面向服务的自律网络适变机理与实现方法研究

As network applications increase, the function of network starts to be changed from "Network Centralized" to "Application Centralized". The traditional network cannot balance the relationship between static content management and dynamic service demands, nor meet the demands of the adaptability and flexibility of applications in the future. The autonomic networks with context-awareness, dynamic configuration and self-management characteristics can help to form a unified virtual resource management platform, lay an operational basis for adaptive services by means of cross-layer perception and interaction in domains. However, the research of adaptation mechanisms of automatic networks oriented to services such as network virtualization and service dynamic composition are just emerged, and the service adaptation problem has not been solved yet. In this project proposal, adaptation mechanisms of automatic networks oriented to services are studied deeply based on autonomic computing theory. We also propose services adaptive model, cross-layer awareness mechanism, virtual network resources management and mapping method, dynamic service composition method and service guarantee method. The proposal will continue on the previous study of perception network and autonomic computing, promoting to form the chain of "Sensor Networks -> Cognitive Radio Networks -> Autonomic Networks", and providing new thoughts for the study of autonomic network service and new theory technical supporting for further study on autonomic networks.

新型网络应用的大量涌现使得网络在功能上逐渐由"网络中心体系"向"应用中心体系"转变。而传统网络因无力解决服务需求动态性与管理静态性之间的矛盾，缺乏对新应用的适应能力和应变能力。具备环境感知、动态配置等适变特性的自律网络能够通过对域内及域间网络各层的跨层感知，形成统一的虚拟资源管理平面，从而为各个层面上的服务适变奠定良好基础。然而，网络虚拟化、服务动态组合等自律网络适变机理的研究刚刚起步，尚不足以从整体上支撑服务适变的实现。据此，从面向服务的角度，对自律网络适变性机理进行研究，重点突破服务适变性模型、跨层感知机制、虚拟化管理及映射方法、服务动态组合方法及服务保障方法等关键技术。承接前期感知网络和自律计算项目在服务层面的研究成果,促进"感知网络→认知无线电网络→自律网络"学术链的完善。本课题的顺利开展将为自律网络及其服务适变性研究提供新思路，为深化和完善自律网络研究提供理论依据和技术参考。

自律网络是在自律计算理论基础上发展而来的，是一种具有自管理能力的主动网络。本课题从面向服务的角度，对自律网络适变性机理进行研究，重点对服务适变性模型、跨层感知机制、虚拟化管理及映射方法、服务动态组合方法及服务保障方法等关键技术进行了深入研究，取得了如下成果：.（1）对自律网络适变性模型进行了研究。首先，构建了一种自律网络服务自适应模型；其次，依托该模型，提出了基于Petri网的服务兼容性分析算法。.（2）对自律网络的跨层感知机制进行了研究。首先，提出一种基于跨层感知的自律网络接入选择机制；在此基础上，提出了一种基于多尺度熵分析的层间关联分析方法；最后提出一种基于双层反馈的自律网络跨层重配置方法。.（3）对网络虚拟化资源管理与映射方法进行了研究。首先，构建了一个自律网络虚拟资源管理架构，为虚拟计算资源的有效映射奠定基础；在此基础上，提出一种启发式的自律网络虚拟化可靠映射方法。.（4）对自律网络动态服务组合方法进行了研究。首先，提出了一种自律网络环境下的服务发现机制；在此基础上，提出一种基于微正则退火的自律网络环境下的服务选择机制；最后，提出了一种自律网络服务组合方法及优化机制。.（5）对自律网络服务保障机制进行了研究。首先，提出一种自律网络服务参数反馈控制方法。同时，提出一种基于性能评估进程代数PEPA的适变性评价方法，利用网络处于自我管理状态的稳态概率来衡量其适变性。.（6）完成了一系列自律网络适变性评价支撑验证技术。项目组搭建了一个包含仿真引擎、拓扑模块和知识库等组成的仿真演示平台。实现了对适变性评价的初步验证。.以本项目研究成果为依托，出版专著1部；发表和录用论文54篇，其中SCI 录用和检索12篇，EI录用和检索25篇；申请发明专利21项，其中4项已被授权；相关研究成果获得黑龙江省科学技术奖二等奖1次；参与举办国内外会议3次，参加国际、国内会议15次。以本项目为支撑，申请国家重大专项项目1项、国家自然基金2项、其它省部级项目6项。