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一种基于OpenFlow性能驱动的数据中心多路转发方案 Article

Bo LIU,Ming CHEN,Bo XU,Hui HU,Chao HU,Qing-yun ZUO,Chang-you XING

《信息与电子工程前沿(英文)》 2016年 第17卷 第7期   页码 647-660 doi: 10.1631/FITEE.1601059

摘要: 尽管高连通度数据中心网络(例如,FatTree)为任意通信主机对提供了多条可用的传输路径和大量的二分带宽,但目前广泛使用的单路径TCP和ECMP传输协议,由于低效的资源挖掘和分配机制并没有取得较好的网络资源利用效率本文提出一种性能驱动的多路转发方案LESSOR,用以提高数据中心网络的资源利用效率。通过使用OpenFlow集中控制手段,LESSOR根据全局网络视图为每一条流计算近似最优的传输路径和带宽供给,同时LESSOR采用了基于性能驱动的流查询机制维护实时的网络视图。真实网络部署和全面的模拟实验表明,LESSOR能有效提高网络的吞吐量,在不同水平的网络负载下较现有的ECMP方案提高了4.9%-38.3%,较现有典型的Hedera方案也提高了2%-27.7%。

关键词: 数据中心网络流量工程OpenFlow多路传输    

立足数据共享促进国家对地观测数据中心顺利建设

郭建宁,陆书宁,赵祥

《中国工程科学》 2008年 第10卷 第6期   页码 70-75

摘要:

文章分析了国外对地观测数据处理中心的发展趋势,指出了我国对地观测数据管理中存在的问题与差距,提出了我国对地观测数据中心的建设方案:建立数据处理中心并提供深层次服务;建立数据共享机制,促进数据共享与服务;资源优化与整合。为了促进陆地观测数据共享与应用,必须建立国家陆地观测数据中心,建立的数据中心包括数据处理、归档、分发与服务。国家对地观测数据中心必将改善对地观测数据共享与应用,满足对地观测数据的需求。

关键词: 遥感卫星     对地观测     数据共享     数据中心    

一种基于业务需求与流量感知的卫星网络多路路由算法 Research Article

邢紫阳1,2,祁晖1,2,底晓强1,2,3,刘晋尧1,2,许睿1,2,陈静1,2,从立钢1,2

《信息与电子工程前沿(英文)》 2023年 第24卷 第6期   页码 844-858 doi: 10.1631/FITEE.2200507

摘要: 随着低轨卫星制造和发射成本的降低,以及其覆盖范围大、数据传输速率高等优点,低轨卫星已成为空地网络数据传输的重要组成部分。但受地理位置及人们生活习惯等因素影响,用户对数据需求差异会造成网络流量不均衡,可能导致网络拥塞进而影响数据传输。传统卫星网络获取网络信息收敛慢,无法细粒度收集全局网络信息,不利于计算最优路由。本文将人工智能技术应用于低轨卫星网络,利用软件定义网络获取全局网络信息,感知网络流量,通过强化学习在线制定综合决策,实时更新最优路由策略。仿真结果表明,所提强化学习算法有良好收敛性和较强泛化能力。

关键词: 软件定义网络(SDN);快速用户数据报协议互联网连接(QUIC);强化学习;Sketch;多业务需求;卫星网络    

数据中心园区能源互联网的关键技术与发展模式

王奖,张勇军,李立浧,李钦豪,苏洁莹

《中国工程科学》 2020年 第22卷 第4期   页码 65-73 doi: 10.15302/J-SSCAE-2020.04.011

摘要:

数据中心作为“新基建”的重要方向之一,其节能降耗问题一直是领域的研究重点。园区能源互联网注重清洁能源消纳,强调能源利用效率的提升,其“源–网–荷–储–充”的协调技术是提升数据中心能效的关键,探索数据中心园区能源互联网的关键技术与发展模式具有现实意义,然而目前数据中心与园区能源互联网的研究各自独立,技术之间缺乏相互结合。在此基础上提出数据中心园区能源互联网的基本建设架构,对商业与运营模式进行论证,并展望领域未来发展的重点。最后,针对我国数据中心园区能源互联网的进一步发展提出建议,技术融合、试点实践、政策扶持及三者的有机结合是保障发展的关键。

关键词: 能源互联网,数据中心,设备规划,运行优化,商业模式    

基于BP神经网络工程图形数据远程安全快速传输

秦威,秦书玉

《中国工程科学》 2007年 第9卷 第1期   页码 49-52

摘要:

