【摘要】：隨著互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展和普及,越來越多的用戶可以通過互聯(lián)網(wǎng)享受到各種各樣的服務(wù)。然而用戶對(duì)于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的要求越來越高,他們需求的服務(wù)種類也越來越豐富。傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)面臨著越來越嚴(yán)重的僵化問題,無法滿足用戶不斷膨脹的服務(wù)需求。覆蓋網(wǎng)絡(luò)作為改善傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)的重要手段,具有在不改變原有網(wǎng)絡(luò)的前提下提供新型網(wǎng)絡(luò)功能的特性。因此,覆蓋網(wǎng)絡(luò)常常被部署在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)上,用來提供各種各樣的服務(wù),例如對(duì)等網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、組播服務(wù)、內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)以及服務(wù)質(zhì)量增強(qiáng)等。不僅如此,覆蓋網(wǎng)絡(luò)在新型網(wǎng)絡(luò)上也有所應(yīng)用,例如軟件定義網(wǎng)絡(luò)等。隨著覆蓋網(wǎng)絡(luò)的大量部署,一個(gè)傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)上構(gòu)建著多個(gè)覆蓋網(wǎng)絡(luò)的情況越來越常見。這些覆蓋網(wǎng)絡(luò)往往是由不同服務(wù)提供商獨(dú)立部署的。因此,它們不僅無法相互感知到對(duì)方的存在,而且只會(huì)自私地優(yōu)化自己的表現(xiàn)。這種覆蓋網(wǎng)絡(luò)的自私性會(huì)導(dǎo)致共存的覆蓋網(wǎng)絡(luò)對(duì)底層的網(wǎng)絡(luò)資源展開競爭,從而惡化網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,進(jìn)而降低各自的表現(xiàn)。本文分析了共存覆蓋網(wǎng)絡(luò)資源競爭導(dǎo)致的性能損失問題。面對(duì)目前覆蓋網(wǎng)絡(luò)合作方案的諸多不足,以促進(jìn)合作為指導(dǎo)思想,同時(shí)兼顧覆蓋網(wǎng)絡(luò)的個(gè)體利益以及覆蓋網(wǎng)絡(luò)合作的公平性,針對(duì)覆蓋網(wǎng)絡(luò)間合作關(guān)系,對(duì)同構(gòu)/異構(gòu)覆蓋網(wǎng)的合作路由方案進(jìn)行了研究,提出了改善覆蓋網(wǎng)絡(luò)間惡性競爭的解決方案。主要?jiǎng)?chuàng)新工作包括:(一)提出了覆蓋網(wǎng)絡(luò)自發(fā)合作激勵(lì)機(jī)制。針對(duì)覆蓋網(wǎng)絡(luò)路由行為的自私性,該方案著重于避免覆蓋網(wǎng)絡(luò)在路由行為上的相互背叛。覆蓋網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行資源競爭時(shí),各自路由的相互影響是重復(fù)性的。因此,我們基于重復(fù)博弈模型,將對(duì)背叛者的懲罰策略引入到覆蓋網(wǎng)絡(luò)路由策略中,使得產(chǎn)生背叛行為的覆蓋網(wǎng)絡(luò)長期利益受損。這樣避免了覆蓋網(wǎng)絡(luò)的背叛,穩(wěn)定了覆蓋網(wǎng)絡(luò)之間的合作關(guān)系。(二)提出了關(guān)注個(gè)體利益的合作路由算法。該算法關(guān)注于覆蓋網(wǎng)絡(luò)的個(gè)體利益,在不降低任何覆蓋網(wǎng)絡(luò)性能的前提下,達(dá)到改善網(wǎng)絡(luò)整體環(huán)境的目的。通過對(duì)統(tǒng)一路由目標(biāo)進(jìn)行分布式的拆分,共存覆蓋網(wǎng)絡(luò)可以獨(dú)立計(jì)算各自的路由。這樣就減少了該合作方案實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度,提高了覆蓋網(wǎng)絡(luò)路由效率。該算法避免了傳統(tǒng)的合作路由策略中導(dǎo)致部分覆蓋網(wǎng)絡(luò)表現(xiàn)下降的缺點(diǎn),使參與合作的覆蓋網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了雙贏。(三)提出了基于聯(lián)盟的覆蓋網(wǎng)絡(luò)合作方案。在多覆蓋網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,覆蓋網(wǎng)絡(luò)之間的利益關(guān)系十分復(fù)雜。部分覆蓋網(wǎng)絡(luò)可以通過合作獲得雙贏,而部分覆蓋網(wǎng)絡(luò)則具有不可調(diào)和的利益沖突。該合作方案使愿意合作的覆蓋網(wǎng)絡(luò)組成群體,群體內(nèi)的覆蓋網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行局部合作。合作方案提供了針對(duì)群體內(nèi)覆蓋網(wǎng)絡(luò)的利益分配算法,根據(jù)覆蓋網(wǎng)絡(luò)對(duì)群體的貢獻(xiàn)度來分配它們的利益。我們也分析了群體組成的過程,并提供了快速收斂算法。該方案在保證覆蓋網(wǎng)絡(luò)個(gè)體間公平性的基礎(chǔ)上,通過覆蓋網(wǎng)絡(luò)間的局部合作,使覆蓋網(wǎng)絡(luò)的收益大大增加。(四)提出了異構(gòu)覆蓋網(wǎng)絡(luò)的合作方案。該方案引入了軟件定義網(wǎng)絡(luò)的概念來構(gòu)建覆蓋網(wǎng)絡(luò),解決了異構(gòu)覆蓋網(wǎng)絡(luò)之間無法相互理解的問題。在此基礎(chǔ)上,提出了異構(gòu)覆蓋網(wǎng)絡(luò)路由算法。異構(gòu)覆蓋網(wǎng)絡(luò)通過分布式的路由算法,可以協(xié)調(diào)彼此的流量安排,從而合理地利用底層網(wǎng)絡(luò)資源。針對(duì)異構(gòu)覆蓋網(wǎng)絡(luò)的表現(xiàn)需求不一致的問題,我們設(shè)計(jì)了一個(gè)權(quán)值平衡策略,使覆蓋網(wǎng)絡(luò)的個(gè)體利益得到保證。我們還提出了快速收斂算法,使該合作方案具有較高的效率。
[Abstract]:With the development and popularization of the Internet, more and more users can enjoy various kinds of services through the Internet. However, the user's demand for network quality of service is getting higher and higher, and the kind of service they need is becoming more and more abundant. The traditional Internet is faced with more and more serious rigidity problems, and can not meet the demand of continuous expansion of users. As an important means of improving the traditional Internet, the overlay network has the characteristics of providing new network functions without changing the original network. Thus, overlay networks are often deployed on conventional networks to provide a wide range of services, such as peer-to-peer networking services, multicast services, content distribution networks, and quality of service enhancements, among others. Furthermore, overlay networks are also applications on a new network, such as software-defined networks, etc. With the large deployment of overlay networks, multiple overlay networks are increasingly common across a traditional network. These overlay networks are often independently