Design Issues for providing Minimum Rate Guarantees to the ATM Unspecified Bit Rate Service
最近已经提出了对ATM未指定比特率（UBR）服务的增强，其保证在帧级上对UBR VC的最小速率。这些增强被称为保证帧速率（GFR）。在本文中，我们讨论了GFR的动机，设计和实施问题。我们提出了缓冲区管理和警务机制的设计，以实现GFR。我们研究了警务，每VC缓冲区分配，每VC排队提供GFR TCP/IP流量的影响。我们得出结论，每VC调度是必要的，以提供最低速率保证TCP流量。我们研究的作用，帧标记的调度和缓冲区管理提供最低速率保证的存在。还讨论了使用GFR来支持Internet受控负载服务。
1998-09-23 cs.NI
Performability of Network Service Chains: Stochastic Modeling and Assessment of Softwarized IP Multimedia Subsystem
跨5G基础设施实现的服务提供机制广泛地使用网络服务链概念。通常，它与网络功能虚拟化（NFV）范例相耦合，并且在于定义由一组软件化网络节点遍历的预定路径以提供特定服务。一个众所周知的链式框架是IP多媒体子系统（IMS），它是5G网络的关键基础设施，我们通过性能和可用性来表征它。准确地说，在Clearwater平台实现的从头开始设计的测试床的支持下，我们对软件化IMS（softIMS）体系结构进行了随机评估，其中两个主要阶段突出：i）性能分析，其中，利用嵌入式网络分解方法，我们通过将每个softIMS节点建模为M/G/c系统来形式化资源分配的优化问题; ii）可用性评估，其中，采用随机奖励网络方法，我们能够根据故障/修复事件来表征softIMS的行为，并导出一组满足给定可用性要求（例如，五个九）的最佳配置，同时最小化部署成本。被称为OptCNT和OptSearchChain的两个例程分别被设计用于管理性能和可用性分析。
2021-05-19 cs.NI cs.PF
A Distributed Architecture for Edge Service Orchestration with Guarantees
网络功能虚拟化范例正在吸引服务提供商的兴趣，服务提供商可以极大地受益于其灵活性和可扩展性属性。然而，可能的编排服务的多样性，提高了采用特定的编排策略，为每个服务请求是未知的先验的必要性。本文介绍了Senate，这是一种分布式架构，可以在通用边缘基础设施上精确编排异构服务。为了将共享资源分配给服务编排，Senate使用分布式编排资源分配（DORA），这是一种近似算法，我们设计它来保证收敛时间的约束和Pareto最优资源分配的最优（1-1/e）近似。通过一个原型实现，我们评估了与参议院和DORA的性能服务编排的优势。
2018-03-14 cs.DS cs.NI
Stochastic Service Placement
由于云服务的多样性和动态工作负载，云服务的资源分配是一项复杂的任务。解决此问题的一种方法是过度供应，这会导致由于未利用的资源而导致的高成本。一个更经济的方法，依赖于需求的随机性，是分配适量的资源，并在需求超过容量的溢出情况下使用额外的更昂贵的机制。在本文中，我们研究了这种方法，并通过对独立正态分布需求的综合分析和对合成数据的仿真表明，它明显优于目前部署的方法。
2015-03-09 cs.DS cs.NI cs.PF
Providing Rate Guarantees to TCP over the ATM GFR Service
ATM保证帧速率（GFR）服务旨在用于能够受益于最小吞吐量保证的尽力服务业务。将LAN连接到ATM网络的边缘设备可以使用GFR在单个GFR VC上传输多个TCP/IP连接。这些设备通常将VC多路复用到单个FIFO队列中。已经表明，一般而言，FIFO排队不足以提供速率保证，并且需要具有调度的每VC排队。我们表明，在低缓冲区分配的条件下，它是可能的控制TCP速率与FIFO排队和缓冲区管理。我们目前的分析和模拟结果控制TCP速率的缓冲区管理。我们提出了一个缓冲区管理策略，提供宽松的速率保证SACK TCP源时，总的缓冲区分配低。我们通过仿真研究了这种缓冲区管理方案的性能。
1998-09-23 cs.NI
Service Level Agreement for the QoS Guaranteed Mobile IPTV Services over Mobile WiMAX Networks
虽然通过移动WiMAX网络支持移动IPTV服务，但是必须需要用于IPTV服务的某些保证的带宽，特别是如果移动WiMAX网络同时支持IPTV和非IPTV服务的话。IPTV服务的质量肯定取决于为该频道分配的带宽。然而，由于IPTV业务的高质量以及移动WiMAX网络对大量非IPTV业务的支持，不可能保证每次都有足够的有限移动WiMAX带宽用于移动IPTV业务。在移动IPTV服务提供商和移动WiMAX网络运营商之间为IPTV呼叫预留足够带宽的服务水平协议（SLA）可以提高移动IPTV用户的满意度。在本文中，我们提出了一个SLA协商过程中的移动IPTV用户在移动WiMAX网络。带宽代理控制为IPTV和非IPTV用户分配的带宽。所提出的用于IPTV服务的动态预留带宽增加了IPTV用户的满意度水平。仿真结果表明，我们提出的方案能够为IPTV用户提供更好的用户满意度。
