自适应的未来网络体系架构
摘要：随着计算技术和互联网业务的蓬勃发展,用户对网络应用提出了越来越高的要求,多样化的需求使得现有Internet架构难以适用,成为了网络业务进一步发展的瓶颈.文中在分析当前Internet网络存在的问题、总结本源性因素的基础上,指出了自适应是未来网络的发展方向,可控、可管、可扩展和可信是实现自适应特性应满足的基本指标.在介绍和分析现有自适应未来网络关键技术和体系架构的同时,深入讨论了相关技术和体系结构的优势和兼容性,并在此基础上提出了自适应的未来网络体系架构,为未来网络的研究提供了参考.可演进的新一代互联网体系结构研究进展
摘要：当前互联网正处于向新一代互联网过渡发展的阶段.对于新一代互联网体系结构的发展方向,支持革命式路线的研究人员认为应该重新设计,但他们提出的方案难以在目前的互联网实际部署;支持改良式路线的研究人员认为应该在现有互联网的基础上进行修改,但某些修改在一定程度上破坏了互联网的设计原则,影响了新应用的部署.互联网发展历史表明,当前互联网的核心机制和设计原则仍然具有旺盛的生命力,可以适用于新一代互联网,而需要修改的则是部分基本要素（例如IPv4协议向IPv6协议的发展）.综合这些方面的考虑,我们认为新一代互联网体系结构的发展应当采用一个称为演进的中间路线：保持互联网的核心和设计原则相对稳定,谨慎地改变约束其扩展的基本要素,以适应和更好地支持未来的应用需求.文中首先分析了互联网体系结构的发展趋势,提出了可演进性的定义,阐述了可演进体系结构的设计原则和设计约束.可演进性的关键是如何确定重要的核心和设计原则,如何划分核心原则和基本要素之间的界限,如何分析研究者们提出的互联网体系结构或者某种协议机制是否符合可演进性.针对这些问题,文中提出了互联网体系结构可演进性评估模型的若干思路.在此基础上,进一步提出了基于IP的可演进网络体系结构实验网络的设计思路,以期为研究人员提供实验和验证体系结构设计的可用平台.该实验平台与现有实验平台的主要区别是强调了进行实验的体系结构和协议机制应当符合可演进性设计原则,使得这些体系结构和协议机制在当前互联网中有可能得到实际部署.未来互联网体系结构研究综述
摘要：互联网逐渐成为社会基础设施,现有TCP/IP体系结构面临诸多挑战,未来互联网体系结构成为研究热点.文中分析了现行互联网在可扩展性、动态性、安全可控性等方面面临的根本性问题,综合比较了面向可扩展性、面向动态性及可信未来互联网体系结构研究,讨论了相关体系结构存在的问题.实验验证是未来互联网研究的重要手段,论文进一步分析了支持互联网体系结构持续创新所需的可编程虚拟化路由器及其试验床的研究进展.论文最后讨论了未来互联网体系结构有待重点研究的相关问题.多媒体网络：从内容分发网络到未来互联网
摘要：近年来,随着网络技术的飞速发展,互联网流量视频化的趋势日益明显,视频应用使互联网的可扩展性、可演进性、服务质量和网络安全面临诸多挑战.内容分发网络通过在应用与网络间构建覆盖网,为解决网络视频应用面临的分发难题提供了有力的支持,也成为当前网络视频产业中的关键技术.但是随着视频应用在移动性、交互性、异构性以及可扩展性方面需求的不断增长,现有内容分发网络技术面临重大挑战,学术界与工业界都试图从互联网体系架构入手解决网络视频应用中的问题.文中系统总结了内容分发技术面临的挑战以及现有互联网体系结构研究的思路与核心技术,提出了面向未来网络的多媒体网络设计思路.无线传感器网络数据隐私保护技术
摘要：研究和解决数据隐私保护问题对无线传感器网络的大规模应用具有重要意义,同时无线传感器网络的特征使得数据隐私保护技术面临严重挑战.目前无线传感器网络数据隐私保护技术已成为研究热点,主要针对数据聚集、数据查询和访问控制中数据隐私保护问题进行了研究.文中对无线传感器网络数据隐私保护现有研究成果进行了总结,从数据操作任务和隐私保护实现技术两个维度对现有研究成果进行了分类,介绍了网络模型、攻击模型和安全目标,阐述了代表性协议的关键实现技术,分析和比较了代表性协议的性能并总结了各协议的主要优缺点,最后指出了未来的研究方向.物联网信息感知与交互技术
摘要：信息感知作为物联网的基本功能,是物联网信息＂全面感知＂的手段.信息交互是物联网应用与服务的基础,是物联网＂物物互联＂的目的.随着物联网研究热潮的兴起,以传统无线传感器网络为核心的感知网络研究迅速升温,并在信息感知与交互方面取得了大量研究成果.文章分析了物联网信息感知与交互方面的最新研究进展.在信息感知方面,从数据收集、清洗、压缩、聚集和融合几个方面,梳理归纳了数据获取和处理的主要方法.在信息交互方面,提出了物联网信息交互的基本模型,分析总结了信息交互涉及的主要技术.在此基础上,讨论了物联网信息感知与交互研究的热点问题,包括新的感知技术、能效平衡、信息安全和移动感知网络等.最后,指出了物联网信息感知与交互技术发展面临的问题和挑战,展望了未来的研究方向.物联网移动感知中的社会关系认知模型
