分布式异构集群中节点优先级调优算法

节点优先级常用于评价异构集群中节点的性能,因此节点优先级评价指标权重的选择非常重要。采用层次分析法(analytic hierarchy process, AHP)建立了节点优先级评价指标体系,计算得到各指标的初始权重,并使用BP神经网络对初始权重进行优化。训练时,BP网络输入为集群运行中采集的节点实时资源数据,输出为节点的优先级。分析网络训练完成后得到的权重矩阵可以获得各优先级评价指标的优化权重。实验表明,基于AHP和BP的节点优先级评价模型可以更加准确地分析节点性能。相比于Spark默认算法和权重未优化的对照算法,使用调优后的节点优先级可以有效提高集群性能。运行不同工作量的相同负载时,集群平均性能分别提高了16.64%和9.76%;处理相同工作量的不同负载时,集群的平均性能分别提高了12.49%和6.54%。     

遗传算法的多目标优化资源选择算法

无线自组网中,一个任务请求可能会存在多个满足需求的后备资源,如何从中选择一个最佳资源提供给用户使用是资源管理的核心内容.目前的算法大都只考虑节点的计算能力、负载情况和网络延迟等,而没有考虑无线自组网环境中无线连接带宽有限、设备节点能源受限的特点.在对节点能力、网络资源和能源情况进行数学描述和分析基础上,提出并实现了基于遗传算法的多目标优化资源选择算法.实验结果表明该选择算法能够充分利用有限的带宽资源,最大化网络的使用时间.     

用高速网络改进“宙斯盾”作战系统

在这篇文章中,我们研究了用一个双光纤环形网络代替现在的海军舰载“宙斯盾”实时作战系统的通信网络的可能性。这个网络将把所有传感器、武器、电子设备和计算机连接到一个单独的通信网络上,该网络具有简单的拓朴结构和较高的数据传输能力以及安全性。 可以期望该网络将能满足下一代水面作战舰艇的要求。可以期望以现有“宙斯盾”作战系统结构为基础建造未来的系统,变成更复杂的,但仍能保持良好综合的和容易操作的作战系统。这个以FDDI(光纤分布式数据接口网络)为基础的高速网络能够满足更高的带宽要求,并能与舰上实时通信设备和其它通信设备综合。本文完全可以证明FDDI不仅能成功地代替舰载作战系统的现有通信网络,而且还提供更好的服务。还有几个非常重要的其它优点,包括重量和体积的极大减小和降低对电磁干扰的灵敏度等。     

FDDI在海军中的应用

构成作战系统和战术武器系统设备综合的最新趋势表明,需要确定适当的数据通信技术,以支持总的系统结构。由于构成的子系统(例如,声呐传感器)综合过程本身和新一代的发展,都可能产生数据量的大大增加,所以现代海军系统中公共总线上传送的数据量增加了。海军作战环境也极需要一个平台通信网络;该通信网络经受得住冲击、振动和温度的极限。它必须保证质量可靠的服务并且在海上容易进行维修。在过去5年里,费伦梯—汤姆逊公司在他们的主要声呐系统中已涉及到应用形成的光纤分布数据接口(FDDI)标准。此外,费伦梯—汤姆逊公司已进行了最新的初步设计研究,研究FDDI用潜艇和水面舰艇平台都适用的综合战术武器系统的“骨架”。FDDI提供了将形成未来海军应用基础的一个坚固的、可靠的、宽带宽的网络标准。这显然是得利于这些研究获得的经验。 本文叙述了我们涉及FDDI技术的历史以及它在海军环境中的应用。     

战场环境下基于节点移动性的DTN路由算法

针对某些战场环境下源节点和目的节点之间缺少稳定的端到端路径,提出一种基于节点移动性的容迟容断网络(Delay/Disruptive Tolerant Network,DTN)路由算法MRA(Mobility-based Routing Algorithm):根据运动水平指数和历史接触信息,尽量将消息副本传送给战场环境下移动性更高的节点。通过ONE仿真,相比于Epidemic、Spray and Wait、PROPHET 3种经典算法,MRA算法以牺牲一定的平均时延为代价,得到了较高的消息投递率和可观的网络负载率。     

基于IFTS的网络动态负载均衡方法

针对网络负载均衡过程中节点负载变化趋势难以预测的问题,在分析网络负载模糊时序变化特性的基础上,设计了可变阶自循环误差校正机制,构建了网络负载直觉模糊时间序列(IFTS)预测模型,并将基于IFTS的负载预测与网络动态负载均衡相融合,提出了基于IFTS的网络动态负载均衡方法,有效地提升了网络负载预测精度,增强了动态负载均衡系统运行效率,改善了网络整体服务质量。并通过典型实例验证了该方法的有效性和优越性。     