2011-05-23 cs.MM cs.NI
Throughput-Optimal Scheduling Design with Regular Service Guarantees in Wireless Networks
出于对视频应用的定期服务要求，以提高用户的体验质量（QoE），我们考虑在多跳无线网络中的调度策略的设计，不仅最大限度地提高系统的吞吐量，但也提供定期的服务间时间的所有链接。由于链路的服务规律性与到达过程和策略操作的高阶统计量有关，因此直接表征和分析具有很大的挑战性。我们克服了这个障碍，引入了一个新的数量，即自上次服务的时间（TSLS），跟踪自上次服务的时间。将其与权值中的队列长度相结合，提出了一种新的最大权值型调度策略，称为规则服务保证（RSG）算法。TSLS计数器的独特演变对RSG算法的分析提出了重大挑战。为了解决这些挑战，我们首先提出了一种新的李雅普诺夫函数，以显示吞吐量最优的RSG算法。然后，我们证明了RSG算法可以提供服务的规律性保证，通过使用基于李雅普诺夫漂移的随机过程的稳态行为的分析。特别是，我们的算法可以实现一定程度的服务规律性的一个因素内的一个基本的下限，我们得出。该因子是系统统计和设计参数的函数，并且在某些特殊网络中可以低至2。我们的研究结果，分析和数值，表现出显着的服务规律性的改善，传统的吞吐量最优的政策，这揭示了将度量的时间，因为最后一次服务到调度策略提供监管服务的重要性。
2014-05-03 cs.NI
End-to-End Service Delivery with QoS Guarantee in Software Defined Networks
软件定义网络（SDN）预计将对未来网络产生重大影响。尽管SDN的实现已经取得了令人兴奋的进展，但在未来互联网中应用这种新的网络模式来支持端到端的QoS提供面临着一些新的挑战。互联网中共存的自治网络域和互联网上部署的不同用户应用程序需要统一的服务交付平台（SDP），该平台能够实现高层网络抽象和域间协作，以实现端到端服务提供。然而，目前可用的SDN技术缺乏用于支持这样的平台的有效机制。在本文中，我们首先提出了一个SDP框架，应用网络即服务（NaaS）的原则，提供网络抽象和编排端到端的服务提供在基于SDN的未来互联网。然后，我们重点研究了两个使能技术，这样的SDP，以实现QoS保证，即网络抽象模型和端到端的资源分配计划。具体来说，我们提出了一个通用的模型抽象的网络域提供的服务能力，并开发一种技术，用于确定所需的带宽在网络域中的端到端的服务提供QoS保证。本文的分析和数值计算结果表明，基于NaaS的SDP不仅简化了SDN服务和资源管理，而且提高了端到端QoS提供的带宽利用率。
2018-03-28 cs.NI
Probabilistic Performance Analysis of Networks using an Improved Network Service Envelope Approach
随机网络演算是一个不断发展的理论，它解释了统计复用，并使用包络方法进行网络的概率延迟和积压分析。随机网络演算的关键思想之一是将网络节点提供的服务描述为随机服务包络的可能性，而随机服务包络又可以用来描述节点网络中可用的随机服务，并确定端到端的概率延迟和积压界限。本文提出了一种新的随机服务包络的定义，它产生一个简单的网络服务包络和更严格的端到端的性能界限。它示出（$σ(θ), ρ(θ)$）约束的流量模型，使用新的随机网络服务包络计算的端到端的性能指标是紧密的比较，使用现有的开始的最先进的统计网络服务包络的定义，并有界的${\cal O}(H \log{H})$，其中$H$是到达流量穿过的节点的数量。
2011-09-29 cs.NI
A QoS Framework for Service Provision in Multi-Infrastructure-Sharing Networks
该研究提出一种多基础设施共享网络下带QoS保障的资源配置框架，核心是结合线性化上置信界的修正漂移加惩罚策略，可实现可调的吞吐量与延迟概率保障，理论上证明了稳定性与渐近最优性，仿真验证了其优异性能。
2025-09-06 cs.NI cs.SY eess.SY
On the Model Transform in Stochastic Network Calculus
随机网络演算需要特别注意在搜索适当的随机交通到达模型和随机服务模型。必须在性能界限分析的可行性、性能界限的有用性和数值计算的方便性之间进行权衡。从理论上讲，不同业务到达模型之间的转换和不同业务模型之间的转换是可能的。然而，模型变换对性能界限的影响尚未得到彻底的研究。本文旨在研究模型转换的效果，为随机网络演算中的模型选择提供实践指导。
