复杂网络中基于解耦和博弈的深度分布式协作解决资源冲突的关键理论和技术研究

复杂网络中多个资源主体和竞争主体之间、网络体系结构各层次之间、网络效率和应用性能之间等，存在着显著的效率和性能的冲突。目前的研究尚未很好地解决竞争机制以及互信和合作等关键理论问题，导致重要网络资源被低效率地分配和使用、网络应用也难以提供服务质量保证，提出了许多重要研究课题。本研究将从优化理论以及博弈理论出发，针对复杂网络的资源分配中的冲突和竞争，以同时提高资源分配效率和网络应用性能为目标，建立形式化理论模型和公理化系统深入分析和刻画冲突和竞争的本质，引入深度分布协作解决资源冲突的关键理论和技术，通过解耦理论对紧密耦合的网络决定过程进行分解和单向变换，从而建立基于互信合作模型和高可信可扩展的分布式协作优化模型和算法框架，寻求在存在竞争和冲突情况下网络资源的最优分配，特别是基于层叠/对等网技术等应用对网络资源的高效使用，为在下一代网络体系结构及其资源分配的理论和应用的发展提供新思路和理论依据。

在复杂网络中的资源分配、资源竞争和冲突越来越成为网络效率的主要瓶颈之一，也是网络研究的重点方向之一。本项目旨在针对复杂网络中的资源分配问题，通过抽取网络资源竞争和冲突的共性、建立完整的形式化描述，为资源分配的分布式算法的设计和实现提供理论依据。针对当前国际学术界在未来网络方向的研究热点，本项目重点研究了在未来面向内容／信息的网络中，如何形式化描述网络资源竞争与合作，并通过解决形式化的数学问题，设计了若干高效率的资源分配的分布式算法，与现有路由算法相比，在相同网络基础设施下，可以承载200％的流量并保持用户体验不变；与现有内容分发算法相比，在相同网络链路负载情况下，可以承载5－10倍内容流量； 与现有转发算法相比，可以提高内容网络报文转发速度达到近10倍（实现40Gbps基于内容名字的无阻塞转发）。这些研究成果对未来网络中的效率和资源竞争／冲突具有重大的现实意义，将对未来网络中的资源分配产生积极的影响。