摘要：社会关系量化是物联网移动感知服务的基础,涉及时间、空间和行为等多种决策因子,对此借助社会网络理论,提出一种面向物联网移动感知的节点社会关系认知模型：（1）从多个角度推理和评估社会关系的复杂性和不确定性,分析物联网移动感知中节点社会关系的时空特性;（2）综合考虑影响社会关系的多种要素,引入位置因子、交互因子、服务质量因子和反馈聚合因子对移动节点社会关系进行合理量化,克服已有量化模型中决策因子单一、计算结果具有较大局限性的缺点;（3）通过信息熵和粗糙集理论确立各个决策因子的权重分配,克服已有权重分配中存在的主观性、动态适应性差的问题.模拟实验结果表明,与已有方法相比,该认知模型具有更好的动态适应性和预测准确性.面向物联网海量传感器采样数据管理的数据库集群系统框架
摘要：物联网是目前国际和国内新兴的一项热门技术,正在给人们的生产和生活方式带来深刻的变革.物联网在带来诸多好处的同时,也给软件乃至整个信息技术领域带来了前所未有的挑战.该文针对物联网传感器采样数据管理中所面临的数据海量性、异构性、时空敏感性、动态流式特性等问题,提出一种面向物联网海量传感器采样数据管理的数据库集群系统框架IoT-ClusterDB.实验结果表明,IoT-ClusterDB具有良好的传感器数据接入与查询处理性能,为物联网海量异构传感器采样数据的存储与查询处理提供了一种可行的解决方案.僵尸网络中的关键问题
摘要：僵尸网络是一种复杂、灵活、高效的网络攻击平台,在互联网中分布非常广泛.僵尸网络使攻击者具备了实施大规模恶意活动的能力,如发送垃圾邮件、发动分布式拒绝服务攻击等.由于其危害日益严重,僵尸网络已经成为网络安全研究的热点之一.但是近年来,僵尸网络新的发展、变化,突破了以往对僵尸网络的认知.文中分析僵尸网络的现有研究,对僵尸网络进行了重新定义,并从网络结构、网络独立性和信息传递方式等角度对僵尸网络的类型进行了划分;然后,梳理了僵尸网络检测技术、测量技术和反制技术等方面的工作;最后,给出了僵尸网络的演化趋势和未来研究方向.基于IEEE 802.11的长距离无线Mesh网络
摘要：基于IEEE 802.11的长距离无线Mesh网络（LDmesh）的单跳链路长度在几十到上百公里,具有带宽高、成本低、覆盖广等优点,可广泛应用于偏远乡村或人口分布稀疏地区的无线宽带接入等.LDmesh网络是点到点的链路,链路的干扰特性和传输特性与传统无线Mesh网络有显著不同,原有的基于CSMA的MAC协议不再适用,进而影响到上层协议的设计.分析了LDmesh网络的研究进展,从链路性能、MAC协议、路由协议及网络管理等方面深入论述了LDmesh网络面临的挑战和进一步研究方向.情景感知的P2P移动社交网络构造及发现算法
摘要：如何通过情景感知,获得用户的行为特征,从而自动发现潜在的社会关系,是移动社交网络重要的研究内容之一.该文提出了情景感知的移动P2P社交网络系统架构、聚合模型及发现算法,将用户的位置信息、环境特征、运动轨迹等引入到聚合算法中,智能地聚合成潜在的P2P社交网络,根据用户需求自主发现匹配的社会关系,避免了社交活动的盲目性和随意性.最后对该方案和算法进行了理论分析及实验验证,结果表明该文所提出的方案和算法具有较高的响应速度、准确率及用户满意度.面向机会社会网络的服务广告分发机制
摘要：提出面向机会社会网络的服务广告分发机制,解决移动网络环境中由于节点移动性、拓扑动态性引起的集中式服务注册库失效的问题.首先分析机会社会网络中服务表现出的社会特征,提出服务社会上下文及其参数度量方法;然后提出基于社会上下文的服务广告分发机制,该机制根据服务行业相关度判断用户对服务的感兴趣程度,以确定广告目标节点,根据可靠度和活跃度计算节点效用,并根据行业时空共存关系预测节点和服务行业相遇概率,以动态选择服务广告;最后在社区移动模型下进行了仿真实验,验证了算法的正确性和有效性.异构无线网络用户网络关联优化：一种基于群体博弈的方法