2010-01-15 cs.NI cs.PF
Constrained Network Slicing Games: Achieving service guarantees and network efficiency
网络切片是下一代移动网络的关键能力。它使人们能够在共享基础设施上经济高效地定制逻辑网络。网络切片的关键组成部分是资源分配，其需要确保切片接收支持其移动设备/服务所需的资源，同时优化网络效率。在本文中，我们提出了一种新的方法，基于切片的资源分配命名为保证服务效率的网络切片（GREET）。基本概念是建立一个受约束的资源分配游戏，其中（i）切片单方面优化其分配，以最好地满足其（动态）客户负载，而（ii）施加约束，以保证如果他们希望这样，切片接收预先商定的网络资源份额。由此产生的游戏是著名的费雪市场的变体，其中切片提供预算以争夺网络资源（如在传统的费雪市场中），但（与费雪市场不同）价格受到某些资源的限制，以提供所需的保证。通过这种方式，GREET结合了基于共享的方法（通过灵活共享实现高效率）和基于预留的方法（通过分配固定数量的资源提供保证）的优点。我们描述了纳什均衡，最佳反应动力学，并提出了一个实用的切片策略，可证明的收敛性。广泛的模拟表现出实质性的改进，网络切片国家的最先进的基准。
2020-01-06 cs.NI
Optimal Slicing and Scheduling with Service Guarantees in Multi-Hop Wireless Networks
该研究针对多跳无线网络的端到端服务保障调度问题，结合网络切片分析可行区域，提出延迟赤字概念与近似规则的多项式时间调度算法，解决多流可行性问题的NP难特性并保障服务要求。
2024-09-14 cs.NI
TCP throughput guarantee in the DiffServ Assured Forwarding service: what about the results?
自从IETF提出服务质量体系结构以来，TCP与QoS服务的交互成为研究热点。本文提出了期待在TCP吞吐量保证的DiffServ保证转发（DiffServ/AF）服务，并提出了不同的建议来解决这个问题的概述方面所取得的成果。它已被证明，标准化的IETF DiffServ条件，如令牌桶颜色标记和时间滑动窗口颜色标记是不好的TCP流量描述符。从这一点出发，已经提出了一些建议，其中大多数提出了新的标记方案，以取代或改进传统的令牌桶颜色标记。主要的问题是TCP拥塞控制并没有被设计为与AF服务一起工作。事实上，这两种机制是对立的。TCP具有在流之间公平地共享瓶颈带宽的特性，而DiffServ网络提供可控和可预测的服务水平。在本文中，我们建立了一个分类的所有命题在这些最后几年，并比较它们。因此，我们将看到，这些条件化方案可以分为三组行动水平，并在网络边缘水平的条件化是最被接受的。我们的结论是，这个问题仍然没有解决，TCP，有条件或无条件，仍然不适合的DiffServ/AF服务。
2007-12-13 cs.NI
Investigating the Potential of the Inter-IXP Multigraph for the Provisioning of Guaranteed End-to-End Services
在这项工作中，我们建议利用IXP和ISP之间的丰富的连接域间路径拼接，监督集中的QoS代理。在这种情况下，我们强调了一种新的抽象的互联网拓扑结构，即，IXP间多重图由IXP和穿过其共享成员ISP的域的路径组成。这可以潜在地用作密集的互联网范围的基底，用于提供具有高路径多样性和全球IPv4地址空间范围的有保证的端到端（e2 e）服务。因此，我们映射的IXP多重图，评估其潜力，并介绍了一个丰富的算法框架，这样的图结构上的路径拼接。
2016-11-10 cs.NI
Virtual Service Embedding with Time-Varying Load and Provable Guarantees
在满足服务质量要求的同时有效地部署服务是网络切片的主要挑战。有效的解决方案将服务的虚拟网络功能（VNF）的实例放置在蜂窝基础设施的不同位置，并通过根据需要扩展它们来管理这些实例。在这项工作中，我们解决了上述问题和不同服务之间的子片重用的非常相关的方面。此外，与现有技术不同，我们考虑了服务的有限寿命和随时间变化的业务负载。我们确定了服务管理效率低下的两个主要来源：（i）由于具有不同延迟要求的多个服务的流量由同一虚拟机（VM）处理而导致的计算资源超支，以及（ii）同一VM中流量处理请求的包装不佳，导致打开更多的VM。为了应对上述问题，我们设计了一种算法，称为REShare，可以动态地适应系统的运行条件，并找到一个最佳的权衡上述相反的要求。我们证明了REShare具有较低的算法复杂度，并且在非递减负载下是渐近2-竞争的。利用真实场景的数值结果表明，我们的解决方案优于替代方案，快速适应时变条件，并将服务成本降低25%以上。
2022-11-18 cs.NI