在数字化制造中,企业内部及企业之间可以通过Internet实现在不同时空坐标上进行短时间工程图形 信息交流,这种传输工程图形信息的方式,既节省了人力、物力、财力,也使得数据的获取最大程度上减少了 错误和冗余。根据图形的几何元素相关性的特征,建立参数结构,采用人工神经网络BP算法同时进行数据编码 压缩和数据加密,实现复杂工程图形数据的远程高效安全传输。实例表明,此方法可用于实际工程

关键词: 神经网络     BP算法     相关性     加密     快速传输     图形数据    

绿色高能效数据中心散热冷却技术研究现状及发展趋势

陈心拓 , 周黎旸 , 张程宾, 王树华 , 张亮亮, 陈建峰

《中国工程科学》 2022年 第24卷 第4期   页码 94-104 doi: 10.15302/J-SSCAE-2022.04.010

摘要:

我国数据中心在经历产业萌芽期和行业引导期后,目前已进入高速高质量发展的新阶段,伴随数据中心计算业务量爆发式增长,传统的数据中心网络越来越难以提供支持云计算、边缘计算等所需的延迟,为更好承载数据处理需求但存在数据传输距离远的高网络延迟问题,难以满足高精度导航、在线控制等边缘计算需求。在我国人口稠密,经济发达的东部地区布局数据中心仍是现实需求。数据中心制冷技术的应用及发展 [J]. 工程建设标准化 , 2015 8 : 62 ‒ 66 .">6]。绿色数据中心从规划到落地是一项系统性工程,涉及一系列技术难点突破,从散热冷却材料的筛选制备,到供配电系统优化降低损耗,再到数据中心安全控制系统更新升级,需多专业共同攻关,加大科研投入,从散热冷却材料到适配服务器各个关键环节同步推进对于证券交易、高科技、金融通信等对于网络延迟和服务器类型有特殊需求的行业,避免数据远距离传输,不建议通过中西部新风数据中心进行数据处理。在我国东部大中型城市建立数据中心需综合考虑多方面因素。

关键词: 数据中心     绿色节能     散热冷却     液体冷却    

基于频谱​动态控制的异构蜂窝网络​安全高效传输方案 Article

李晨曦, 关磊, 吴华清, 承楠, 李赞, 沈学民

《工程(英文)》 2022年 第17卷 第10期   页码 220-231 doi: 10.1016/j.eng.2021.04.019

摘要:

异构蜂窝网络(heterogeneous cellular network, HCN)是一种具有发展前景的结构,可以提供无缝无线覆盖并提高网络容量然而,密集化的多层网络结构引入了过多的层内和层间干扰,使HCN容易受到窃听攻击。本文提出了一种基于频谱动态控制(dynamic spectrum control, DSC)的传输方案,用于加强HCN的网络安全并提高网络容量。该DSC辅助传输方案利用了分组加密的密码学思想,通过执行迭代和正交的序列变换生成代表传输决定的序列族。基于这些序列族,多位用户可以动态地占用不同频隙进行数据传输。此外,本文还分析了数据传输的碰撞概率,从而得出可靠传输概率和保密概率的解析表达式。然后,在给定可靠传输概率和安全传输概率的要求下,进一步得出了网络容量的上下限。

关键词: 异构蜂窝网络     频谱动态控制     传输安全     高效数据传输    

基于云或区块链的物联网:比较调查和前进道路 Review

Raheel Ahmed MEMON, Jian Ping LI, Junaid AHMED, Muhammad Irshad NAZEER, Muhammad ISMAIL, Khursheed ALI

《信息与电子工程前沿(英文)》 2020年 第21卷 第4期   页码 563-586 doi: 10.1631/FITEE.1800343

摘要: 2013年,一种新的基于加密技术的基础设施——区块链——应运而生,通过去中心化,基于区块链的物联网有可能取代现有基于云的物联网。

关键词: 物联网;云;区块链;数据中心;分类    

中心节点距离对树状网络一致性的影响

李达权,孙伟刚,胡鸿翔

《信息与电子工程前沿(英文)》 2023年 第24卷 第9期   页码 1349-1356 doi: 10.1631/FITEE.2200400

摘要: 本文研究了两个中心节点之间的距离对网络一致性的影响。网络一致性由拉普拉斯特征值所量化,可用来衡量线性系统对外部噪声的一致性程度。为获得网络一致性关于距离的精确表达式,选取一类由网络参数控制的具有两个中心节点的树状网络。利用其规则的拓扑结构,得到一致性关于网络参数和网络规模的解析表达式。证明两个中心节点距离越短,度的差异性越大,网络一致性越好。在相同网络规模和距离下,最大的中心节点度差异会导致最优的一致性。最后,建立了网络一致性与平均路径长度之间的联系,发现它们呈线性关系。

