1974年1月创刊(月刊)
主管/主办:重庆西南信息有限公司
ISSN 1002-137X
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    1. 两点混合环上的半在线算法
    肖满, 李伟东
    计算机科学    2021, 48 (11A): 441-445.   https://doi.org/10.11896/jsjkx.201100153
    摘要 (26)   PDF (1766KB) (53)  
    文中研究了两点混合环上负载均衡问题的两种半在线情形。给定一个两点混合环和若干流量需求,寻找合适的流量运输方式,使得环上的最大负载尽可能地小。当存在一个容量为K的缓冲区时,证明了该半在线情形的下界为4/3。特别地,当K=1时,证明了下界为3/2,并给出了一个竞争比至多为8/5的半在线算法。当所有流的需求之和已知时,设计了一个竞争比为3/2的最优半在线算法。
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    2. 一种多节点实时无线连接方案
    钱光明, 易超
    计算机科学    2021, 48 (11A): 446-451.   https://doi.org/10.11896/jsjkx.201200209
    摘要 (33)   PDF (1961KB) (80)  
    文中提出了一个六同步连发无线入网方案SSST(Six Synchronous Successive Transmission),相应的网络称为SSST网络,用于一个主节点从多个从节点以无线方式收集数据的实时应用场景,工作频段与蓝牙相同。SSST网络中,所有从节点只有在收到主节点的同步包后才能发出数据传送请求,并以有序方式发出。同步包的发送采用6个连发,每一个都具有不同的编号。当多个从节点同时具有入网需求时,协议上可以做到完全无冲突,并可以选择优先级较高的从节点优先入网,后续各阶段的时间也容易做到可以预见,这些恰恰是实时应用需要具备的重要特性。通过实验,演示和验证了相关理论,并与蓝牙的广播和扫描方式做了对比。
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    3. 基于粒子群优化算法的无线传感网络安全分簇策略
    蒋建峰, 孙金霞, 尤澜涛
    计算机科学    2021, 48 (11A): 452-455.   https://doi.org/10.11896/jsjkx.210900131
    摘要 (31)   PDF (2435KB) (50)  
    为解决无线传感网络存在的网络生存时间短及缺乏有效的安全传输机制问题,提出了一种基于粒子群优化算法的无线传感网络安全分簇策略。该策略结合多项式混合密钥分配技术加密簇内和簇间节点的通信数据,保证了数据传输的安全性能;另一方面,通过优化的粒子群算法构造基于节点剩余能量和通信距离的适值函数来选择最优簇首和分簇数量,通过比较粒子聚合度值迭代计算求解,解决加密算法导致的微弱能量损耗问题,保证传感器网络性能的同时实现数据通信安全。网络仿真测试表明,该策略在确保传感网络安全的同时,能够将网络吞吐量提高120%,将传感网络生命周期延长30%~65%,更好地实现了传感网络性能的优化。
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    4. 基于PSO-GA的多边缘负载均衡方法
    姚泽玮, 林嘉雯, 胡俊钦, 陈星
    计算机科学    2021, 48 (11A): 456-463.   https://doi.org/10.11896/jsjkx.210100191
    摘要 (33)   PDF (2254KB) (61)  
    移动边缘计算(Mobile Edge Computing,MEC)作为一种新的范式,可以解决移动设备的计算资源、存储资源短缺的问题。通过无线网络,它将移动设备上的密集型任务迁移到用户附近的边缘上执行,最后把运行结果传回给移动设备。由于用户移动的随机性,部署在城市的每个边缘的负载情况通常是不一致的。针对多边缘的负载均衡问题,考虑通过任务调度来最小化边缘集合中最大的任务响应时间,从而提高移动设备的性能。首先,对多边缘负载均衡问题进行形式化定义;其次,提出粒子群遗传算法(Particle Swarm Optimization-Genetic Algorithm,PSO-GA)来解决多边缘负载均衡问题;最后通过仿真实验,将该算法与随机迁移算法和贪心算法进行对比与分析。实验结果表明,PSO-GA得到的结果最高分别优于随机迁移算法和贪心算法51.58%和26.34%。因此,PSO-GA在缩短边缘的任务响应时间、改善用户体验方面具有较好的潜力。
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    5. 预约式两级调度带内全双工接入控制策略研究
    官铮, 吕伟, 贾徭, 杨志军
    计算机科学    2021, 48 (11A): 464-470.   https://doi.org/10.11896/jsjkx.201200026
    摘要 (28)   PDF (3938KB) (50)  
    带内全双工(in-band full-duplex,IBFD) 无线通信允许节点在同一频段上同时进行发送和接收,是提高频谱利用率的有效途径。文中提出一种预约式两级调度全双工(Two-level Scheduled in-band Full-duplex,TSIB-FD)无线接入控制策略,将接入过程划分为信息收集、全双工数据传输和确认阶段,由AP在信息收集阶段感知节点业务及干扰关系生成一级调度方案,数据传输阶段AP根据一级调度方案建立全双工链路,并在数据传输过程中根据业务需求变化进行二次调度,完成数据传输后统一确认。仿真结果表明,文中提出的TSIBFD在确保延时的条件下提升了系统吞吐量,实验表明,最优情况下吞吐量相比Janus可提升38.5%,相比HBPOLL实现了1倍的增长。