Dynamic Service Provisioning in the Edge-cloud Continuum with Provable Guarantees
我们认为一个层次化的边缘云架构，其中提供给移动用户的服务链的虚拟网络功能。每个服务都有特定的计算需求和目标延迟性能，这就需要适当地放置相应的链并分配适量的计算资源。此外，链迁移可能是满足服务的目标延迟所必需的，或者便于保持服务供应成本较低。我们解决这些问题，通过形式化的最佳链放置和资源分配的边缘云连续体的问题，考虑到迁移，带宽和计算成本。具体来说，我们首先设想一个算法，利用资源增加，解决上述问题，并提供了一个上限的资源量所需的找到一个可行的解决方案。我们使用该算法作为一个积木设计一个有效的方法，针对最低成本的解决方案，同时最大限度地减少所需的资源增加。我们的结果，通过跟踪驱动的，大规模的模拟，表明我们的解决方案可以提供一个可行的解决方案，使用一半的资源所需的国家的最先进的替代品。
2022-02-17 cs.NI
Pricing Virtual Paths with Quality-of-Service Guarantees as Bundle Derivatives
我们描述了一个模型的通信网络，使我们能够定价复杂的网络服务的金融衍生工具合同的基础上，在个别路由器的容量的现货价格。我们证明了一个定理的Girsanov变换，是有用的基础资产，它可以用来定价许多复杂的网络服务的线性衍生品的定价，它是用来定价的选项，使访问两个网络节点之间的几个虚拟通道之一，在指定的未来时间间隔。给出了连续时间套期保值策略，使得期权价格与服务提供者的风险态度无关。期权价格包含对数正态变量之和的密度函数，必须对其进行数值计算。
2001-06-12 cs.CE cs.NI
A Distributed Algorithm for Quality-of-Service Provisioning in Multihop Networks
提出了一种多跳无线网络中联合功率控制、路由和调度的分布式算法。该算法还为不同的用户提供了服务质量（QoS）保证，即端到端平均延迟保证和硬截止期限保证。它是容易实现的，并通过给本地动态优先级需要QoS的流，优先级是在节点处的队列长度的函数。我们提供了理论界的算法的稳定性。我们还比较了该算法的性能与其他现有的算法通过广泛的模拟，并证明其有效性，在提供QoS的需求。
2016-12-26 cs.NI
New primitives for bounded degradation in network service
某些新兴的数据中心工作负载可以吸收网络服务中的一些降级，不需要完全可靠的数据传输和/或其公平共享的网络带宽。这为卓越的网络和基础设施多路复用提供了机会，因为这种灵活的流量可以在拥塞情况下将容量让给需求更严格的常规流量。我们认为，有机会在网络服务原语，允许在一定范围内的退化，使灵活的流量仍然收到一个可接受的服务水平，同时受益于其较弱的要求。我们提出了两个原语，即保证部分交付和有界去优先化。我们设计了一个预算算法，以提供保证相对于他们的公平份额，这是通过探测测量。预算和探测的要求限制了算法的适用性，大型灵活的流。我们评估我们的算法与大的灵活的流量和三个工作负载的小规模，大规模和分布的大小的常规流量。在整个工作负载中，我们的算法实现了比固定优先级更少的常规流加速，特别是对于小流工作负载（1.25倍于第99%瓦片中的6.82倍）。我们的算法在具有大型常规流的工作负载中提供了更好的保证（14.5%对32.5%的灵活流被减慢超过其保证）。但是，它为其他两个工作负载提供的保证并不好，甚至稍差。执行保证的能力受到流量公平份额相互依赖性、测量不准确性和对收敛的依赖性的影响。我们观察到，优先级的变化，探测或降低优先级的原因队列转移恶化的保证和限制可能的速度，特别是小流量。我们发现，机制，优先交通和跟踪保证应尽可能不中断。
2022-08-17 cs.NI
Network Slicing for Service-Oriented Networks with Flexible Routing and Guaranteed E2E Latency
网络功能虚拟化是在第五代及以后的网络中同时支持具有不同特性和需求的多个服务的有前途的技术。在实践中，每个服务都由一系列预定的功能组成，称为服务功能链（SFC），在云环境中运行。为了使不同的服务切片能够协调工作，关键是选择云节点来部署SFC中的功能，并灵活地路由服务的流程，使得这些功能按顺序处理，保证所有服务的端到端（E2E）延迟约束，并尊重所有资源约束。在本文中，我们提出了一个新的（混合二进制线性规划）制定上述网络切片问题，优化系统的能源效率，同时共同考虑资源预算，功能实例化，流路由，和E2E延迟要求。数值结果表明，所提出的配方相比，现有的优势。
2020-05-01 cs.IT cs.NI eess.SP
Modelling on the Guaranteed QoS for Wireless Sensor Networks: A Network Calculus Approach