关键词: 一致性     距离     平均路径长度    

数据中心设计——一种微结构材料体系设计新方法 Article

Wei Chen, Akshay Iyer, Ramin Bostanabad

《工程(英文)》 2022年 第10卷 第3期   页码 89-98 doi: 10.1016/j.eng.2021.05.022

摘要:

在高通量计算材料科学时代,材料基因组计划的核心是为计算材料设计建立数据处理、材料结构和材料属性(PSP)之间的关系。近年来,在数据获取和存储,微结构表征和重建(MCR),机器学习(ML),材料建模和仿真,数据处理、材料制造和实验方面取得的技术进步,显著提升了研究人员在PSP关系的建立和逆向材料设计方面的能力。特别介绍了一种数据中心设计方法,并从本质上将该方法分为三个方面:设计表征、设计评估和设计合成。每个方面的发展都由领域知识指导并从中受益。因此,针对每个方面,提出了一种应用广泛的计算方法,这些方法的集成实现了以数据中心的材料发现和设计。

关键词: 材料信息学     机器学习     微结构     重建     贝叶斯优化     混合变量模型     降维     材料设计    

基于网络传输特性的链路重要性评价方法

姜禹,胡爱群,何明

《中国工程科学》 2009年 第11卷 第9期   页码 64-67

摘要:

提出了一种基于网络传输特性的链路重要性评价方法, 根据链路在网络所有节点相互通信的最短路径中的使用频度来评价链路重要性,最重要链路的使用频度最高该方法不需要像目前的链路重要性评价方法那样进行链路收缩和删除,直接反映了链路对整个网络通信的贡献大小,可以判断通信网中任意两条链路的相对重要性。

关键词: 通信网     链路重要性     最短路径     串联链路    

利用软件定义网络结构提升未来无线通信网络性能的方法研究与展望 Review

Mingjie FENG,Shiwen MAO,Tao JIANG

《信息与电子工程前沿(英文)》 2016年 第17卷 第7期   页码 606-619 doi: 10.1631/FITEE.1500336

摘要: 随着互联网的负载高速增长和各种应用的日益丰富,为提供方便、快捷的互联网接入服务,现有的网络结构已经变得相当复杂和多样,这给网络管理提出了新的挑战。为了应对这一挑战,软件定义网络的概念被提出,并被认为是一种有前景的解决方案。在软件定义网络结构中,网络控制域和数据传输域是分开的;所有的网络设备被抽象化,通过一个集中式的控制器来进行管理。通过使用软件定义网络的结构,网络管理变得灵活和高效,因此可以潜在地提升网络性能。为了充分利用软件定义网络的优势,最近又提出了软件定义无线网络结构。本文首先分析在不同无线网络中软件定义网络结构的应用。然后讨论在基于软件定义网络结构的无线网络中使性能提升的几个关键技术环节。最后,提出一些关于软件定义无线网络可能的未来研究方向。

关键词: 软件定义网络结构;软件定义无线网络OpenFlow;性能提升    

流追踪:一种软件定义网络中低开销的时延测量和路径追踪方法 Article

硕 汪,娇 张,韬 黄,江 刘,韵洁 刘,F. Richard YU

《信息与电子工程前沿(英文)》 2017年 第18卷 第2期   页码 206-219 doi: 10.1631/FITEE.1601280

摘要: 为了针对不同的应用和流量提供服务质量保障和差异化服务,负载均衡和多优先级队列技术被广泛地应用于网络中。然而,由于这些工具并不被现有的OpenFlow交换机所支持,所以还不能够应用于软件定义网络中。此外,traceroute和ping依靠主动发送探测包来探测路径。然而,当负载均衡机制把探测包和所需追踪流的数据包均衡到不同路径时,这些工具将无法探测出流的真实转发路径,更无法测量出真实的路径时延。基于此发现,我们提出了一套新的软件定义网络中的流追踪机制“FlowTrace”,利用它来追踪任意流量的转发路径以及测量数据流所经历的链路时延。该工具通过收集交换机的流表来计算流的转发路径。然而,如果直接从交换机中查询流表会产生很大的数据平面流量,从而带来巨大的开销。因此,我们提出了一种被动的零开销的流表收集方法来解决该问题。

