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基于安全通信的蜂窝网络数据分流资源管理研究与实现

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基于安全通信的蜂窝网络数据分流资源管理研究与实现

作者：郭款阳浙江工业大学

学位级别：硕士

随着移动智能终端和移动互联网的日益普及,蜂窝接入网络数据流量呈爆炸式增长模式。第三代合作伙伴项目(the Third Generation Partnership Project,3GPP)提出的“多流双连接”(dual-connectivity)工作模式因其允许移动用户(mobile user... 详细信息

随着移动智能终端和移动互联网的日益普及,蜂窝接入网络数据流量呈爆炸式增长模式。第三代合作伙伴项目(the Third Generation Partnership Project,3GPP)提出的“多流双连接”(dual-connectivity)工作模式因其允许移动用户(mobile user,MU)同时在宏基站(macro-cell base station,mBS)和小蜂窝接入点(small-cell access point,sAP)之间进行高效的流量调度,被认为可以有效缓减蜂窝网络流量压力。然而在数据分流的过程中,一些恶意的节点可能会通过接收MU的无线信号来窃听MU的分流数据,继而引发安全泄露问题。本文我们主要研究了 MU利用双连接在给定速率需求和安全性需求下的最优资源分配问题。本文主要研究以及取得的成果如下:首先,从单MU-单sAP网络角度出发,在保障MU安全通信的前提下,设计了一种基于双连接的联合流量调度、功率分配以及带宽分配的最优数据分流方案。该最优分流方案的目的是在保障MU安全性需求和速率需求的前提下,最小化MU的总资源消耗(包括功率消耗和带宽消耗)。由于MU通信安全程度取决于流量调度和功率分配,因此所建模的联合优化问题是一个非凸优化问题,导致求解过程变得非常困难。尽管如此,我们对问题进行分层转化,将其分解成一个底层问题和顶层问题:底层问题是关于流量调度和功率分配的优化,我们将其转化为一个凸优化问题,并采用二分法进行求解;顶层问题是关于带宽分配的优化,我们将其转化为一个单调性优化问题,并采用基于单调性优化的“块逼近”算法进行求解。仿真结果表明,通过我们算法得到的结果相比由LINGO得到的结果,平均相对误差不超过0.2%,但是在求解速度上我们的算法提升了至少96%。因此我们算法的准确性和有效性得到了充分的验证。其次,基于单MU-单sAP网络场景下的最优分流方案,我们研究了多MU-多sAP网络场景,并且建模了一个分流选择问题模型。该分流选择问题在保障MUs速率需求和安全性需求的前提下,以及在sAP和mBS的带宽资源受限以及sAP的回程容量受限的情况下,最大化所有被服务的MUs的总吞吐量。尽管该问题是一个NP-Hard问题,但是首先我们对原问题中的接入选择系数进行线性松弛,接着我们设计了一种有效的启发式算法得到分流选择方案。仿真结果表明通过我们算法得到的结果相比由基于距离的启发式算法得到的结果,能够在性能上提升30%以上。最后,我们基于MATLAB GUI(Graphical User Interfaces)平台,将上述两种网络场景下提出的最优分流方案进行实现。在GUI平台上,使用者只需要输入当前的网络场景,便可得到最优分流方案。同时,我们还在GUI平台上展示了 MU速率需求和安全性需求对最优分流方案的影响。

关键词：数据分流双连接物理层安全无线资源管理

面向数据分流能效优化的网络资源管理方法研究

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面向数据分流能效优化的网络资源管理方法研究

作者：杨晓维浙江工业大学

学位级别：硕士

移动智能设备的爆发式增长和通信网络的迭代促进了现代数字信息化网络的发展。如何有效解决通信设备承受的流量压力是运营商面临的重要难题。面向无线接入点的数据分流技术被认为有效解决该难题的技术方案之一。本文以提高蜂窝网络的能... 详细信息