deployed by different service providers. Therefore, they can not only perceive the existence of each other, but also selfish to optimize their performance. The selfish nature of this overlay network can result in co-existing overlay networks competing against underlying network resources, thereby deteriorating the network environment, thereby reducing their performance. This paper analyzes the problem of performance loss caused by coexistence overlay network resource competition. In order to promote cooperation as the guiding ideology, we study the cooperative routing scheme of isomorphic/ heterogeneous overlay network in order to cover the individual interests of the network and to cover the fairness of network cooperation, and to cover the cooperative relation between networks. A solution to improve the vicious competition between overlay networks is proposed. The main innovation work includes: (1) putting forward the incentive mechanism to cover the spontaneous cooperation of the network. To cover the selfishness of network routing behavior, the scheme focuses on avoiding the mutual betrayal of overlay networks in routing behavior. When the overlay network performs resource contention, the mutual influence of the respective routes is repetitive. Therefore, based on the repeated game model, we introduce the penalty strategy of back-to-back to cover the network routing strategy, so that the long-term interests of the covering network that generate the betrayal behavior are damaged. This avoids the betrayal of the overlay network and stabilizes the cooperative relationship between overlay networks. (2) A cooperative routing algorithm is proposed to pay attention to individual interests. The algorithm focuses on covering the individual interests of the network, and achieves the aim of improving the whole network environment without reducing the performance of any overlay network. By carrying out distributed splitting on the unified routing target, the coexistence overlay network can independently compute the respective routes. Thus, the complexity of implementation of the cooperation scheme is reduced, and the routing efficiency of the overlay network is improved. The algorithm avoids the disadvantage of partial coverage network performance degradation in traditional cooperative routing strategy, and makes the overlay network participating in cooperation achieve win-win. (3) A coalition-based coverage network cooperation programme was proposed. In multi-coverage network environment, the relationship between overlay networks is very complicated. Some coverage networks can gain win-win through cooperation, while partial coverage networks have an irreconcilable conflict of interest. The cooperation programme makes local cooperation with coverage networks in groups and groups that are willing to cooperate. The cooperative scheme provides an allocation algorithm for the benefit of the coverage network within a group, and allocates their interests according to the contribution degree of the coverage network to the group. We also analyze the process of population composition and provide a fast convergence algorithm. By covering the local cooperation among networks, the scheme can greatly increase the revenue of covering the network. (4) A cooperative scheme of heterogeneous overlay networks is proposed. The scheme introduces the concept of the software-defined network to construct the overlay network, and solves the problem that the heterogeneous overlay network cannot understand each other. On the basis of this, a heterogeneous overlay network routing algorithm is proposed. Heterogeneous overlay networks can coordinate traffic arrangements with each other through distributed routing algorithms, thereby reasonably utilizing underlying network resources. Aiming at the problem that the performance demands of heterogeneous overlay networks are inconsistent, we have designed a right balance strategy to ensure the individual benefits of covering the network. We also propose a fast convergence algorithm which has higher efficiency.
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP393.0

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本文編號(hào)：2286650