关键词: 软件定义网络网络检测;路径追踪    

下一代无线网络中基于区块链的透明数据管理 Article

沈学民, 刘栋骁, 黄橙, 薛靓, 尹涵, 庄卫华, Rob Sun, Bidi Ying

《工程(英文)》 2022年 第8卷 第1期   页码 74-85 doi: 10.1016/j.eng.2021.10.002

摘要:

未来第六代无线网络(6G)需要依赖丰富的数据实现网络智能化和自动化。在这种情况下,考虑到数据的异构性和动态性,基于区块链的去中心化的数据管理(DM)被认为是实现跨网络域的透明数据操作的潜在解决方案之一。然而,在6G网络中,不断增加的数据量和严格的数据隐私保护需求为平衡基于区块链的去中心数据管理的透明、效率以及隐私需求带来巨大的技术挑战。本文中,首先,我们探索区块链的共识协议和可扩展机制,并讨论区块链构架下如何管理利益相关者的角色;其次,我们探讨针对数据管理利益相关者的认证与授权需求;再次,我们归类数据管理的隐私需求,并研究基于区块链的协同数据
理机制;随后,我们从上述三个方面探讨面向6G的基于区块链数据管理的研究问题和潜在解决方案;最后,我们对本文进行总结并讨论未来的研究方向。

关键词: 区块链     数据管理     中心    透明     隐私    

网络中心战作战理念与信息融合技术

朱林,张晓囡,徐兴杰

《中国工程科学》 2005年 第7卷 第3期   页码 69-73

摘要:

探讨了网络中心战的核心内容,指出信息融合技术是网络中心战面临的巨大技术挑战之一,并论述了信息融合技术的主要研究内容,包括信息融合的功能模型、体系结构、信息融合系统工程及融合的算法,总结了信息融合技术在国内外的发展现状,在此基础上,分析了网络中心战条件下信息融合技术的发展方向。

关键词: 网络中心    作战理念     信息融合    

标题 作者 时间 类型 操作

一种基于OpenFlow性能驱动的数据中心多路转发方案

Bo LIU,Ming CHEN,Bo XU,Hui HU,Chao HU,Qing-yun ZUO,Chang-you XING

期刊论文

立足数据共享促进国家对地观测数据中心顺利建设

郭建宁,陆书宁,赵祥

期刊论文

一种基于业务需求与流量感知的卫星网络多路路由算法

邢紫阳1,2,祁晖1,2,底晓强1,2,3,刘晋尧1,2,许睿1,2,陈静1,2,从立钢1,2

期刊论文

数据中心园区能源互联网的关键技术与发展模式

王奖,张勇军,李立浧,李钦豪,苏洁莹

期刊论文

基于BP神经网络工程图形数据远程安全快速传输

秦威,秦书玉

期刊论文

绿色高能效数据中心散热冷却技术研究现状及发展趋势

陈心拓 , 周黎旸 , 张程宾, 王树华 , 张亮亮, 陈建峰

期刊论文

基于频谱​动态控制的异构蜂窝网络​安全高效传输方案

李晨曦, 关磊, 吴华清, 承楠, 李赞, 沈学民

期刊论文

基于云或区块链的物联网:比较调查和前进道路

Raheel Ahmed MEMON, Jian Ping LI, Junaid AHMED, Muhammad Irshad NAZEER, Muhammad ISMAIL, Khursheed ALI

期刊论文

中心节点距离对树状网络一致性的影响

李达权,孙伟刚,胡鸿翔

期刊论文

数据中心设计——一种微结构材料体系设计新方法

Wei Chen, Akshay Iyer, Ramin Bostanabad

期刊论文

基于网络传输特性的链路重要性评价方法

姜禹,胡爱群,何明

期刊论文

利用软件定义网络结构提升未来无线通信网络性能的方法研究与展望

Mingjie FENG,Shiwen MAO,Tao JIANG

期刊论文

流追踪:一种软件定义网络中低开销的时延测量和路径追踪方法

硕 汪,娇 张,韬 黄,江 刘,韵洁 刘,F. Richard YU

期刊论文

下一代无线网络中基于区块链的透明数据管理

沈学民, 刘栋骁, 黄橙, 薛靓, 尹涵, 庄卫华, Rob Sun, Bidi Ying

期刊论文

网络中心战作战理念与信息融合技术

朱林,张晓囡,徐兴杰

期刊论文