移动智能设备的爆发式增长和通信网络的迭代促进了现代数字信息化网络的发展。如何有效解决通信设备承受的流量压力是运营商面临的重要难题。面向无线接入点的数据分流技术被认为有效解决该难题的技术方案之一。本文以提高蜂窝网络的能效利用率为目标,全面结合双连接技术的特性和可再生能源的分布特点,建立面向数据分流的资源管理理论体系,以实现资源的有效利用。本文的主要研究成果如下:1.针对下行单小蜂窝网络中流量和功率的相互制约问题,本文提出了小基站和用户之间的能效优化模型,并设计了相对应的分层算法,该算法可以准确地实现最小化包含网络链路的使用代价在内的总系统代价。大量的数据仿真验证本文设计算法的可行性,与传统的固定分流比例策略相比,本文所设计的基于数据分流的算法可以有效减少电网能量的消耗,提升用户收益最高达84.26%。但是事实上网络中的窃听者会影响用户的传输性能,因此,为进一步提高吞吐量的准确性,本文提出一种联合安全因素的数据分流方案,从而进一步保证数据传输的有效性。2.针对窃听用户作为网络中的不安全因素,本文提出一种联合带宽和发射功率的安全分流机制。本文发掘并利用安全传输流量与发射功率之间的关联性,将该问题转化为了窃听概率分配问题,并设计了算法。本文通过提出变量替换求解法获得原联合问题的最优解。与启发式算法相比,本文设计的算法可以明显减少系统功耗。实验仿真的结果表明本文设计的算法可以保证安全传输时,满足用户数据需求并且提高能效利用率。

关键词：数据分流资源管理安全分流双连接凸优化

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WLAN数据分流技术

电信技术 2012年第S2期 133-140页

作者：王小华上海贝尔股份有限公司

探讨了各种WLAN数据分流技术,详细阐述并比较了3GPP各版本的WLAN互操作技术特点,最后介绍了上海贝尔的lightRadio Wi-Fi数据分流解决方案。

关键词：数据分流 WLAN Wi-Fi lightRadio

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基于Docker容器动态迁移数据分流框架

西华师范大学学报（自然科学版） 2019年第2期40卷 210-216页

作者：赵旭李艳梅罗建罗金梅西华师范大学计算机学院

在云平台技术迅速发展的环境下,服务器的负载、维护、能耗等问题严重影响了云平台资源的管理效率。为了提高云平台资源的管理效率,本文提出一种基于Docker容器动态迁移数据分流框架策略。首先,通过对Docker实现原理和底层技术的研究,借... 详细信息

在云平台技术迅速发展的环境下,服务器的负载、维护、能耗等问题严重影响了云平台资源的管理效率。为了提高云平台资源的管理效率,本文提出一种基于Docker容器动态迁移数据分流框架策略。首先,通过对Docker实现原理和底层技术的研究,借助进程迁移检查点恢复机制和pre-copy算法实现Docker动态迁移算法的优化设计;然后,借助第三方数据管理平台和数据分流传输的策略实现Docker容器动态迁移数据分流框架。最后实验结果证明,本文提出的框架提高了Docker动态迁移的效率,降低了Docker动态迁移的数据成本,有助于实现服务器的负载均衡和错误容忍,同时降低了服务器的维护难度和管理开销。

关键词：数据分流 Docker 负载均衡动态迁移云计算

异构无线网络中基于能量感知和资源分配的数据分流方法

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三明学院学报 2021年第6期38卷 45-50页

作者：余建余琼肖香梅林志兴三明学院网络中心福建三明365004 三明市第二中学福建三明365000 三明学院信息工程学院福建三明365004 物联网应用福建省高校工程研究中心福建三明365004

针对因移动数据流量的大规模增长而导致通信网络能耗增加的问题,提出一种基于能量感知的数据分流方法。首先,建立能量感知的数据分流模型,通过用户对网络的选择,以及子信道和功率的分配,建立了能量感知和资源分配的算法。目的是设计一... 详细信息

针对因移动数据流量的大规模增长而导致通信网络能耗增加的问题,提出一种基于能量感知的数据分流方法。首先,建立能量感知的数据分流模型,通过用户对网络的选择,以及子信道和功率的分配,建立了能量感知和资源分配的算法。目的是设计一种在保持网络稳定的同时最大限度地减少预期时间平均功耗的在线网络选择和资源分配的算法。最后,仿真实验结果表明该方法在异构网络数据切换分流时,能有效降低用户的平均功耗,较好地解决大型网络系统中存在的多个蜂窝和Wi-Fi网络以及多个用户情况下的数据分流问题,并且用户能量平均功率从67 W下降到24.8 W。