摘要：针对异构无线网络（Heterogeneous Wireless Networks,HWNs）负载平衡问题,提出了一种基于群体博弈的用户网络关联方案.首先将HWNs系统用户网络关联问题抽象成一个群体博弈模型,根据用户在网络中得到的收益函数,证明该群体博弈满足势博弈的条件.利用复制动态作为演化动态工具,证明演化的结果最终会收敛到纳什均衡,这个特性确保了每个用户关联到一个效用最优的网络.然后证明纳什均衡点能最大化整个HWNs系统的吞吐量,保证了纳什均衡的有效性.最后,基于复制动态原理提出了用户网络关联算法.仿真实验模拟了用户网络选择过程,得到了均衡点,验证了理论分析的结果.虚拟化云计算平台的能耗管理
摘要：数据中心的高能耗是一个亟待解决的问题.近年来,虚拟化技术和云计算模式快速发展起来,因其具有资源利用率高、管理灵活、可扩展性好等优点,未来的数据中心将广泛采用虚拟化技术和云计算技术.将传统的能耗管理技术与虚拟化技术相结合,为云计算数据中心的能耗管理问题提供了新的解决思路,是一个重要的研究方向.文中从能耗测量、能耗建模、能耗管理实现机制、能耗管理优化算法4个方面对虚拟化云计算平台能耗管理的最新研究成果进行了介绍.论文分析了虚拟化云计算平台面临的操作管理和能耗管理两方面的问题,指出了虚拟化云计算平台能耗监控与测量的难点;介绍了能耗监测步骤及能耗轮廓分析方法;提出了虚拟机系统的整体能耗模型及服务器整合和在线迁移两种关键技术本身的能耗模型;从虚拟化层和云平台层两个层次总结了目前能耗管理机制方面取得的进展;并对能耗管理算法进行分类、比较.最后对全文进行总结,提出了未来十个值得进一步研究的方向.快速自适应调频机制及其在NetFPGA上的实现
摘要：降低网络设备能耗已经成为当前研究的热点.文中,作者设计了一种能够实时适应流量变化的动态自适应频率调整方法FASS,它能根据处理模块的负载,实时地调整模块的工作频率,从而有效降低模块的能耗.同时,作者通过修改NetFPGA的参考路由器设计,将FASS添加到数据包处理模块中来验证FASS的性能.马尔可夫模型分析结果和实际实验的测试结果表明,在仅增加可容忍的延迟的情况下,FASS在多种不同的负载情况下,都能有效地降低模块功耗.另外,作者的工作说明FASS可以应用于实际的物理设备中以实现节能.开销敏感的多处理器最优节能实时调度算法
摘要：嵌入式多处理器系统的能耗问题变得日益重要,如何减少能耗同时满足实时约束成为多处理器系统节能实时调度中的一个重要问题.目前绝大多数研究基于关键速度降低处理器的频率以减少动态能耗,采用关闭处理器的方法减少静态能耗.虽然这种方法可以实现节能,但是不能保证最小化能耗.而现有最优的节能实时调度未考虑处理器状态切换的时间和能量开销,因此在切换开销不可忽视的实际平台中不再是最优的.文中针对具有独立动态电压频率调节和动态功耗管理功能的多处理器系统,考虑处理器切换开销,提出一种基于帧任务模型的最优节能实时调度算法.该算法根据关键速度来判断系统负载情况,确定具有最低能耗值的活跃处理器个数,然后根据状态切换开销来确定最优调度序列.该算法允许实时任务在处理器之间任意迁移,计算复杂度小,易于实现.数学分析证明了该算法的最优性.异构计算系统中弹性节能调度策略研究
摘要：目前,节能已成为异构计算系统中减少电量开销、提高系统可靠性和保护环境的重要研究内容.传统的节能调度策略侧重于研究如何节能而忽略了用户对任务完成时间的期望,使得任务执行效果受到较大影响.特别是当系统负载较重时,由于电压调节缺乏自适应性,导致在某些情况下（如应急服务）的任务执行效果不可容忍.文中提出一种弹性节能调度策略（Elastic Energy-Aware Scheduling,EEAS）,用于动态调度异构计算系统中非周期、独立任务.EEAS策略根据系统负载情况在系统节能与用户期望之间进行权衡,即当系统负载较重时,EEAS优先考虑用户期望,通过动态调整计算节点局部队列中等待任务的执行电压提高任务完成率;当系统负载较轻时,EEAS在尽量满足用户期望的基础上最大限度地降低任务执行电压以实现节能.文中通过大量的模拟实验比较了EEAS、GEA、HVEA和LVEA的性能.实验结果表明,EEAS的调度质量优于其他策略,可有效提高系统弹性.云计算环境下基于社区聚集的绿色消息系统
摘要：云计算环境下,消息系统的客户端点部署方式对系统的性能和能耗有着重大的影响.不合理的部署会使消息系统内的路由节点承受较大的负载,增加系统的能耗.现有的部署方法往往只考虑负载均衡或者基于兴趣的部署,忽略了客户端点之间存在的复杂通信关联对系统造成的影响.文中提出一种基于社区聚集的部署方法,能根据客户端点之间的消息通信强度划分社区,并通过社区聚集的方法,提高系统性能,同时有效地降低路由节点CPU以及通信链路的能耗.实验证明该方法能有效提高消息系统的消息转发效率,并能降低路由节点的消息处理负载和通信链路中的消息量,减小系统能耗.这为绿色消息系统的研究提供了一个新思路.