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带宽感知的机会网络编码机制

计算机工程与设计 2016年第12期37卷 3223-3227页

作者：陶雯李懿雯白光伟沈航江苏第二师范学院数学与信息技术学院江苏南京210013 南京工业大学计算机科学与技术系江苏南京211816

针对无线网络编码协议无法高效支持视频传输的问题,提出带宽感知的机会网络编码(BONC)机制。研究分析现有网络编码协议存在的问题,通过效用增益函数表示数据包对视频传输质量的贡献程度;在此基础上,借助动态多优先级机制,提高高优先级... 详细信息

针对无线网络编码协议无法高效支持视频传输的问题,提出带宽感知的机会网络编码(BONC)机制。研究分析现有网络编码协议存在的问题,通过效用增益函数表示数据包对视频传输质量的贡献程度;在此基础上,借助动态多优先级机制,提高高优先级数据包接入信道的概率。仿真结果表明,BONC机制可以在很大程度上提高视频帧的可解码率,提高整个视频传输的质量。

关键词：网络编码机会转发带宽感知视频传输效用增益

基于带宽感知动态压缩算法的PET/CT影像传输策略

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计算机应用与软件 2024年第6期41卷 142-149页

作者：刘琦王晔绮赵国桦崔勇林予松郑州大学信息工程学院河南郑州450001 郑州大学互联网医疗与健康服务河南省协同创新中心河南郑州450052 郑州大学软件学院河南郑州450002 郑州大学汉威物联网研究院河南郑州450002 郑州轻工业大学计算机与通信工程学院河南郑州450002

针对网络带宽不断变化以及PET/CT影像数据量大引发的过量传输请求命令,提出一种基于带宽感知动态压缩算法的PET/CT影像高效传输策略,简称T-PCI策略。该策略首先依据序列信息进行影像序列化打包,同时监测当前网络的实时带宽,采用带宽感... 详细信息

针对网络带宽不断变化以及PET/CT影像数据量大引发的过量传输请求命令,提出一种基于带宽感知动态压缩算法的PET/CT影像高效传输策略,简称T-PCI策略。该策略首先依据序列信息进行影像序列化打包,同时监测当前网络的实时带宽,采用带宽感知动态压缩算法和边压缩边传输机制,实现海量影像传输。仿真实验结果表明,与三种常规传输模式相比,T-PCI策略以实时带宽和边压缩边传输为基线,其传输总时间可降低19%~58%,有效提高传输效率。

关键词：数据传输医学影像 PET/CT 带宽感知动态压缩

车载自组网中数据的拥塞控制与可搜索加密方法研究

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车载自组网中数据的拥塞控制与可搜索加密方法研究

作者：吴凯浙江科技学院

学位级别：硕士

随着汽车智能化的发展,人们对车辆的功能和安全有了新的定义和要求。而车载自组网技术的应用为其实现增添了可能性,同时也吸引了研究者们者对车载数据的互通性和协作性方面的研究。车载自组网中,网络质量将直接影响数据的互通性,而数据... 详细信息

随着汽车智能化的发展,人们对车辆的功能和安全有了新的定义和要求。而车载自组网技术的应用为其实现增添了可能性,同时也吸引了研究者们者对车载数据的互通性和协作性方面的研究。车载自组网中,网络质量将直接影响数据的互通性,而数据拥塞问题是影响网络质量的主要方面。通常,解决数据拥塞的方法是采用具备速率自适应的路由协议。该方法会在链路出现拥塞时降低发送速率或停止发送,虽然能够解决数据拥塞问题,但会大大降低网络的吞吐量。另一方面,在车载数据的协作性方面,即要保证数据安全性又要可操作性。而现有的多用户可搜索加密技术,存在密钥过多易泄露、令牌与关键字不具备隐私性和服务器叛逆等问题。因此,本文针对以上两类问题,进行了分类研究:(1)针对现有的车载网络数据拥塞控制技术中存在的问题,本文在现有的按需平面距离矢量(Ad-hoc On-Demand Distance Vector,AODV)路由协议基础上,提出基于带宽感知的拥塞避免算法(Congestion avoidance based on bandwidth awareness,BACA),能够在路径发现过程中,提前避免数据拥塞,解决了因节点通信繁忙、剩余带宽小而导致的拥塞问题,提高网络吞吐量。通过SUMO(Simulation of Urban Mobility,SUMO)工具建立了城市道路网络模型,并引入车辆移动模型,利用NS2网络仿真工具进行实验仿真和性能对比。结果表明,BACA在车辆密度高的、业务量大的交通网络中,具有稳定较低的传输时延,在数据投递率和网络吞吐量方面优于速率自适应协议。(2)针对现有可搜索加密技术中存在的问题,本文采用非对称密钥协商机制,提出了基于车辆群协作的可搜索加密(Searchable Encryption based on Vehicle-group Cooperation,VCSE)方法,利用聚合密钥生成算法,引入随机数与哈希函数,解决了检索令牌与关键字的安全性弱的问题。最后,通过算法推导,证明了VCSE的可行性和安全性,同时利用PBC(Pairing-Based Cryptography Library,PBC)函数库,对VCSE算法在各阶段的计算开销进行的仿真,并从算法复杂度和性能上对比了有关协议。结果表明,VCSE方法能够实现多车辆用户间的平等协作共享,提高了检索令牌和索引关键字的隐私性和安全性,可抵御服务器叛逆。