无线传感器网络是近十年来新兴的高技术领域之一。它们的实时应用要求提供有保证的服务质量（QoS）。本文的主要贡献是一个系统框架和保证QoS模型，适合于无线传感器网络。为此，我们开发了一个基于虚拟缓冲区共享的传感器节点模型，并提出了一个两层调度模型，使用网络演算。在此基础上，给出了一个QoS保证模型，包括缓冲队列长度/时延/有效带宽的上界，单跳/多跳时延/抖动/有效带宽的上界。数值结果表明，系统框架和保证QoS模型对于不同类型的流（包括自相似业务流）具有可扩展性，并且流量调节器参数和传感器节点服务曲线对它们有影响。我们的建议导致缓冲区尺寸，保证QoS的支持和控制的无线传感器网络。
2011-04-24 cs.NI cs.PF
A Reliability-Aware, Delay Guaranteed, and Resource Efficient Placement of Service Function Chains in Softwarized 5G Networks
网络功能虚拟化（NFV）通过利用虚拟化和云计算技术的特征，允许网络的灵活性、可扩展性、敏捷性和容易的扩展。然而，网络功能的软件化带来了许多挑战。可靠性和延迟是支持NFV的5G网络面临的主要挑战，可能导致客户不满和收入损失。通常，冗余用于提高通信服务的可靠性。然而，冗余需要相同数量的额外资源，因此增加了成本。在这项工作中，我们解决了软件化5G网络中的可靠性感知，延迟保证和资源高效的服务功能链（SFC）布局问题。首先，我们提出了一种新的SFC子链方法，以提高可靠性的SFC没有备份。如果在子链方法之后不满足可靠性要求，则我们向VNF添加备份以满足可靠性要求。然后，我们制定了可靠的SFC放置问题作为一个线性规划（ILP）的问题，以最佳地解决它。针对ILP问题在求解大输入实例时的高计算复杂性，提出一种改进的稳定匹配算法，在多项式时间内获得近似最优解。通过大量的模拟，我们表明，我们提出的解决方案消耗较少的物理资源相比，提供可靠的通信服务的最先进的解决方案。
2020-12-13 cs.NI
A Hard and Soft Hybrid Slicing Framework for Service Level Agreement Guarantee via Deep Reinforcement Learning
网络切片是保证5G和未来网络中各种服务水平协议（SLA）的关键驱动因素。最近，深度强化学习（DRL）已被广泛用于网络切片中的资源分配。然而，现有的相关工作没有考虑与DRL的初始勘探阶段相关的性能损失。本文提出了一种新的性能保证切片策略与软，硬混合切片设置。主要是在训练神经网络时，采用一个通用的切片设置来保证切片的SLA。此外，公共切片的资源倾向于随着DRL的训练精确地重新分配到切片，直到其收敛。实验结果进一步证实了本文提出的切片框架的有效性：切片在训练阶段的SLA得到了保证，算法收敛后在SLA满足率、隔离度和频谱最大化方面都达到了接近最优的性能。
2022-03-06 cs.NI cs.SY eess.SP
A QoS Guarantee Strategy for Multimedia Conferencing based on Bayesian Networks
面向服务的体系结构（SOA）通常用于Web服务系统的设计和实现。在SOA环境中实现媒体通信的关键技术是面向服务的通信。为了充分利用SOA的优势，我们设计并实现了一个基于Web的多媒体会议系统，为用户提供了一个混合编排的Web和通信服务。由于目前的SOA缺乏有效的多媒体服务QoS保证解决方案，用户满意度受到QoS违规的极大挑战，例如，低视频PSNR（峰值信噪比）和长播放延迟。为了解决这一关键问题，我们首先采用了业务流程执行语言（Business Process Execution Language，简称BPEL）服务引擎来实现混合服务的编排和执行。其次，我们提出了一种新的上下文感知的方法来量化和利用QoS指标和可用的上下文之间的因果关系的基础上贝叶斯网络（CABIN）。该方法包括三个阶段：（1）信息离散化，（2）因果关系分析，（3）最佳上下文调整。我们实现CABIN在现实生活中的多媒体会议系统，并比较其性能与现有的延迟和吞吐量为导向的计划。实验结果表明，CABIN在提高视频质量方面优于竞争方法的PSNR。它还提供了一个一站式商店控制网络和通信服务。
2015-06-21 cs.MM cs.NI
Enabling Hard Service Guarantees in Software-Defined Smart Grid Infrastructures
