1 面向未来——顺应网络发展大势 |
1.2.2 提升性能——实现高效数据交换 |
1.2.3 灵活应变——保障柔性系统扩展 |
1.3 研究内容及关键技术挑战 |
1.3.1 本文主要研究点 |
1.3.2 剖析问题本质——广义加权多模式匹配 |
1.3.3 差异化分析及本文研究思路 |
1.3.4 拟解决的关键技术挑战 |
1.4 本文主要工作及创新点 |
1.4.1 本文主要工作 |
1.4.2 本文主要创新点 |
1.5 本文组织结构 |
第2章 文献综述及研究现状分析 |
2.1 IP地址查找技术 |
2.1.1 基于三态内容可寻址存储器的IP查找 |
2.1.2 基于哈希的IP查找 |
2.1.3 基于前缀树的IP查找 |
2.1.4 并行处理技术 |
2.1.5 小结 |
2.2 面向虚拟化路由器的多表查找技术 |
2.2.1 基于隔离存储的多表查找 |
2.2.2 基于树融合的多表查找 |
2.2.3 基于表融合的多表查找 |
2.2.4 小结 |
2.3 面向软件定义网络的流表查找技术 |
2.3.1 基于层次化前缀树的多域规则匹配算法 |
2.3.2 基于规则空间分解的多域规则匹配算法 |
2.3.3 基于降维或空间投影的多域规则匹配算法 |
2.3.4 多域规则匹配的软、硬件加速技术 |
2.3.5 OpenFlow的流表查找算法与架构 |
2.3.6 OpenFlow交换机的原型实现与优化 |
2.3.7 小结 |
2.4 面向命名数据网络的名字查找技术 |
2.4.1 基于名字的转发 |
2.4.2 基于哈希表的名字查找技术 |
2.4.3 基于布鲁姆过滤器的名字查找技术 |
2.4.4 基于前缀树的名字查找技术 |
2.4.5 针对应用场景优化的表设计 |
2.4.6 名字查找的并行处理加速 |
2.4.7 小结 |
第3章 一种基于前缀拆分的并行路由查找模型 |
3.1 引言 |
3.2 相关工作简介 |
3.2.1 叶推算法和多步长优化 |
3.2.2 存储压缩技术 |
3.2.3 前缀树融合算法 |
3.3 拆分查找模型 |
3.3.1 拆分的核心思想 |
3.3.2 模型假设 |
3.3.3 模型定义 |
3.3.4 模型等价性证明 |
3.3.5 改进拆分模型的查找优化 |
3.4 基于前缀树的拆分模型实现 |
3.4.1 单步长拆分前缀树(Unibit Split Trie,UST) |
3.4.2 片外哈希表 |
3.4.3 扩展叶推算法 |
3.4.4 多步长优化 |
3.4.5 拆分前缀树的更新 |
3.5 实验评估 |
3.5.1 实验部署 |
3.5.2 单表查找的性能评估 |
3.5.3 多表查找的性能评估 |
3.6 本章小结 |
第4章 面向高性能IP查找的双向平衡流水线结构 |
4.1 引言 |
4.2 背景及相关工作介绍 |
4.3 流水化的多步长拆分前缀树(PMST) |
4.3.1 拆分前缀建单步长拆分前缀树(Uni-bit Split Trie,UST) |
4.3.2 联合最优步长计算及流水化的多步长拆分前缀树(PMST) |
4.3.3 旋转子树打造平衡基点 |
4.3.4 平衡度的形式化描述及优化策略 |
4.3.5 基于PMST的双向多流水架构 |
4.4 实验评估 |
4.4.1 存储平衡度 |
4.4.2 查找性能 |
4.4.3 存储效率 |
4.4.4 更新性能 |
4.5 本章小结 |
第5章 一种面向GPU加速IP查找的高效更新机制 |
5.1 引言 |
5.2 相关工作 |
5.2.1 DIR-24-8算法 |
5.2.2 GALE |
5.2.3 线段树及前缀的线段表示 |
5.3 线索化线段树 |
5.3.1 前缀线段树 |
5.3.2 叶推线段树 |
5.3.3 线索化线段树及更新算法 |
5.3.4 线索化线段整合重组 |
5.4 系统实现 |
5.4.1 系统架构 |
5.4.2 查找算法 |
5.4.3 更新机制 |
5.5 实验评估 |
5.5.1 实验部署 |
5.5.2 线下更新访存开销 |
5.5.3 线上更新访存开销 |
5.5.4 综合系统性能 |
5.6 本章小结 |
第6章 一种基于GPU加速的多步长前缀树结构 |
6.1 引言 |
6.2 背景知识和相关工作 |
6.2.1 多步长前缀树 |
6.2.2 CUDA并行编程模型及优化策略 |
6.2.3 GPU加速的IP查找引擎 |
6.3 GPU加速的多步长前缀树(GAMT) |
6.3.1 编码方案 |
6.3.2 查找算法 |
6.3.3 更新机制 |
6.3.4 总体系统架构 |