关键词：异构无线网络网络选择能量感知功率分配数据分流

基于SWPC构想的GSM/WLAN数据分流方法研究

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移动通信 2015年第8期39卷 42-47页

作者：苏郁中国移动通信集团陕西有限公司陕西西安710075

为实现网络负荷的实时自动分流,保证用户良好的业务体验,提出了一种基于超级无线策略控制器构想的GSM/WLAN数据分流方法,并在高校场景下进行应用,详细阐述了超级无线策略控制器(SWPC)的实现原理。经过测试验证,能够实现GSM蜂窝网络的数... 详细信息

为实现网络负荷的实时自动分流,保证用户良好的业务体验,提出了一种基于超级无线策略控制器构想的GSM/WLAN数据分流方法,并在高校场景下进行应用,详细阐述了超级无线策略控制器(SWPC)的实现原理。经过测试验证,能够实现GSM蜂窝网络的数据业务向WLAN网络的实时迁移与分流。

关键词：超级无线策略控制器全球移动通信系统无线局域网数据分流

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基于5GtoB定制网的数据分流方案研究

电信科学 2022年第9期38卷 161-168页

作者：曹亚平孙颖张会肖中国电信股份有限公司研究院北京102209

随着5G网络的不断演进,面向行业用户的解决方案也更加灵活,数据分流可以很好地满足客户对于数据不出园区、本地卸载、低时延等迫切需求。介绍了5G网络中数据分流能力的需求背景和分流技术原理,同时结合运营商现网实际部署情况,论述了基... 详细信息

随着5G网络的不断演进,面向行业用户的解决方案也更加灵活,数据分流可以很好地满足客户对于数据不出园区、本地卸载、低时延等迫切需求。介绍了5G网络中数据分流能力的需求背景和分流技术原理,同时结合运营商现网实际部署情况,论述了基于多数据网络名称(data network name,DNN)分流和基于上行链路分类器(uplink classifier,UL CL)分流两大类数据分流方案的应用场景、技术实现,并对不同方案的优点和局限性进行了对比分析,最后通过实际案例验证了方案的可行性。

关键词： 5GtoB 数据分流 DNN UL CL

基于数据分流实现高速网入侵检测的研究与实践

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萍乡高等专科学校学报 2003年第4期20卷 117-120页

作者：蔡方萍萍乡高等专科学校江西萍乡337000

随着以太网的发展 ,目前基于网络的入侵检测系统已经无法适应高速增长的网络速度 ,本文提出了一种数据分流的方法 ,将捕获的网络数据按某种规则分流转发至多个的检测设备进行处理 ,以达到提高整个系统的检测性能 ,解决高速网络下网络入... 详细信息

随着以太网的发展 ,目前基于网络的入侵检测系统已经无法适应高速增长的网络速度 ,本文提出了一种数据分流的方法 ,将捕获的网络数据按某种规则分流转发至多个的检测设备进行处理 ,以达到提高整个系统的检测性能 ,解决高速网络下网络入侵检测设备因性能缺陷而带来的丢包问题。

关键词：高速网络网络入侵入侵检测系统数据分流网络安全以太网

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流量控制与数据分流技术浅谈

计算机与网络 2011年第22期 61-63页

作者：杨超卜旭日山东日照广电信息网络有限公司

文章通过对acl限速、交换机端口限速、专用流控软件限速等手段对流量的监测、分析以及优化来控制带宽;并对这三种方法进行分析比较,介绍了使用某种方法的背景,实施难度,实现方法,优缺点以及在实际使用中的问题等,通过实际比较使用了较... 详细信息

文章通过对acl限速、交换机端口限速、专用流控软件限速等手段对流量的监测、分析以及优化来控制带宽;并对这三种方法进行分析比较,介绍了使用某种方法的背景,实施难度,实现方法,优缺点以及在实际使用中的问题等,通过实际比较使用了较为优秀的流量控制方法来实现流量的分析、监测以及控制等,以及流量控制后的结果;同时介绍了出口分流的部分内容。

关键词：流量控制,端口镜像端口限速流量优化数据分流