面向內容分發業務的綠色網路關鍵技術

《面向內容分發業務的綠色網路關鍵技術》是依託北方工業大學，由馬東超擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：面向內容分發業務的綠色網路關鍵技術
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：馬東超
• 依託單位：北方工業大學

項目摘要

如何實現網路的綠色節能高效通信，是目前網際網路相關研究中受到廣泛關注的前沿課題。當前的綠色網路研究存在一些顯著問題，如僅專注於某一層次，缺乏從主流業務特徵出發的總體體系結構，缺乏業務層面與硬體層面相互配合的全局最佳化模型等。本課題擬針對上述問題，以跨層協作為總體指導原則，研究綠色網路的體系結構和節能問題中的關鍵最佳化技術。課題擬利用資源矩陣、連線矩陣等方式對網路拓撲、業務流特徵、狀態信息等進行形式化描述,對網路內容分發業務抽象建模，在此基礎上形成全網能耗最佳化目標函式。並且，擬針對這一規模過大、複雜度過高的最佳化問題提出一種近似的分散式疊代搜尋方法。在上述模型研究基礎上，以演進性原則研究綠色網路的體系結構，並且建立博弈模型研究網路運營商和內容提供商針對節能技術推行的激勵機制。研究過程中通過構建小規模綠色節能實驗平台對最佳化模型及體系結構進行實驗驗證。

結題摘要

當前的綠色網路研究存在一些顯著問題，如僅專注於某一層次，最佳化目標比較單一，缺乏各層配合等。本課題以跨層協作為總體指導原則，研究綠色網路的體系結構和節能問題中的關鍵最佳化技術。具體內容包括： （1）內容分發業務的網路側能耗最佳化模型RES-BT 以最最佳化理論為基礎提出了一種兼顧可靠性與能耗的跨層模型RES-BT，該模型以P2P端系統及核心網路由器為最佳化對象，以overlay層的鄰居選擇及網路層的流量分配為手段，給P2P檔案分享系統的運營管理方面提供了一種可靈活配置的方法。 （2）內容分發網路的動態數據流分配算法 以網路資源全局統籌的角度，提出了一種網路資源動態可重構技術，使可重構網路的資源管理機制有能力對全網P2P流量進行最佳化調度。網路流量負擔、P2P節點出、入度等多方面均有較大幅度提升，從而賦予了運營商對網路能耗和內容分發流量進行有效管理的手段。 （3）用戶側的數據採集型網路節能模型RES-WSN 面向上行匯聚流量為主的WSN現有的最佳化目標單一、計算複雜度與求解近似比難以取捨、需求變化的快速回響等問題，引入加權綠色因子並建立了可靠性與功耗可調的最佳化模型RES-WSN。實驗表明，RES-WSN對於可靠性方面的調節幅度可以達到79%，對於能耗的調節幅度可以達到49%，尤其是在單純節能目標最佳化的情況下，能夠使網路壽命延長達64.4%。 （4）新型過渡網路的轉發表項最佳化方法研究 異構網路環境中，隧道報文在路由器數據層的處理涉及多次不同表項查找，計算開銷導致能耗效率較低。本項目課題組提出了表項聚合和表項拆分理論，並分析了二者的效用、代價及適用場景，計了基於表項最佳化的隧道設備高效轉發模型，基於過渡網關給出了具體實現方法。實驗表明了方案的正確性、高效性。 基於項目成果申請發明專利13項，已發表論文包括IEEE IWQoS 2016學術會議、Peer-to-Peer Networking and Application期刊，軟體學報、計算機學報等刊源總計11篇。此外尚有3篇論文在審。