复杂网络节点重要度评估及网络脆弱性分析

提出一种基于节点状态演化级联失效模型的节点重要度评估和网络脆弱性分析方法。故障传递演化的内在机理是基础复杂网络变得脆弱的根源。在负载网络级联失效模型的基础上,提出一种能够实时跟踪节点负载状态,继而根据节点状态来重分配节点负载的重分配模型。提出基于节点状态演化的节点重要性评估和网络结构脆弱性分析方法,通过脆弱性分析结果找出网络的健壮性参数,并对此节点重要性评估方法进行失效分析。通过仿真实验验证方法的有效性。     

电磁核辐射对WSNs数据传输性能影响的分析

由于低传输时延和高带宽,射频(Radio Frequency,RF)信号广泛应用于无线传感网络(Wireless Sensor Network,WSN)节点间的通信.然而,外界电磁或核辐射影响了基于RF的WSN通信.电磁或核辐射导致节点通信间歇性中断,将此类节点称为故障节点.故障节点可能能够正常感测环境,但会间歇性失去通信能力,这就形成动态的通信黑洞.为此,分析了故障节点对WSN的影响.推导了故障节点行为的数学模型,理论上分析了故障节点对网络能耗及数据包传递率的影响.仿真数据证实,故障节点的存在降低了网络性能.     

美国雷声公司拟用商用流行技术更新潜艇作战系统

美国海军核潜艇舰队网络化的作战系统将引入商用流行技术(COTS)部件,作为雷声公司指挥控制系统MarkⅡ(即CCSMKⅡ)计划更新的一部分。雷声海军与海洋综合系统(N&MIS)部的系统设计者准备替换AN/UYK-43军用计算机和其光纤分布数据接口(FDDI),以改装CCSMkⅡ系统.在CCSMkⅡ系统的更新中,取代AN/UYK-43计算机的将是基于Hewlett-PackardJ5600和J6000Unix工作站的多功能服务器,即与许多海军的开放系统AN/UYQ-70标准舰载计算机同样的设计。另外,雷声公司将取消CCSMKⅡ的FDDI网络,取而代之的是异步传输模式(ATM)光纤网。该公…     

基于级联失效的节点重要度评估及网络脆弱性分析*

本文提出了一种基于节点状态演化级联失效模型的节点重要度评估和网络脆弱性分析方法。故障传递演化的内在机理是基础复杂网络变得脆弱的根源,论文首先在负载网络级联失效模型的基础上,提出了一种能够实时跟踪节点负载状态,继而根据节点状态来重分配节点负载的重分配模型,其次提出了基于节点状态演化的节点重要性评估和网络结构脆弱性分析方法,通过脆弱性分析结果找出网络的健壮性参数,并对此节点重要性评估方法进行失效效果分析。最后,通过仿真实验验证方法的有效性。     

网络化无人水下航行器CAN总线调度方法

传感器时间驱动,控制器和执行器均为事件驱动的网络控制系统节点驱动方式,已在众多的网络控制系统研究中被采用。在此种节点驱动方式下,依据各控制回路传感信息的不同时间性质将网络化无人水下航行器各控制回路划分为周期性控制回路和随机性控制回路来进行处理。采用时分复用原理对系统总线传输时间进行划分,通过递归遍历寻优方法对系统周期性控制回路信息传输需求进行优化调度;基本周期最小时间余量最大的寻优指标确保了总线负载均衡和随机性控制回路信息传输需求得到及时满足,这样有效地减少了低优先级控制回路(节点)信息传输的延迟等待时间。利用M ATLAB/T uretim e工具进行仿真试验,仿真结果说明了调度方法的有效性。     

一种基于节点资源利用率的无标度网络路由策略

本文研究了节点负载处理能力异质条件下的无标度网络交通动力学过程,提出了一种基于节点资源利用率的全局动态路由策略。该策略利用网络中节点资源利用率构建了一种全局代价函数,选择使该代价函数最小的路径来传输负载。实验结果表明该路由策略在略微增加平均路径长度的情况下成倍地提高了网络负载传输能力,与有效路由策略的比较进一步验证了该策略的有效性。     

一种基于HLA分布式仿真系统的动态负载平衡算法

基于兴趣域的"快递式"动态负载平衡算法从HLA/RTI提供的服务出发,当节点成为重载节点时,将节点部分负载转移到兴趣域内的轻载节点上,同时采用两次"握手"方式解决了负载迁移过程中出现的问题.通过使用两个评价参数--CPU占有率和内存使用率进行实验证明,负载平衡前后重载节点的CPU利用率和内存使用率有明显差别,结果表明该方法能有效地平衡系统各节点之间的负载,保证系统的实时性,提高系统的服务质量.     

