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一种基于改进量子遗传算法的虚拟服务部署方法 Article

Gang XIONG,Yu-xiang HU,Le TIAN,Ju-long LAN,Jun-fei LI,Qiao ZHOU

《信息与电子工程前沿（英文）》 2016年第17卷第7期页码 661-671 doi: 10.1631/FITEE.1500494

摘要：现有网络中间件设备在引入新的网络功能中发挥了重要作用，但是，由于传统硬件化的中间件设备缺乏服务的灵活性和扩展性，因此中间件的管理和创新也一直是网络运营商面临的严峻挑战。近年来，新的网络技术（如网络功能虚拟化（NFV）和软件定义网络（SDN））为设计廉价高效的中间件服务体系结构提供了有效途径，然而，对如何在业务流量接受附加虚拟服务的情况下保证网络传输效率，业界关注仍较少因此，为了降低网络传输延迟，本文针对在NFV和SDN环境中的服务部署问题展开研究。首先，本文设计了一个服务部署决策框架，并提出基于整数线性规划的服务部署模型以达到降低网络传输延迟的目的。其次，基于改进的量子遗传算法设计了一个启发式方案，从而有效求解服务部署的优化模型。最后，实验结果表明，本文所提方法可以自动计算得到优化的服务部署方案。与对比方法相比，本文方法可以实现更低的网络整体传输延迟，其中较之随机部署策略可平均降低30%的流量传输时延。

关键词：软件定义网络；网络功能虚拟化；量子遗传算法；网络中间件

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面向虚拟SDN网络的高效协调映射算法 Article

Shui-qing GONG,Jing CHEN,Qiao-yan KANG,Qing-wei MENG,Qing-chao ZHU,Si-yi ZHAO

《信息与电子工程前沿（英文）》 2016年第17卷第7期页码 701-716 doi: 10.1631/FITEE.1500387

摘要：在SDN网络虚拟化环境中，SDN管理器将底层SDN网络抽象为多个逻辑上相互隔离且共享的虚拟SDN网络(vSDN, virutal SDN network)，并由不同的控制器进行管理。vSDN映射是SDN网络虚拟化中的核心问题。由于SDN网络具有逻辑上集中的控制器且采用不同的虚拟化技术，传统的虚拟网络映射算法不能应用在SDN网络虚拟化环境中。本文针对此问题，以最小化交换机到控制器的平均时延和映射开销为目标，建立虚拟SDN网络映射问题的数学模型，提出一种高效协调的虚拟SDN网络映射算法。该算法在节点映射过程中，综合考虑底层网络节点和链路的可用资源数量、底层节点间的时延和距离等因素，能够有效协调控制器部署、虚拟节点映射和链路映射三个阶段，并基于k最短路径法进行链路映射。仿真结果表明，该算法有效减少了交换机到控制器的时延，提高了映射成功率和底层网络资源利用率。

关键词：软件定义网络；网络虚拟化；控制器部署；虚拟网络映射；协调

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基于神经网络与遗传算法耦合的煤与瓦斯突出区域预测研究

施式亮,伍爱友

《中国工程科学》 2009年第11卷第9期页码 91-96

摘要：文章以煤与瓦斯突出的自然条件及地质构造特征为基础，针对神经网络易陷入局部极小而引起预测指标权值分布不合理的缺陷，提出了基于神经网络和遗传算法耦合的煤与瓦斯突出区域预测模型，并进行了实例验证。

关键词：煤与瓦斯突出区域预测神经网络遗传算法突出等值线

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一种基于区域拓扑信息的转发图映射算法 Article

Hong-chao HU, Fan ZHANG, Yu-xing MAO, Zhen-peng WANG

《信息与电子工程前沿（英文）》 2017年第18卷第11期页码 1854-1866 doi: 10.1631/FITEE.1601404

摘要：转网络功能虚拟化（etwork function virtualization, NFV）是近年提出一种用于动态和有效地构建和管理网络功能的新技术。如何为虚拟网络功能的转发图分配资源是NFV研究中的关键难题之一。本文将转发图映射（forwarding graph embedding, FGE）问题建模为0-1整数规划问题，旨在增加服务提供商的收益并降低开销，同时满足受限资源和虚拟功能需要的约束。接着，设计了量化每个底层节点嵌入潜力的新型区域资源聚类指标，，并提出基于拓扑感知的转发图映射算法，即基于区域资源聚类的转发图算法（regional resource cluster-FGE, RRC-FGE最后，通过C++语言实现了该算法，仿真结果表明：服务提供商的收益增加了50多个单位，接受率提高了15%以上，同时成本下降了60多个单位。