关键词：车载自组网拥塞避免带宽感知可搜索加密车辆群协作

异构环境下基于网的P2P直播流媒体技术研究

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异构环境下基于网的P2P直播流媒体技术研究

作者：陈华南京邮电大学

学位级别：硕士

随着Internet的日益普及以及多媒体技术的迅速发展,以视频为主的流媒体业务必将成为Internet的杀手级应用。然而,如何解决视频巨大的数据量占用带宽高、服务持续时间长、传输实时性要求高的问题面临着巨大的挑战。对等网络凭借其优... 详细信息

随着Internet的日益普及以及多媒体技术的迅速发展,以视频为主的流媒体业务必将成为Internet的杀手级应用。然而,如何解决视频巨大的数据量占用带宽高、服务持续时间长、传输实时性要求高的问题面临着巨大的挑战。对等网络凭借其优异的可扩展性以及低成本、易部署的优势,成为解决大规模流媒体应用的最重要的技术途径之一。在对目前P2P流媒体技术取得的成果进行详细研究后,确定了P2P流媒体技术最关键的两个问题:覆盖网络的拓扑结构和数据块调度策略。前者关注如何给节点分配邻居节点的问题,后者解决如何在邻居节点之间传送数据块的问题。本文围绕这两个问题展开研究。首先通过研究对数据块调度算法进行研究的文献发现,它们很少考虑到了现实网络环境的异构性,将所有节点服务能力视为一样的。为了充分利用这种异构性来改善系统性能,本文引入了带宽感知的思想。同时为了深入研究基于带宽感知的算法,本文设计了三种对节点上行带宽依赖程度不一样的带宽感知数据块调度算法,通过仿真表明若能合理的利用节点异构性这一属性,让高上行带宽节点优先获取数据块,能够在一定程度上改善系统性能。同时,当前大多数文献在研究数据块调度算法时,都将覆盖网络视为静态随机或者全连通状态。亦有部分文献提出偏好网络的概念,即选择相互间传输延时低或者上行节点带宽高的节点作为邻居节点,相较于随机拓扑网络性能有所改善。相关研究都未考虑节点间的异构特性,本文提出一种简单的、分布式、具有间接测量节点上行带宽功能的覆盖网络拓扑自适应优化算法。通过仿真表明,该算法能有效的改善系统性能,并具有一定的鲁棒性。

关键词：流媒体对等网络覆盖网络带宽感知

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北极海洋观测浮标故障机理和服役安全性研究

北极海洋观测浮标故障机理和服役安全性研究

作者：林子楠上海海洋大学

学位级别：硕士

北冰洋冰区能够明显的影响北极冷空气的范围以及强度,是全球气候中非常关键的组成部分。随着温室效应的逐步提升,北极海冰的面积、厚度较以往相比发生了大的变化,这将对我国甚至是全世界范围内气候产生的严重影响。因此,观察海冰范围以... 详细信息