交换式以太网和FDDI在车内局域网中的比较

针对车内局域网的组网方式,首先对交换式以太网和光纤分布式数据接口(FDDI)进行了概述和多方面的比较,在此基础上,对两种技术在车内组网的网络结构和组成进行了论述和比较,得出了交换式以太网更适合在方舱车内组成局域网的结论。     

适用于认知无线传感器网络的高效频谱分配方法

广泛工作在ISM(Industrial,Scientific and Medical)频段的无线传感器网络面临严重的频谱稀缺问题。在无线通信中,动态频谱分配被认为是提高频谱效能的重要途径。针对典型集中式管理的认知无线传感器网络设计了基于图着色结合负载强度的高效频谱分配算法。首先在协议干扰模型下确保频谱资源在空间上充分利用,随后综合考虑节点负载强度与公平性建立优化模型并按照乘子法加拟牛顿法框架求解最优值。仿真实验表明算法与固定频谱分配方式和传统自适应频谱分配算法相比,在系统吞吐量和节点缓冲区队列长度两个关键性能指标上具有显著优势。     

装备分布式虚拟维修训练仿真负载平衡研究

基于HLA的装备分布式虚拟维修训练过程极易产生仿真节点负载失衡,以往的负载平衡研究多关注资源利用率,仿真运行过程中可能会因节点负载的不均衡进行频繁的负载调度,影响仿真运行效率.针对此问题,以保证仿真节点的高效运行为首要目的,将负载平衡定义为不存在超载节点即为平衡,提出了一种动静结合的复合式负载平衡调度方法.研究了复合式负载平衡系统的体系结构,采用最小连接调度法实现了节点静态负载的粗粒度平衡,引入仿真运行比率分量参数表征负载量值,进而设计了动态负载平衡算法对仿真运行过程进行实时监控和调度.实验结果表明,改进后仿真平衡调度频率明显下降,实现了资源利用率和仿真效率的平衡兼顾,取得了良好的效果.     

主动声纳宽带噪声调频信号分析

噪声调频信号(NFM)有利于抗干扰和距离-速度联合分辨,在雷达领域已经得到广泛的应用,但是在主动声纳领域的应用相关研究较少。为此,将NFM引入到声纳应用中,通过仿真实验分析了其带宽特性和模糊函数。蒙特卡洛实验表明:有效调频指数m≥1时,NFM的带宽与调制噪声带宽无关,且功率谱呈高斯形状。宽带模糊函数(WAF)的仿真对比表明:NFM的模糊度图呈图钉型,克服了传统线性调频(LFM)信号所固有的距离-速度耦合模糊缺陷。     

业务类型发现的MUAV动态带宽分配

针对战术环境下微小型无人机通信中继平台的应用,提出了一种具有业务类型发现能力的动态带宽分配方法,构建了符合战术应用场景的业务类型分类,引入流量聚合机制、业务类型发现机制和"插队"特权,完成了带宽的动态分配。实验表明,基于业务类型发现的动态带宽分配方法能够有效提升"热点"节点的吞吐量,降低"紧急"节点的传输时延,较好地满足了战术应用要求。     

基于熵权法和FMEA的舰船信息流网络关键节点识别

舰船系统作为一种典型的信息物理系统(CPS),随着其信息化程度的不断提高,CPS信息安全事件频发。现有针对复杂网络的关键节点识别方法多是针对电力系统网络,基于这些网络的评价指标难以应用于电力系统之外的CPS网络。针对现有的关键节点识别方法在CPS中的不足,提出一种基于熵权法和FMEA的信息网络关键节点识别方法。将有效影响范围这个概念加入失效模式与影响分析(FMEA)的指标定性中,利用熵权法对FMEA中的指标进行客观赋权。结合主观性较强的FMEA中的风险顺序数,以风险顺序数中的三个评估指标作为熵权法中决策矩阵的指标。最后,通过舰船保障任务信息流节点网络案例验证该方法的正确性和可行性,分析结果表明,基于熵权法对三种指标综合赋权后的排序比单一的指标要更加合理。     

RSVP协议在军综网视频监控系统中的应用

为了改进基于军综网的视频监控系统信号传输质量,提出了在视频流链路节点上配置资源预留协议(RSVP),为视频流传输预留专用带宽的方法,保障视频信号的有效传输。通过实例介绍了RSVP的部署方法以及部署后的运行情况,分析论证了在视频流通过的相关节点配置RSVP协议是可行的,该方法能够改善视频流的传输质量。