6.4 性能优化 |
6.4.1 GPU上O(1)的查找算法最快吗? |
6.4.2 面向GPU访存优化的多步长前缀树 |
6.4.3 “懒惰”删除 |
6.4.4 多流流水线 |
6.5 实验评估 |
6.5.1 实验方案 |
6.5.2 查找性能 |
6.5.3 更新开销 |
6.5.4 可扩展性及综合性能 |
6.6 本章小结 |
第7章 TailTrie:一种面向GPU加速虚拟化路由器的高效可扩展查找结构 |
7.1 引言及相关工作 |
7.2 TailTrie核心结构及算法 |
7.2.1 融合树结构的压缩 |
7.2.2 下一跳数组的压缩 |
7.2.3 TailTrie的查找算法 |
7.3 系统实现及优化 |
7.3.1 基于GPU的包处理 |
7.3.2 总体系统架构 |
7.3.3 线上TailTrie的查找优化 |
7.3.4 线下TailTrie的更新及优化 |
7.3.5 理论分析 |
7.4 实验评估 |
7.4.1 实验方案 |
7.4.2 存储可扩展性 |
7.4.3 查找性能 |
7.4.4 更新开销 |
7.5 本章小结 |
第8章 迭代哈希:一种时空高效可扩展的多域规则匹配算法 |
8.1 引言 |
8.2 多域规则匹配的迭代降维理论 |
8.2.1 多域规则匹配的数学模型 |
8.2.2 规则投影及相关理论 |
8.2.3 迭代降维处理及相关理论 |
8.3 基于迭代哈希表的多域规则匹配 |
8.3.1 基于多步长前缀树的前缀规则匹配 |
8.3.2 基于规则数组的区间规则匹配 |
8.3.3 二元哈希的转化 |
8.3.4 迭代哈希表的构建 |
8.3.5 基于迭代哈希的规则匹配算法 |
8.3.6 基于流水线的查找架构 |
8.4 实验评估 |
8.4.1 实验数据和实验方案 |
8.4.2 二元哈希转换的可行性 |
8.4.3 规则前缀树的树高对迭代哈希表性能的影响 |
8.4.4 存储效率 |
8.4.5 查找性能 |
8.5 本章小结 |
第9章 FPGA加速NDN名字查找:主要挑战及一种可扩展的解决方案 |
9.1 引言 |
9.2 相关工作介绍 |
9.2.1 基于FPGA实现的IP查找流水线 |
9.2.2 基于GPU加速的多对齐迁移数组 |
9.3 问题分析 |
9.3.1 从IP前缀树到名字前缀树 |
9.3.2 从GPU到FPGA,从数据并行到流水线加速 |
9.3.3 FPGA加速名字查找的主要挑战 |
9.4 层次化对齐迁移数组 |
9.4.1 分层处理——创造流水线映射基础 |
9.4.2 多点探测——突破MATA存储、更新瓶颈 |
9.4.3 并行验证——提升处理性能 |
9.4.4 HATA的查找算法 |
9.5 系统实现及优化 |
9.5.1 ATA的数组单元设计 |
9.5.2 迁移边的定位和验证 |
9.5.3 流水线映射 |
9.5.4 总体架构 |
9.6 实验评估 |
9.6.1 存储效率和可扩展性 |
9.6.2 查找性能的对比 |
9.6.3 层数阈值对查找吞吐率的影响 |
9.6.4 HATA在真实设备上的性能评估 |
9.7 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
致谢 |
附录A 攻读学位期间完成的论文 |
附录B 攻读学位期间参与的科研项目 |
四、一个改进的路由器包转发模型(论文参考文献)
- [1]面向SDN的物联网服务中间件关键技术研究[D]. 师玉龙. 北京邮电大学, 2020
- [2]基于CloudVPN组网环境的应用选路组件的设计与实现[D]. 刘钰喆. 北京邮电大学, 2020(05)
- [3]面向规模可扩展的无线Mesh网络路由协议研究[D]. 郑喆文. 东南大学, 2020(01)
- [4]低时延无线接入网的路由及资源分配研究[D]. 江淼. 南京邮电大学, 2019(02)
- [5]多射频多信道无线Mesh网络信道分配和路由算法研究[D]. 葛佳月. 东南大学, 2019(06)
- [6]基于虚拟化技术的网络攻防模拟环境研究[D]. 王磊. 清华大学, 2018(06)
- [7]基于动态隧道的IPV6孤岛间通信研究及实验[D]. 张冀明. 东南大学, 2018(05)
- [8]面向混杂工业无线传感器网络的动态路由规划及可靠性分析[D]. 段莹. 武汉理工大学, 2018(07)
- [9]生物启发的多径优化传输模型与方案研究[D]. 公维冰. 北京科技大学, 2016(08)
- [10]面向未来互联网的高性能路由查找技术研究[D]. 李彦彪. 湖南大学, 2016(03)