北冰洋冰区能够明显的影响北极冷空气的范围以及强度,是全球气候中非常关键的组成部分。随着温室效应的逐步提升,北极海冰的面积、厚度较以往相比发生了大的变化,这将对我国甚至是全世界范围内气候产生的严重影响。因此,观察海冰范围以取得极地海冰的物理参数是进行极地气候研究的必备基础以及重要条件。根据极区的环境的地理特性,建立一个具备在恶劣环境下长期、连续、正常工作的观测系统十分必要。通过在北冰洋地区安装浮标系统,就能够实现对该地区的水文信息以及气象信息等进行低成本、低能耗、高效率的收集,从而研究这些信息之间的关系。通过搭载不同类型的传感器,极地浮标可以进行目标测量、目标感知、追踪。但由于北极地区有着非常严峻的气候条件,这对浮标通信网络路由安全性提出了更高的要求。故本文对浮标通信的失效机理进行了分析并对浮标通信安全性的提高进行了研究。本文中首先对极区浮标通信故障机理进行了介绍。其次,对国内外传感器网络安全性研究的发展进行了阐述。再次,对浮标的整体结构进行了设计,通过AQWA软件进行模拟仿真,给出了浮标体正常工作的设计参数。最后,以此为基础,本文对浮标所搭载的声学传感器网络进行了可靠性研究。由于浮标所搭载的水下声学传感器所组成的网络具有有限的带宽和功率资源的特性,地理信息路由成为了研究的首选,但地理路由中的许多迂回算法却不适用于三维水下网络拓扑结构。除此之外,生成树路由用于此类网络时可有效发现迂回路径,但该路由的有效性又很大程度上取决于预构建生成树的质量。总体而言,大多数现有生成树算法是以自上而下的方式生成树,其未考虑到网络中的可用带宽,故有可能创建出性能较差的树路由。因此,本文中提出了一种名为带宽感知路由树的新型生成树,这种生成树是以自下而上的方式构建,同时会考虑到可用带宽。模拟结果表明,相比其他生成树,带宽感知路由树的冲突凸包明显更少,路径吞吐量则更高,从而导致其在三维水下传感器网络中路由可靠性能更好,提高了浮标的服役安全性。

关键词：北极海洋浮标传感器网络路由算法带宽感知

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复杂环境下多集群服务协同系统的设计与实现

复杂环境下多集群服务协同系统的设计与实现

作者：秦志旗电子科技大学

学位级别：硕士

随着服务复杂性的增加,服务对计算资源有着更大的需求。单集群难以满足服务对计算资源的需求。与单集群相比,多集群架构有着更灵活的设计,多个集群之间相互协作完成服务,有着更高的效率,因此成为近年来的研究热点。现有的多集群服务协... 详细信息

随着服务复杂性的增加,服务对计算资源有着更大的需求。单集群难以满足服务对计算资源的需求。与单集群相比,多集群架构有着更灵活的设计,多个集群之间相互协作完成服务,有着更高的效率,因此成为近年来的研究热点。现有的多集群服务协同系统研究主要基于商业环境,对复杂环境下的研究较少。复杂环境如野外无人机集群作业,集群资源受限,且存在单点故障问题,对现有多集群服务协同系统影响较大。基于上述背景,本文设计并实现了一种复杂环境下的多集群服务协同系统。系统采用基于共享状态调度的去中心化模式,解决了复杂环境下的单点故障问题,且针对复杂环境下网络带宽受限、计算存储资源受限等情况做出了相应优化。实验表明,本文设计的系统能够在复杂环境下较好地工作,具有较高的资源利用率与较低的网络带宽占用,以及较好的可用性。本文主要创新工作阐述如下:1.复杂环境下多集群服务协同系统可用性的提高。本文采用基于共享状态调度的去中心化设计,集群之间相互独立,任意集群故障不影响系统的正常运行,解决了复杂环境下的单点故障问题。同时本文提出了基于一致性哈希算法的调度器故障迁移算法,当集群发生永久性宕机时,调度权归属于该集群调度器的服务会通过调度器故障迁移算法迁移至正常集群调度器,以保证集群宕机情况下服务的可用性。上述设计结合在一起,提高了复杂环境下多集群服务协同系统的可用性。2.复杂环境下多集群服务协同系统网络带宽占用的降低。本文改进了原Delta CRDT算法的状态同步子算法,提出了基于带宽感知的状态同步子算法,通过感知实时带宽动态调整同步周期,在同步速度相同的前提下具有更少的网络带宽占用。此外,本文对原Delta CRDT算法的Delta垃圾回收机制进行了改进,优化算法在成员宕机情况下的内存占用。3.复杂环境下多集群服务协同系统资源利用率的提升。本文融合了在线调度算法的实时性与离线调度算法的高资源利用率,通过预测服务资源需求,使用离线调度算法进行预分配,当服务未命中预分配策略时使用在线调度算法进行调度。实验结果表明,本文提出的基于预测的混合调度算法具有较好的实时性与较高的资源利用率。

关键词：复杂环境共享状态调度 Delta CRDT 带宽感知预测故障迁移

Linux系统下OLSR路由协议研究及实现

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Linux系统下OLSR路由协议研究及实现

作者：严雯电子科技大学

学位级别：硕士

最优化链路状态路由协议(OLSR,Optimal Link State Routing)是Ad Hoc网络的经典主动路由协议,它简单、实用且性能优越。本文深入研究OLSR协议的工作原理,在Linux系统下实现了OLSR协议,进而针对OLSR协议的路由选择算法,提出一种有效的协... 详细信息