关键词：网络功能虚拟化；虚拟网络功能；转发图映射

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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。在传统网络中，网络管理员经常使用“traceroute”和“ping”工具来检测负载均衡机制或者服务质量策略是否正常工作。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。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。在获得流的真实转发路径后，我们提出了一种新的测量方法来测量不同流的网络时延。最后，实验结果显示我们设计的方法可以准确的找出流的真实转发路径并测量出不同种类流所经历的时延。

关键词：软件定义网络；网络检测；路径追踪

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基于遗传算法的传感器网络拓扑控制研究

刘林峰,庄艳艳,刘业

《中国工程科学》 2008年第10卷第2期页码 66-71

摘要：

无线传感器网络的首要设计目标是延长网络生命期，网络的拓扑控制是实现这一目标的支撑基础。针对传统拓扑控制方案所获拓扑的连通冗余度高或结构健壮性低等弊端，将问题转化为多判据最小生成树模型，提出了一种基于遗传算法的拓扑控制方案。仿真实验结果表明，该方案可获得具有网络整体功耗低、结构健壮性高和节点间通信干扰小等特点的拓扑结构，因而能够有效地延长传感器网络生命期。

关键词：无线传感器网络拓扑控制多判据最小生成树问题遗传算法

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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

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基于蛙跳思想的量子编码遗传算法

许波,彭志平,余建平,柯文德

《中国工程科学》 2014年第16卷第3期页码 108-112

摘要：

量子门旋转相位、变异概率大小的确定，是目前制约量子遗传算法效率的两个主要问题。本文提出一种基于蛙跳思想的量子编码遗传算法（QRGA），该算法采用自适应的方式对量子旋转门旋转角进行调整，并基于模糊逻辑将蛙跳的步长进行量化以指导变异概率调整，保证进化的方向性和提高算法效率，对比实验结果表明算法可以避免陷入局部最优解

关键词：量子编码量子遗传算法蛙跳算法群体智能

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可编程软件定义网络的新架构与安全技术：综述 None

Shen WANG, Jun WU, Wu YANG, Long-hua GUO

《信息与电子工程前沿（英文）》 2018年第19卷第12期页码 1500-1521 doi: 10.1631/FITEE.1800575

摘要：当前，网络空间已经成为社会基础设施的一个重要组成部分。随着网络规模快速发展，应用程序和服务日益丰富，底层网络设备（如交换机和路由器）承载功能被不断扩展。为提升网络动态架构、安全性和服务质量，网络控制平面与数据平面的解耦是网络技术发展趋势。目前，软件定义网络（SDN）是新兴网络领域最热门、最具前景的技术之一。在SDN中，通过在专有设备部署高级别策略指导网络设备数据转发，减少网络设备复杂功能。SDN有利于实现网络新技术、新协议，提升部署功能灵活性和可操作性。然而，该新型网络技术面临架构和安全方面的新挑战。

关键词：软件定义网络（SDN）；安全；可编程

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基于JavaBeans与安全Cookie的Web应用安全中间件

蔡准,孔凡玉,李大兴

《中国工程科学》 2005年第7卷第3期页码 74-77

摘要：

对Web应用中涉及信息安全的操作进行了讨论，设计了中间件层次构架，并在此基础上使用了JavaBeans与安全Cookie技术实现了安全中间件，从而通过硬件设备提高Web应用的效率及降低了开发难度。

