主动覆盖网络服务体系结构及关键技术的研究

本项目从网络体系结构这一核心问题研究入手，将主动网络的思想融入Overlay网络，提出主动Overlay（Active Overlay Network，AON）网络体系结构框架模型，网络中所有的AON结点组成了一个主动覆盖网，可以向应用提供所需的各种主动组合服务。AON通过引入主动技术使其具有了灵活部署服务的能力；借助于Overlay特殊的网络构造方式，使得AON不需要网络中所有结点的支持且无需大规模的改造已有的网络基础设施，即可为新型应用提供所需的服务。本项目将重点研究基于进程代数建立的AON服务体系结构框架模型和代数模型；解决在AON上进行主动服务部署的问题，针对不同的服务类型设计相应的服务部署算法和主动结点的部署算法；提出三种多播路由模型，设计相应的多播优化路由算法实现可靠多播；形式化分析和评价AON多播的服务质量。

在本项目支持下，项目组在国内外学术期刊及会议上发表论文17篇，其中SCI收录5篇、EI收录7篇，获出版学术专著2部，培养硕士研究生7名，主办和协办国际学术会议1次、国内学术会议2次，先后派出20余人次参加学术会议和研讨班。本项目建立了基于进程代数建立AON服务体系结构的框架模型，构造了基于AON服务体系结构代数模型ASC，利用集合论及进程代数中定义的运算建立AON服务体系结构的形式化模型；研究了基于构件的网络体系结构建模理论，用形式化方法给出了构件、连接件和网络体系结构框架模型的定义，利用进程代数理论定义了网络体系结构上的构件运算，进而建立了网络体系结构的代数模型；对AON上的多播路由问题展开研究，提出了具有度约束的最小延迟多播路由模型，设计具有连续遗传权值的启发式遗传算法，设计基于离散权值编码的启发式遗传算法来解决具有度约束的最小带宽多播路由问题；对AON多播服务质量算法评估进行研究，采用Lagrangian松弛算法在AON网络上部署主动结点，采用提出的启发式算法和遗传算法分别针对多因子单播模型和多因子多播模型进行不同服务次序的路由测试；对软件网络宏观拓扑特征研究及大型软件中的检验研究，定义了软件网络中的的重要概念—波浪效应度，在此基础上第一次引入并重定义了节点负载和多重使用性和多重依靠性的概念，提出了一种基于局部划分的社团划分算法，设计并实现了一个软件宏观拓扑度量分析平台；对基于能量感知的无线传感器网络覆盖问题研究，改进了基于Voronoi图的覆盖增强算法和基于虚拟力的目标多重覆盖算法，引入了路径的决定性能量的概念，并结合多目标优化的思想，修复无线传感器网络中的覆盖空洞问题；提出了一种服务质量的计算模型来计算具体服务的质量参数，建立了服务组合调度模型及其服务质量值的计算模型；提出基于抖动环境下文件复制和一致性维护整合算法，通过在复制节点的选取上考虑抖动性因素，减少节点离开或者失效造成较长的通信延迟和用户体验的降级，提高文件击中率；重新定义了CI并提出了一个确保并发传输相同的数据包时产生可塑性干扰而不是有害性干扰的无线架构-TriggerCast。从理论上第一次给出了用IEEE 802.15.4无线通信设备实现CI的充分条件。