信息和通信技术（ICT）基础设施在从传统电力系统向智能电网发展的过程中发挥着关键作用。由向可持续能源发电的过渡引发的日益波动的功率流成为电网稳定性的主要问题。为了应对这一挑战，未来的智能电网需要精确的监测和控制，这反过来又需要可靠、实时且具有成本效益的通信。为此，我们建议应用软件定义网络（SDN）来处理智能电网通信的多种要求。为了实现可靠性，我们的方法包括在通信网络和动态服务感知网络（重新）配置故障后的快速恢复。网络演算（NC）逻辑嵌入到我们的SDN控制器中，以满足国际电工委员会（IEC）标准IEC 61850规定的延迟要求。因此，路由提供了延迟最优路径下考虑现有的交叉流量。此外，通过将NC延迟监控与灵活的重新配置手段相结合，确保了连续的延迟限制合规性。为了进行评估，我们考虑著名的北欧32测试系统，我们在实验和仿真中映射相应的通信网络。所描述的功能进行了验证，采用现实的IEC 61850传输和分布式控制流量。我们的研究结果表明，硬服务保证，可以确保与建议的SDN解决方案的帮助。在此基础上，我们得到了非常时间关键的服务，这必须不受灵活的重新配置。
2018-10-18 cs.NI
6G: From Connectivity Infrastructure to Guaranteed Digital Services
Rakuten Mobile Inc.（乐天移动公司）
研究6G网络转折点问题，提出重新排列控制优先等五个优先事项的观点，通过控制契约、保障经济、网络MCP平台及标准化阐述等成果实践该观点，并给出三阶段路线图区分标准与部署目标等。
2026-10-21 cs.NI
Reinforcement Learning-based Admission Control in Delay-sensitive Service Systems
University of Toronto（多伦多大学）
在服务系统中确保服务质量（QoS）保证是一项具有挑战性的任务，特别是当系统由更细粒度的服务（例如服务功能链）组成时。服务系统中一个重要的QoS度量是端到端延迟，这在延迟敏感的应用中变得更加重要，其中作业必须在时间期限内完成。接纳控制是提供端到端延迟保证的一种方式，其中控制器仅在作业具有满足截止日期的高概率时才接受作业。在本文中，我们提出了一个基于强化学习的准入控制器，保证了概率上界的服务系统的端到端的延迟，同时最大限度地减少不必要的拒绝的概率。我们的控制器只使用网络的队列长度信息，不需要网络拓扑结构或系统参数的知识。由于长期的性能指标是非常重要的服务系统，我们采取平均奖励强化学习的方法，这是非常适合无限的地平线问题。我们的评估验证，建议基于RL的准入控制器是能够提供概率边界上的网络的端到端的延迟，而不使用系统模型信息。
2020-08-21 cs.AI cs.LG cs.NI
Utility Maximization in Wireless Backhaul Networks with Service Guarantees
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
本文提出了一种基于树形拓扑结构的无线回传网络效用最大化方法，通过轮转调度算法优化服务保障与吞吐量，实现高效的资源分配。
2026-01-10 cs.NI
Node-based Service-Balanced Scheduling for Provably Guaranteed Throughput and Evacuation Time Performance
本文的重点是设计可证明有效的多跳无线网络的在线链路调度算法。我们考虑单跳业务和单跳干扰模型。目标有两个：1）当流源连续地将分组注入到网络中时最大化吞吐量，以及2）当没有未来分组到达时最小化撤离时间。现有的工作大多采用基于链路的方法，这导致吞吐量有效的算法，但往往不能保证令人满意的疏散时间性能。在本文中，我们提出了一种新的基于节点的服务平衡（NSB）在线调度算法。NSB旨在通过最大化每个调度周期中被调度节点的总权重，以平衡的方式为严重拥塞的节点提供调度机会，其中节点的权重由其工作负载以及节点是否在先前的调度周期中被调度来确定。我们严格证明，NSB保证实现的效率比不差（或不小于）的吞吐量和近似比不差（或不大于）的疏散时间不超过3/2的2/3。值得注意的是，如果底层网络图是二分的，则NSB既是吞吐量最优的，也是疏散时间最优的。此外，我们开发了一个低复杂度的NSB算法，称为LC-NSB，它提供了相同的性能保证NSB。最后，我们进行了数值实验来阐明我们的理论结果。
2017-11-18 cs.NI
Stochastic TCO minimization for Video Transmission over IP Networks
从服务运营商的角度来看，开发通信服务的总拥有成本（TCO）包括两部分：资本支出（CAPEX）和运营支出（OPEX）。这两种类型的成本是相互关联的，并影响任何服务提供商的部署策略。在许多传统方法中，以启发式方式执行对新服务的关键元素的选择，旨在仅减少TCO的OPEX部分，这不一定是最佳的。此外，这种服务的精确成本建模并不总是可能的，并且包含一些不确定性。在目前的工作中，每个视频流元素的成本建模后，通过捕捉模型的不确定性的影响，TCO优化问题的IP网络上的视频流被制定为一个随机优化问题。所提出的优化问题的解决方案可以应付成本建模的不确定性和跟踪的动态TCO，并导致一个随时间变化的最优解。数值分析结果验证了所提出方法的正确性。
2012-05-02 cs.NI
Is Universal Broadband Service Impossible?
