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基于行为树的组网服务管控架构及调度方法

系统工程与电子技术 2024年第10期46卷 3547-3556页

作者：宋睿涛高先明黄姣蕊杨春刚黄韬李芫芫西安电子科技大学通信工程学院陕西西安710071 军事科学院系统工程研究院北京100039 西安电子科技大学杭州技术研究院浙江杭州311200

传统互联网为实现端到端安全、可靠、实时的网络业务保障,需要在网元节点部署多类组网服务。然而,现有大多数网络设备只提供网络接入和路由等服务功能,缺乏安全、可靠、实时的服务设计。基于开源网络操作系统(software for open network... 详细信息

传统互联网为实现端到端安全、可靠、实时的网络业务保障,需要在网元节点部署多类组网服务。然而,现有大多数网络设备只提供网络接入和路由等服务功能,缺乏安全、可靠、实时的服务设计。基于开源网络操作系统(software for open networking in the cloud,SONiC)、容器技术和行为树设计一种组网服务管控架构及调度方法,实现面向网络业务保障的组网服务部署,将组网服务部署可编程网络设备进行统一管理和调度,并进行仿真测试。所述组网服务管控架构及调度方法进一步增强了网络设备能力,利用行为树高效协调管控调度过程中的状态转化,保障组网服务的交付质量。

关键词：行为树容器技术 SONiC 组网服务调度

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虚拟路由器转发平面设计与实现

虚拟路由器转发平面设计与实现

作者：高先明国防科学技术大学

学位级别：硕士

目前,因特网成为社会经济发展和科技创新的重要信息基础设施。但传统的Internet面临安全性、移动性和服务质量等技术挑战时,往往采用“打补丁”的方式破解困境,这种方式严重阻碍了创新型网络的部署和实施。因此,学术界将虚拟化技术运用... 详细信息

目前,因特网成为社会经济发展和科技创新的重要信息基础设施。但传统的Internet面临安全性、移动性和服务质量等技术挑战时,往往采用“打补丁”的方式破解困境,这种方式严重阻碍了创新型网络的部署和实施。因此,学术界将虚拟化技术运用到网络体系架构,并逐步形成和完善了网络虚拟化技术。网络虚拟化技术被认为是构建下一代互联网的重要支撑技术之一。虚拟路由器是网络虚拟化技术中重要支撑点,学术界对此展开深入地研究。虚拟路由器研究方向聚焦在软件路由器方面,即采用系统虚拟化技术实现虚拟路由器。系统虚拟化技术初衷是面向桌面系统和服务器,无法提供与当前商用路由器可比拟的转发性能。所以,研究高性能路由器设备如何支持网络虚拟化技术,具有广阔的应用前景和研究意义。本文针对现有虚拟路由器转发平面模型存在的不足,提出了一种可重构的虚拟路由器转发平面模型。该模型通过引入VRI-API和模块化思想,允许服务提供商根据客户需求调用VRI-API接口函数定制所需功能组件,并将它们组装成转发平面实例。这不仅使转发平面实例具有良好的移植性和扩展性,而且提高了功能组件的利用率和转发平面实例开发的效率。通过研究虚拟路由器中资源调度算法,提出了一种基于历史转发开销的资源调度算法,用来确保转发平面实例资源共享的公平性。该算法通过统计转发平面实例最近?次报文转发开销来计算出它的优先级,并确定转发平面实例调度顺序。通过实验模拟仿真,基于历史转发开销的资源调度算法在确保虚拟路由器资源共享的公平性方面存在明显优势。最后,通过分析报文处理路径中I/O开销的主要来源,设计并实现了一种基于队列的报文处理路径优化机制。该机制能够提取报文头部关键信息,在不失灵活性和扩展性前提下,降低了报文处理路径中I/O开销。通过模拟实验分析:该优化机制能够有效地降低I/O资源开销,提高虚拟路由器转发速度和资源利用率,尤其在处理KB级别报文时。

关键词：网络虚拟化技术虚拟路由器转发平面 I/O模型资源调度算法报文处理路径

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新型专用电路

自动化仪表 1992年第1期13卷 44-45页

作者：高先明

随着微电子技术、检测和调节控制技术、计算机技术等在检测控制仪表中广泛、深入的应用,自动化仪表正在向智能化、小型化、模块化和高精度、高可靠性的方向发展。近年来,国外一些专业公司研制开发的一批专用组合电路器件——模块系列产品。