关键词： JavaBeans 安全Cookie 中间件 PMI 基于角色访问控制

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未来网络专辑：软件定义网络 Editorial

Tao HUANG,F. Richard YU,Yun-jie LIU

《信息与电子工程前沿（英文）》 2016年第17卷第7期页码 603-605 doi: 10.1631/FITEE.SDN2016

摘要：无

关键词：无

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量子网络系统研究进展与关键技术分析

李静,高飞,秦素娟,温巧燕,张平

《中国工程科学》 2023年第25卷第6期页码 80-95 doi: 10.15302/J-SSCAE-2023.06.010

摘要：

量子信息领域的迅速发展为现代信息技术带来了新的机遇与挑战，其中的热门研究方向之一即量子网络，旨在利用量子力学的基本特性实现长距离的（安全）通信任务，或通过分布式计算提供优于经典计算网络的计算能力，相关研究对推动量子信息的实用化具有重要意义。本文根据量子网络应用场景和技术手段的差异性，从量子密码网络、量子云计算网络、量子隐形传态网络3 个细分类别出发，全面梳理了国内外的研究进展及发展挑战，以便掌握量子网络系统的最新发展态势；结合量子网络的实施情况，阐述了量子网络系统发展中亟待攻克的链路建立、信息传输、网络协议、物理硬件等关键技术。研究建议，加强基础硬件设施研发投入、重视量子网络理论研究、加强交叉学科研究和相关人才培养，以促进我国量子网络系统的发展。

关键词：量子信息；量子网络；量子密码网络；量子云计算网络；量子隐形传态网络

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软件定义网络组播中一种基于Subtree来进行失败检测和保护的方法 Article

Vignesh RENGANATHAN RAJA,Chung-Horng LUNG,Abhishek PANDEY,Guo-ming WEI,Anand SRINIVASAN

《信息与电子工程前沿（英文）》 2016年第17卷第7期页码 682-700 doi: 10.1631/FITEE.1601135

摘要：软件定义网络（Software-defined networking, SDN）已受到产业界和学术界的广泛关注。SDN的中央控制平面可以从全局观测网络，也可为类似于交通工程等复杂问题提供更有效的解决方案。本文提出的算法可以从组播树中检测到链路或节点的差错，再确定流表中组播树需要调整的部分，从而进行差错恢复。与传统多协议标签交换（MPLS）网络中备份通路的信令方法相比，使用SDN中的中央控制器可以更有效地创建备份通路，这是本文提出的子树保护机制有效的前提。我们在POX控制器上实现了算法原型，并通过模拟Mininet中不同树状拓扑下的差错，验证算法的性能。

关键词：软件定义网络；流表；组播

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基于BP-AGA的非线性组合预测方法研究

王硕,张有富,金菊良

《中国工程科学》 2005年第7卷第4期页码 83-87

摘要：

运用神经网络和加速遗传算法建立非线性组合预测模型，在BP算法训练网络出现收敛速度缓慢时启用加速遗传算法（AGA）来优化网络参数，把AGA的优化结果作为BP算法的初始值，再用BP算法训练网络，如此交替运行BP算法和AGA以加快网络的收敛速度，同时改善局部最小问题。

关键词：神经网络加速遗传算法非线性组合预测预测精度

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软件定义网络中采用可伸缩视频组播的视频会议系统 Article

En-zhong YANG,Lin-kai ZHANG,Zhen YAO,Jian YANG

《信息与电子工程前沿（英文）》 2016年第17卷第7期页码 672-681 doi: 10.1631/FITEE.1601087

摘要：随着网络技术的发展，视频会议系统可以基于软件定义网络（SDN）进行部署，SDN使服务可控并提高服务的可扩展性和灵活性。另外，可伸缩视频编码技术（SVC）也可以帮助提高视频会议系统的性能。当参会者面临网络拥塞时，SDN控制器负责动态地管理和控制视频流的层数。另外，我们设计了会议管理服务器来管理会议用户。实验结果表明，我们提出的系统不仅可以提供灵活、可控的视频传输，还可以在保证视频会议服务质量（QoS）的前提下，节省网络资源的使用。

关键词：软件定义网络；组播；可伸缩视频；视频会议系统