课题基金基金详情
基于流的NDN架构设计及其建模和优化
结题报告
批准号:
61673360
项目类别:
面上项目
资助金额:
62.0 万元
负责人:
谭小彬
依托单位:
学科分类:
F0301.控制理论与技术
结题年份:
2020
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
姜晓枫、张元尊、姚进发、马玮城、马骥、赵志凡、邵云峰、吴向阳、吉利国
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中文摘要
作为一种可能的未来网络架构,信息中心网络(ICN)已经成为研究热点,其中命名数据网络(NDN)是影响最大的ICN实例,目前大多数ICN相关研究都在NDN架构上开展。但是NDN在协议架构和性能优化方面还存在较多问题,本项目引入“流”的思想,设计更加高效的基于“流”的NDN框架(f-NDN),在该框架基础上建立f-NDN转发过程的Markov决策过程模型,并采用基于灵敏度的优化方法计算最优转发策略。在新网络架构基础上,采用大偏差理论研究f-NDN架构中视频流可用带宽估计算法,采用模型预测控制实现可伸缩视频自适应传输控制方法。通过开发实验验证平台验证f-NDN协议和视频流自适应传输控制算法的有效性。本项目希望通过设计新型的网络架构方案,以及将控制理论和优化方法引入到网络及其业务系统性能优化,为我国未来网络的研究和建设提供可靠的理论依据与技术支撑。
英文摘要
As a candidate of future Internet architecture, information center network (ICN) has become a hot topic. Named Data Network (NDN) is the most influential ICN instance, and most ICN researches are carried out on the NDN architecture. However, there are still some problems in the NDN architecture and its‘ performance optimization. In this proposal, we plan to introduce the idea of "flow" into NDN, and design the more efficient flow-based NDN architecture (f-NDN) aiming at breaking the existing NDN key technical weakness and bottlenecks. Then, we established f-NDN forwarding process Markov decision process model, and obtain optimal forwarding strategy based on sensitivity analysis. Based on f-NDN, we research the video adaptive transmission and control by large deviation theory and model predictive control (MPC). Finally, prototype of f-NDN is developed which can verify the performance of protocol and algorithm. The project designs the new network architecture solutions, as well as introduces the control theory and optimization method into the network performance optimization, aiming at providing a reliable theoretical basis and technical support for future Internet research.
作为未来网络的可能的技术路线,信息中心网络(ICN)已经成为研究热点,其中命名数据网络(NDN)是影响最大的ICN实。由于NDN不同于IP网络的特殊体系架构和工作机制,传统的IP网络中的优化、拥塞控制等方法将不再适用。本项目引入“流”的思想设计更加高效的基于“流”的NDN框架(f-NDN),在转发、传输控制和网络服务质量优化等方面进行深入研究,并进行相关演示验证系统的研发。项目主要工作包括:..1)完成基于“流”的NDN(f-NDN)的架构设计和原型系统开发,包括协议包格式、数据结构及其处理机制,能大量减少兴趣包的传输数量、提高路由器处理效率,并能支持多路径传输;.2)建立了f-NDN 中“流”兴趣包转发的Markov决策过程(MDP)模型,结合深度增强学习算法和命名数据网络转发流程的特点,提出基于深度强化学习算法的转发架构和算法,获得最优转发策略;拥塞控制也是网络架构中的核心机制,本项目在设计了新型效用函数后,提出了基于深度强化学习的拥塞机制,能优化网络传输性能和用户间的公平;.3)完成NDN/f-NDN 中视频服务的自适应传输控制算法和方案设计,提出了基于深度强化学习、博弈论等方法的NDN/f-NDN中视频服务的自适应传输控制算法,能充分利用网络资源和NDN/f-NDN聚合特性提升用户体验质量(QoE),并尽量保证用户间的公平;.4)基于当前开源的NDN协议平台开发f-NDN平台,验证模型和算法的正确性和有效性,以及在实际应用中的可行性和应用前景。基于NDN/f-NDN平台开发了文件分发系统、动态自适应视频分发和播放系统、多无人设备组网和协作任务执行系统。..本项目通过设计新型的网络架构方案,以及将控制理论、人工智能等方法引入到网络及其业务系统性能优化,为我国未来网络的研究和建设提供可靠的理论依据与技术支撑。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Observation-Based Optimization for POMDPs With Continuous State, Observation, and Action Spaces
具有连续状态、观测和动作空间的 POMDP 基于观测的优化
DOI:10.1109/tac.2018.2861910
发表时间:2019-05-01
期刊:IEEE TRANSACTIONS ON AUTOMATIC CONTROL
影响因子:6.8
作者:Jiang, Xiaofeng;Yang, Jian;Xi, Hongsheng
通讯作者:Xi, Hongsheng
Theil-Based Countermeasure against Interest Flooding Attacks for Named Data Networks
基于泰尔的命名数据网络利息洪泛攻击对策
DOI:10.1109/mnet.2019.1800350
发表时间:2019-04
期刊:IEEE Network
影响因子:9.3
作者:Hou Rui;Han Min;Chen Jing;Hu Wenbin;Tan Xiaobin;Luo Jiangtao;Ma Maode
通讯作者:Ma Maode
A Game Theoretic Framework for Congestion Control in Named Data Networking
命名数据网络中拥塞控制的博弈论框架
DOI:10.5755/j01.itc.46.4.15680
发表时间:2017-11
期刊:Information Technology And Control
影响因子:1.1
作者:Jinfa Yao Baoqun Yin;Xiaobin Tan;Yizhao Bao
通讯作者:Yizhao Bao
DOI:--
发表时间:2020
期刊:数据与计算发展前沿
影响因子:--
作者:詹昱辰;冯巍巍;谭小彬
通讯作者:谭小彬
DOI:--
发表时间:2018
期刊:重庆邮电大学学报(自然科学版)
影响因子:--
作者:金洋;吕金阳;谭小彬
通讯作者:谭小彬
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