关键词：专用电路电路器件

SDRS:集中与分布控制相结合的弹性多路径路由机制

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计算机学报 2018年第9期41卷 1976-1989页

作者：高先明王宝生邓文平国防科技大学计算机学院长沙410073

传统的单播路由协议根据单一路由策略(如最小跳步数、最低代价等)计算出到达目的网络的最短路径.受限于局部视图的不完整性、局部策略的自私性,路由计算结果往往为非最优;同时,数据流传输完全依赖于单条路径,容易产生网络拥塞和由单点... 详细信息

传统的单播路由协议根据单一路由策略(如最小跳步数、最低代价等)计算出到达目的网络的最短路径.受限于局部视图的不完整性、局部策略的自私性,路由计算结果往往为非最优;同时,数据流传输完全依赖于单条路径,容易产生网络拥塞和由单点故障引起的通信中断.以软件定义网络(SDN)为代表的集中控制架构,通过感知网络状态,从全局视图进行路由计算并下发策略,促使网络路由趋近最优目标.文中提出了软件定义路由系统概念(Software Defined Routing System,SDRS),在分布式路由协议计算的分布路径基础上,将集中控制机理引入到路由控制系统,集中管理器通过最大多路径覆盖树算法计算出无环的集中路径集,并根据编排的策略选择性地把集中路径部署在网络中,从而实现分布与集中路径同时并行传输数据流,达到二者的有机耦合,既保留了原来分布式路由协议的柔性抗毁、快速自愈的能力,又吸收了集中控制的全局优化能力.最后,实现了SDRS原型系统.实验结果表明,在网络拥塞或单点故障时SDRS性能明显优于单播路由协议的性能,分布式路由协议的丢包率为20%时,SDRS系统的丢包率仅为2.94%.

关键词：路由系统控制机理分布/集中柔性抗毁快速自愈

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我国当代城市化水平测度方法比较与探讨

我国当代城市化水平测度方法比较与探讨

作者：高先明西安建筑科技大学

学位级别：硕士

自从伴随着工业化的城市化出现之时起，其所带来的人类社会各个方面的革命性变化和复杂而独特的发展方式就引起众多学者的关注和兴趣，并一度成为城市和城市化研究的核心。进入二十一世纪以后，随着对人类社会可持续发展的关注，城市作... 详细信息

自从伴随着工业化的城市化出现之时起，其所带来的人类社会各个方面的革命性变化和复杂而独特的发展方式就引起众多学者的关注和兴趣，并一度成为城市和城市化研究的核心。进入二十一世纪以后，随着对人类社会可持续发展的关注，城市作为人类社会最有活力的聚居形态无可避免的成为关注的焦点。城市作为人类经济、社会、文化等的物质载体，被赋予了新的内容，因而对城市化发展水平的描述和评价的要求也相应的发生改变。基于上述问题的考虑，本文对现有的城市化水平测度方法进行比较和探讨，通过分析其方法构造、指标体系以及实际测度应用情况，发现并指出各方法测度描述的准确性、局限性的缺陷和适用性、可比性等方面的不足，以及不能满足现实测度应用的全方位、多角度描述评价要求。针对现有方法测度应用的缺陷和不足，结合未来城市化水平测度方法的发展趋势和要求，运用层次分析法和模糊数学方法构建新的城市化水平测度方法——综合指数法。运用系统模拟方法改进测度模型结构、模块设计方法提升测度指标体系、层次整合方法优化测度计算方法，并推导出同一城市和省域不同时间断面以及不同城市和省域同一时间断面等不同测度要求和比较条件下的测度计算公式。结合新测度方法的实证应用分析，与现有测度方法相比新测度方法在测度评价全面性、适用性等方面体现出明显的优势。通过对新城市化水平测度方法的研究和探讨，为在新时期城市化内涵进一步深化发展条件下的城市化水平测度做有益的探索;也为后续的城市化水平测度研究提供可供参考的思维方法和研究思路。

关键词：城市化城市化水平测度方法指标体系比较研究

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SDN网络中控制器放置问题综述

通信学报 2017年第7期38卷 155-164页

作者：高先明王宝生邓文平陶静国防科学技术大学计算机学院湖南长沙410073

为了改变当前Internet网络管理复杂度高的局面,提出软件定义网络(SDN,software defined network),通过控制器生成流策略来直接控制数据流的转发行为。随着SDN网络部署与实践,研究人员发现控制器在网络中部署位置能直接影响到网络性能。... 详细信息