本文指出当前宽带范式对低延迟和持续可用性的强保证阻碍了其普及，并提出了一种无需此类保证、能以合理成本部署“基础宽带”服务的可行策略，可支持除同步远程呈现外的几乎所有关键应用。
2024-06-01 cs.NI
Securing Virtual Network Function Placement with High Availability Guarantees
虚拟网络功能即服务（VNFaaS）目前正受到电信和云利益相关者的关注，作为一个有前途的业务和技术方向，包括在云上提供网络功能即服务（NFV基础设施），而不是提供独立的网络设备，以提供更高的可扩展性并降低维护成本。然而，托管VNF的这种NFVI的功能对于在其上运行的所有服务和应用来说是基本的，这迫使保证高可用性水平。事实上，VNFaaS的可用性依赖于其单个组件（即服务器、虚拟化软件和通信网络）的故障率。将实现网络功能的虚拟机正确分配给NFVI服务器及其保护对于保证高可用性至关重要。我们模型的高可用性虚拟网络功能的位置（HA-VNFP）的问题，找到最好的分配虚拟机的服务器，保证保护复制。我们提出了一种概率方法来衡量系统的真实可用性，并设计了高效和有效的算法，可用于利益相关者的在线和离线规划。
2017-01-27 cs.NI
On Effectiveness of Backlog Bounds Using Stochastic Network Calculus in 802.11
网络演算是一种有效的描述网络传输过程的方法，具有广泛的应用前景，但目前将其应用于802.11网络的研究还很少。在本文中，我们采取的第一个步骤之一，使用随机网络演算分析的积压边界的802.11无线局域网。特别是，我们要讨论它在解决积压问题方面的有效性。我们的无线节点作为一个单一的服务器减损服务的基础上，在随机网络演算两个最著名的模型：江和Ciucu的。有趣的是，我们发现，这两个模型可以得到等效的随机服务曲线和积压边界在我们的研究情况。我们证明了网络演算界意味着稳定的积压，只要流量到达的平均速率小于服务，表明理论上的有效性，随机网络演算在绑定积压。从. Kumar的802.11模型，我们推导出具体的随机服务曲线的802.11节点和其积压的界限。我们比较了推导出的边界与ns-2模拟，发现前者是非常松散的，我们讨论了原因。我们证明了鞅和独立案例分析技术可以显着改善边界。我们的工作为随机网络演算在实际应用中提供了很好的参考。
2012-02-14 cs.NI
End-to-End Delay Guaranteed SFC Deployment: A Multi-level Mapping Approach
网络功能虚拟化（NFV）使服务提供商能够通过为客户请求的服务功能链（SFC）提供资源高效的QoS来最大化业务利润。在最近的应用中，端到端延迟是SFC部署中需要保证的关键QoS要求之一。虽然它被认为是在文献中，准确和全面的建模延迟的问题，最大限度地提高服务提供商的利润尚未得到解决。本文首先将该问题转化为一个混合整数凸规划模型。然后，通过对模型的分解，提出了一种两级映射算法，即在第一级，将SFC的功能映射到虚拟网络功能实例;在第二级，将实例部署到物理网络中。仿真结果表明，与优化模型得到的性能界相比，该方法得到了一个接近最优的解，并且优于现有的解。
2021-02-11 cs.NI
Stochastic End-to-End Latency Modeling of the IoT-Edge-Cloud Continuum: Impact of Jitter and Traffic Variability on Deterministic Service Provisioning
Networked Systems Lab, Universidad Miguel Hernández de Elche（埃尔切米格尔·埃尔南德斯大学网络系统实验室）
本文针对物联网-边缘-云连续体，提出基于队列的端到端延迟模型，分析时间可变性对确定性服务提供的影响，得出不同类型服务的最优执行位置及卸载策略相关结论。
2026-08-27 cs.NI
Optimal Network Slicing for Service-Oriented Networks with Flexible Routing and Guaranteed E2E Latency
网络功能虚拟化是在5G及更高网络中同时支持具有不同特性和要求的多个服务的有前景的技术。具体地，每个服务由在云环境上运行的预定功能序列（称为服务功能链（SFC））组成。为了使不同的服务切片协调地正常工作，关键是适当地选择云节点以在SFC中部署功能，并灵活地路由服务的流，使得这些功能以相应SFC中定义的顺序被处理，保证所有服务的端到端（E2E）延迟约束，并且尊重所有云和通信资源预算约束。在本文中，我们首先提出了一个新的混合二进制线性规划（MBLP）制定上述网络切片问题，优化系统的能源效率，同时联合考虑E2E的延迟要求，资源预算，流路由，和功能实例化。然后，我们开发了另一种MBLP配方，并表明这两种配方是等价的，在这个意义上，他们共享相同的最优解。然而，由于第二个问题公式中的变量和约束的数量明显小于第一个问题公式中的变量和约束的数量，因此求解第二个问题公式在计算上更有效，特别是当相应网络的维数很大时。数值结果表明，所提出的公式相比现有的优势。
2021-06-05 cs.IT cs.NI eess.SP