最优化链路状态路由协议(OLSR,Optimal Link State Routing)是Ad Hoc网络的经典主动路由协议,它简单、实用且性能优越。本文深入研究OLSR协议的工作原理,在Linux系统下实现了OLSR协议,进而针对OLSR协议的路由选择算法,提出一种有效的协议改进方案。本文首先阐述OLSR路由协议在Linux系统下的实现方案。在深入剖析OLSR路由协议的工作原理的基础上,结合Linux操作系统的特点提出实现OLSR路由协议的总体设计方案。围绕总体设计方案,针对实现过程中遇到的具体困难,本文介绍了解决问题的关键技术。实验证明OLSR协议的实现方案是正确可行的,它遵循OLSR协议基本的工作原理,自动适应网络拓扑结构的动态变化,支持节点的添加、删除和移动,并能准确而快速的传输IPv4和IPv6编址方式的数据。在OLSR路由协议实现基础上,本文利用多路径机制和带宽感知改进OLSR协议,提出SRMSB-OLSR方案。SRMSB-OLSR同时提供多路径带宽感知路由和单路径带宽感知路由。单路径带宽感知路由算法以跳数为选路的主要依据,同时考虑带宽因素的影响,在最短可达路径集中选择带宽最宽的路径作为最优路由。同OLSR协议类似,SRMSB-OLSR通过单路径带宽感知路由算法计算去往全网所有节点的单条最优路由。多路径路由算法在单路径带宽感知路由算法的基础上引入多路径机制,为业务流提供多条通往目的地的不相交路径。SRMSB-OLSR还借助源路由机制和加权分配的循环调度算法,保证业务流按比值精确地分配到多条路径上并行传输。实验证明,与OLSR协议相比,在网络业务负载较重的情况下,SRMSB-OLSR提供的单路径带宽感知路由能感知相同跳数下负载较轻的路径,避免新的数据流仍然通过负载重的路径传输,从而降低数据包的丢包率,减少传输延时;多路径带宽感知路由不仅降低了数据传输的丢包率,还有效均衡了网络负载。

关键词： OLSR协议带宽感知多路径路由源路由机制

基于内容连通性的数据中心光网络保护方法研究

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基于内容连通性的数据中心光网络保护方法研究

作者：金紫莲北京邮电大学

学位级别：硕士

在互联网飞速发展的今天,用户需求的数据量也呈指数式增长。面对需求爆发式的增长,数据中心光网络经历了光电混合组网、波分复用、弹性灵活光网络等发展阶段,现已经可以提供一种高速传输数据,支持大带宽、大容量的解决方案。对于运营商... 详细信息

在互联网飞速发展的今天,用户需求的数据量也呈指数式增长。面对需求爆发式的增长,数据中心光网络经历了光电混合组网、波分复用、弹性灵活光网络等发展阶段,现已经可以提供一种高速传输数据,支持大带宽、大容量的解决方案。对于运营商来说,他们较关注于网络的连通性,即通信链路是否连通且有较好的性能;在数据中心光网络里,对于服务提供者和用户来说,他们更关注于内容资源是否可以快速有效地传递给用户,即内容的连通性。基于此,内容连通性正逐渐成为一种新的度量网络性能的方式。另一方面,随着传输能力的不断提升,自然灾害等对网络造成的伤害也愈发不容忽视,一旦有光纤链路受到影响不能正常工作,将对整个网络的业务造成不可估量的损失,而针对灾难性故障的保护工作对于网络生存性的保障也是必不可少的一部分。因此,基于内容连通性的数据中心光网络的保护方法成了保障网络生存性研究的重点研究方向。本文的主要工作和创新成果包括:1)研究基于内容连通性的数据中心光网络的保护方法,建立了不同种故障类型对网络造成的影响的模型,并分别设计了相应基于内容连通性的保护方法。2)针对基于内容连通性的数据中心光网络的保护方法的问题,提出了一种业务感知的保护方法,通过对业务划分不同重要等级,调整保护路径带宽的调制格式,压缩其保护带宽的方式,降低网络的阻塞率。仿真结果对比了和基于内容连通性的传统保护方案,可看出提出的保护方法较传统的保护方法降低阻塞率大约40%左右,增大了带宽资源利用率10%左右。3)提出了一种基于内容连通性的带宽可调节的保护算法。在数据中心光网络负载日益加重的情况下,为了更好地保护到更多的业务,通过调整其保护路径的带宽,降低网络的阻塞率。仿真结果对比了采用多种调制格式的带宽可调节的保护算法,验证了提出算法的优势。

关键词：内容连通性生存性业务感知带宽感知