为了改变当前Internet网络管理复杂度高的局面,提出软件定义网络(SDN,software defined network),通过控制器生成流策略来直接控制数据流的转发行为。随着SDN网络部署与实践,研究人员发现控制器在网络中部署位置能直接影响到网络性能。近年来,围绕控制器放置问题的研究已逐步展开,研究内容集中在性能尺度以及搜索算法这2个方面。结合当前研究现状,对已有的控制器放置问题的研究进行系统性归纳总结,为后续进一步研究提供参考。

关键词：软件定义网络多控制器控制器放置性能尺度搜索算法

Internet路由前缀宣告的特征挖掘与分析

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东北大学学报（自然科学版） 2017年第4期38卷 492-496页

作者：邓文平李竹村王宏高先明国防科学技术大学计算机学院湖南长沙410073

基于大量的历史BGP路由表快照,对BGP路由宣告信息进行深度挖掘.提出了前缀宣告稳定性度量方法,验证了绝大多数路由宣告是稳定的,历史上发生的路由劫持事件都是瞬时的(不具备稳定性);设计了前缀宣告的相似性测度算法,对大量历史BGP路由... 详细信息

基于大量的历史BGP路由表快照,对BGP路由宣告信息进行深度挖掘.提出了前缀宣告稳定性度量方法,验证了绝大多数路由宣告是稳定的,历史上发生的路由劫持事件都是瞬时的(不具备稳定性);设计了前缀宣告的相似性测度算法,对大量历史BGP路由宣告进行了分析,结果表明大多数大型AS宣告的路由前缀具有自相似性,即,同一个AS宣告的多个路由前缀有一定的连续性.基于以上两个特征,从历史路由信息中可进一步提取前缀宣告的可信集,构造BGP路由宣告的可信知识库,为后续的路由前缀劫持检测和路由安全监测提供依据.

关键词：前缀宣告 AS 路由前缀劫持 RouteViews 特征挖掘

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时间敏感网络的控制架构

北京邮电大学学报 2021年第2期44卷 95-101页

作者：王敬超高先明黄玉栋汪硕黄韬鹏程实验室深圳518000 军事科学院系统工程研究院北京100141 北京邮电大学信息与通信工程学院北京100876

分析了时间敏感网络控制架构的设计需求,从配置对象、架构模型、架构实现等3个方面指出了时间敏感网络(TSN)控制架构的发展现状和面临的技术挑战,围绕需求感知、策略计算、策略部署等核心功能重点研究了基于网关和统一架构的2种实现方式... 详细信息

分析了时间敏感网络控制架构的设计需求,从配置对象、架构模型、架构实现等3个方面指出了时间敏感网络(TSN)控制架构的发展现状和面临的技术挑战,围绕需求感知、策略计算、策略部署等核心功能重点研究了基于网关和统一架构的2种实现方式,给出了TSN控制架构的发展趋势,为TSN的应用与推广奠定技术基础.

关键词：时间敏感网络软件定义网络控制架构架构模型架构实现

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面向网络虚拟化技术的管控架构

北京邮电大学学报 2015年第6期38卷 120-126页

作者：高先明王宝生张晓哲马世聪国防科学技术大学计算机学院长沙410073

网络虚拟化技术作为变革网络体系的一种渐变式方案,分离了网络服务和物理基础设施,支持若干同构或异构的网络共享同一物理基础设施.它的管控架构主要解决虚拟网络与物理网络的映射关系、物理网络资源的切分和虚拟网络的部署等问题,直接... 详细信息

网络虚拟化技术作为变革网络体系的一种渐变式方案,分离了网络服务和物理基础设施,支持若干同构或异构的网络共享同一物理基础设施.它的管控架构主要解决虚拟网络与物理网络的映射关系、物理网络资源的切分和虚拟网络的部署等问题,直接关系到系统能否利用底层设备智能化地、快速地为租户提供网络资源的租赁服务.结合项目实施过程中网络虚拟化技术部署的实际需求,提出了2种管控架构模型,即全视图的管控架构和半视图的管控架构.实验结果表明,2种架构模型的性能指标存在差异,如部署时间、通信量和故障恢复时间等.

关键词：网络体系网络虚拟化管控架构全视图/半视图