本文關鍵詞：可重構網絡中端到端模型及其關鍵技術研究　出處：《鄭州大學》2016年博士論文　論文類型：學位論文

  更多相關文章： 可重構網絡 元服務 端到端模型 服務提供 服務承載網 服務路徑 資源補充 粒子群優(yōu)化

【摘要】：互聯(lián)網僵化的體系結構已經難以支持多樣化的終端設備,難以承載大量異構的網絡自治域,難以支撐新型的通信模式。針對該問題,當前未來互聯(lián)網體系結構的研究焦點集中在擴展與增強網絡核心固有能力,提升網絡的適應性和演進性。以可重構網絡、網絡服務體系結構、網絡功能虛擬化為代表的以服務為中心的網絡體系對網絡功能進行分解與抽象,形成細粒度的功能單元,通過功能單元的動態(tài)組合提供多樣化定制服務,完成業(yè)務需求的適配。然而,這種端到端的服務提供機制還面臨著以下問題亟需解決:(1)由于網絡核心引入了復雜多樣的功能,端到端設計原則發(fā)生變化,但目前缺少相應成熟的模型。(2)大量異構網絡并存,上層業(yè)務與下層網絡功能匹配效率較低。(3)網絡瓶頸的存在使服務路徑構建性能降低。(4)現有服務路徑構建方法目標單一,資源利用效率低,綜合性能較差。針對上述問題,本文依托國家973研究計劃項目——“可重構信息通信基礎網絡體系結構研究”,對可重構網絡中的端到端模型及其關鍵技術進行研究與探索。首先從可重構網絡的端到端自治管理模型展開研究,然后,基于此模型,研究業(yè)務承載與業(yè)務適配分離的新型服務提供模式。最后,針對業(yè)務承載階段,從區(qū)分業(yè)務類別的角度研究服務承載網的構建方法;針對業(yè)務適配階段,分別從補充資源至網絡瓶頸的角度,多目標進化映射的角度深入研究服務路徑的性能優(yōu)化方法。具體來講,本文的主要研究成果如下:1.提出一種適用于可重構網絡的二維端到端自治管理模型,其中,二維是指數據平面水平分層、管理平面垂直分層的端到端拓撲結構。該模型利用agent的環(huán)境感知、自主決策和交互協(xié)作能力,實現域內和域間資源、元服務、服務承載網、服務路徑的自治管理。為了將端系統(tǒng)納入自治管理框架,設計了端系統(tǒng)體系結構,并建立了端系統(tǒng)自動接入機制。最后,基于可重構網絡試驗驗證平臺設計了應用場景實例,驗證了端到端模型的有效性。2.基于已構建的端到端模型,提出一種業(yè)務承載與適配分離的兩階段服務提供模式。在業(yè)務承載階段,通過對業(yè)務類別的感知,構建服務承載網實現業(yè)務的自適應承載。在業(yè)務適配階段,通過對服務鏈的分解和映射,構建服務路徑實現端到端服務的定制提供。然后,設計了基于跳數約束的服務承載網構建算法SCNC-LSH,在優(yōu)化構建開銷的同時保證了承載能力。仿真結果表明,所提出的服務提供模式和算法是有效、可行的,同時表明SCNC-LSH算法能夠在特定規(guī)模的可重構網絡上構建性價比最優(yōu)的服務承載網。3.針對網絡瓶頸導致服務路徑構建性能下降的問題,提出一種基于敏感度的高效資源補充算法。首先為節(jié)點引入“敏感度”的概念,以此衡量節(jié)點對性能的影響程度。其次,依次從關閉節(jié)點評估性能變化的角度和統(tǒng)計設備平均負載狀況的角度提出兩種敏感度計算方法PSC和USC。然后,對資源補充問題進行描述,并設計啟發(fā)式算法UFRS,有選擇地給最敏感節(jié)點及其關聯(lián)鏈路補充資源,從而取得最大收益和最小開銷之間的折中。仿真結果表明了敏感度計算方法和資源補充算法的有效性,表明了PSC方法在敏感度計算準確性方面的優(yōu)勢,表明了UFRS算法在資源補充效率方面的優(yōu)勢。4.提出一種基于粒子群優(yōu)化的多目標服務路徑構建算法。首先,將服務路徑構建問題建模為一個多約束的整數線性規(guī)劃問題,該問題以最大化服務路徑綜合質量為目標,以節(jié)點和鏈路的承載能力為約束條件。其次,根據服務路徑構建問題的特點,對粒子的位置、速度等參數和相關操作進行重新定義,建立了粒子群優(yōu)化的離散模型,并設計了一種基于粒子群優(yōu)化的多目標服務路徑構建算法。為了提高收斂速度,優(yōu)化算法的性能,進一步研究了候選節(jié)點和路徑的評價標準,提出一種粒子位置初始化和更新策略PIFC。仿真結果表明,與現有的單目標算法相比,所提出的算法明顯優(yōu)化了綜合性能;與隨機初始化與更新的策略相比,PIFC策略能夠進一步優(yōu)化算法的性能。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：鄭州大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP393.02

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