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    6. 基于动态优先级设备低能耗调度算法
    张忆文, 林铭炜
    计算机科学    2021, 48 (11A): 471-475.   https://doi.org/10.11896/jsjkx.210100080
    摘要 (28)   PDF (2052KB) (57)  
    现有的嵌入式周期任务低能耗调度算法只考虑相互独立的任务模型,且仅仅用动态电压频率调节技术来降低能耗。针对这些不足,提出能够支持资源受限的周期任务模型,且同时利用动态电压频率调节技术和动态功耗管理技术来降低系统能耗的算法。所提算法包括设备调度和任务调度两部分。在设备调度阶段,利用动态功耗管理技术降低设备能耗。在任务调度阶段,利用最早截止期限优先策略调度任务,以及利用栈资源协议实现共享资源的互斥访问;任务开始以低速度执行,若其在执行过程中被阻塞,将以高速度执行,这样能够有效地降低处理器的能耗。实验结果表明,所提算法能够有效地降低系统能耗。
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    7. 基于加权图的链路映射算法
    高明, 周慧颖, 焦海, 应丽莉
    计算机科学    2021, 48 (11A): 476-480.   https://doi.org/10.11896/jsjkx.201200216
    摘要 (36)   PDF (2327KB) (62)  
    服务功能链(Service Function Chain,SFC)作为一种服务部署概念,为网络提供了更高的灵活性。文中研究服务功能部署中的映射问题,针对服务功能链的业务编排平面部署提出一种基于加权图的链路映射算法,来平衡功能服务节点部署到物理节点上的负载要求。给出了一种服务功能虚拟链路的映射算法,即先进行服务功能组合,随后针对实际的链路情况进行建模分析,利用效率矩阵求解初值,最后利用启发式算法对前者进行纠正。通过建模分析,并与降低链路带宽需求的图匹配策略的特征向量分解算法进行对比,该算法可以在链路节点负载和链路带宽均衡的情况下完成服务请求,并且在服务链长度不断增长和流量数增加的过程中,算法对于吞吐量的变化更加稳定,可以降低对于现有物理网络进行映射的代价。
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    8. 基于采样控制和输入饱和的不确定复杂网络同步研究
    赵曼宇, 叶军
    计算机科学    2021, 48 (11A): 481-484.   https://doi.org/10.11896/jsjkx.210100063
    摘要 (31)   PDF (1712KB) (49)  
    在实际网络系统中,广泛存在外部的干扰、参数波动等不确定现象,会导致系统无法实现同步,甚至会破坏系统的稳定性。因此研究不确定复杂动态网络的同步问题具有重要的意义。针对一类非线性不确定复杂动态网络,文中研究其在采样控制和输入饱和的条件下实现同步的问题。首先,建立非线性不确定复杂动态网络模型,其次通过引入一个领导者,设计了包含输入饱和的采样控制协议。然后构造合适的时间依赖Lyapunov函数,通过运用稳定性理论、积分不等式方法和线性矩阵不等式方法,证明了非线性不确定复杂动态网络在一定条件下可以实现同步,即每个跟随者最终都能追踪到领导者,并给出了实现同步的充分判据。最后,通过数值仿真验证了所得理论结果的正确性和有效性。
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    9. 基于MPLS-TE的数据中心网络QoS优化
    蒋建峰, 尤澜涛
    计算机科学    2021, 48 (11A): 485-489.   https://doi.org/10.11896/jsjkx.210900190
    摘要 (26)   PDF (3084KB) (55)  
    充分利用路径分配和重定位路由流量方法,能有效地解决数据中心网路拥塞和延迟等问题,从而提升网络性能。基于多协议标签交换的流量工程技术MPLS-TE是优化数据中心网络中网络服务质量QoS的一种有效方法,从OSI参考模型网络层出发,结合QoS模型,设计了基于流量工程和路径分配的QoS算法,以保证数据中心网络的服务质量。实际测试结果表明,该算法能够提高网络传输效率、降低延迟和丢包率,特别是针对语音和视频流量的数据传输场景,在降低网络延迟和提升吞吐量等方面,效果显著。
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    10. 一种基于超立方体的TCAM多字段范围规则编码
    王云霄, 赵丽娜, 马琳, 李宁, 刘子雁, 张婕
    计算机科学    2021, 48 (11A): 490-494.   https://doi.org/10.11896/jsjkx.201100161
    摘要 (31)   PDF (2970KB) (50)  
    随着互联网的发展与普及,网络的规模、带宽和网络数据包传输速度都在以指数级增长。日益高速增长的网络用户给互联网基础设施带来的压力也是与日俱,作为链路带宽性能提升的关键一环,报文分类处理速度的提升对发展高速网络环境下的各种应用服务起到了关键作用。当前报文分类算法存在吞吐率不足、内存利用率不高、功耗高,以及更新性能不够的问题。在报文分类上,传统TCAM无法进行高效的范围规则集存储,基于此问题利用超立方体的对称性与正则性,设计了一种基于超立方体的TCAM多字段范围规则编码技术。通过仿真实验对比,其编码效率是现在流行的其他TCAM编码方案的2倍,极大地增加了TCAM在报文分类时的空间利用率。
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