Prediction-based Hybrid Slicing Framework for Service Level Agreement Guarantee in Mobility Scenarios: A Deep Learning Approach
网络切片是保证5G和未来网络中各种服务水平协议（SLA）的关键驱动因素。无线接入网中的切片间无线资源分配（IS-RRA）是非常重要的。然而，用户移动性给最优IS-RRA带来了新的挑战。本文首先提出了一种软硬混合切片框架，其中引入了一个公共切片来实现隔离度和频谱效率（SE）之间的权衡。为了应对用户移动性带来的挑战，我们提出了一种基于深度学习的两步算法：基于长短期记忆（LSTM）的网络状态预测和基于深度Q网络（DQN）的切片策略。在该提案中，LSTM网络被用来预测交通需求和切片窗口级别中每个用户的位置。此外，通过位置和无线电地图来映射信道增益。然后，将预测的信道增益和业务需求输入到DQN以输出精确的切片调整。最后，实验结果证实了本文提出的切片框架的有效性：切片的SLA得到了很好的保证，算法在SLA满意率、隔离度和SE方面都达到了接近最优的性能。
2022-08-06 cs.NI cs.SY eess.SY
Queue-Learning: A Reinforcement Learning Approach for Providing Quality of Service
University of Toronto（多伦多大学）
端到端时延是云计算、计算机网络等应用领域中服务质量（QoS）的关键属性。该度量在汇接服务系统中尤其重要，在汇接服务系统中，端到端服务通过服务链提供。服务速率控制是服务系统中提供QoS保证的常用机制。在本文中，我们介绍了一个基于强化学习（RL为基础）的服务速率控制器，提供概率上界的端到端的系统延迟，同时防止过度使用的服务资源。为了有一个通用的框架，我们使用排队论对服务系统进行建模。然而，我们采用了基于RL的方法，以避免的限制，嵌入式理论的方法。特别是，我们使用深度确定性策略梯度（DDPG）学习的服务速率（行动）作为串联服务系统中的队列长度（状态）的函数。与现有的基于RL的方法相比，这些方法通过实现的整体奖励来量化其性能，这可能很难解释甚至误导，我们提出的控制器提供了明确的概率保证系统的端到端延迟。对具有非指数到达间隔和服务时间的串联排队系统进行了评估，结果验证了我们的控制器满足QoS约束的能力。
2021-01-12 cs.AI cs.LG cs.NI
Technique Report: Scheduling Flows with Multiple Service Frequency Constraints
随着无线技术的快速发展，无线应用已经以其广泛的能力渗透到人们生活的各个领域。保证服务质量（QoS）是这些应用成功的关键。服务频率是物联网中多媒体传输等任务的重要QoS要求之一。服务频率约束表示链路可以至少发送一次的时间段的长度。不幸的是，这一问题尚未得到很好的解决。因此，本文提出了一种新的框架，在无线网络中的多发送流调度考虑服务频率约束的每个链路。在我们的模型中，由于用户行为的多样性，流的约束是异构的。我们首先介绍了一个新的定义与服务频率约束的网络稳定性，并证明了新的调度策略是吞吐量最优的一个基本类别的网络模型。在此基础上，从容量域和总队长的角度讨论了具有服务频率约束的无线网络的性能。最后，一系列的评估表明，所提出的调度策略可以保证服务频率，并取得了良好的性能方面的每个流的队列长度。
2016-06-17 cs.NI
Flexible Network Bandwidth and Latency Provisioning in the Datacenter
可预测地共享网络对于实现数据中心的高利用率至关重要。过去的工作集中在为端点提供带宽，但我们通常希望在多节点服务之间分配资源。在本文中，我们提出了Parley，它提供了以服务为中心的最小带宽保证，这可以组成层次。Parley还支持以服务为中心的加权共享超过这些保证的带宽。此外，我们将展示如何配置这些策略，使服务即使在高网络负载下也可以获得低延迟。我们评估Parley的多层超额认购网络连接90台机器，每台机器都有一个10 Gb/s的网络接口，并证明Parley能够实现其目标。
2014-05-06 cs.NI
Use of Service Curve for Resource Reservation in Wired-cum-Wireless Scenario
在网络中，到达过程通过网元转化为出发过程。离开过程遭受链路中的传播延迟、路由器等网络元件处的处理延迟以及由于缓冲区溢出或拥塞而导致的数据丢失。为了提供有保证的服务，需要在会话发生之前预留资源。为了储备这些资源，对它们进行估计是必不可少的。服务曲线的思想预先给出了这些参数的确定值。在本文中，我们的目标是在路由器中所需的最小和最大缓冲区空间，最小的链路容量，以保证一个预先指定的端到端的延迟正在进行的会话在有线暨无线的情况下，通过分析最小和最大的服务曲线。我们假设我们正在分析的网络是一个基于IP的移动网络。研究结果以表格的形式呈现，可用于资源预留，为最终用户提供优质服务。
2010-03-07 cs.NI
Design of a Stochastic Traffic Regulator for End-to-End Network Delay Guarantees
在诸如因特网的分组交换网络中提供端到端网络延迟保证对于任务关键和延迟敏感的数据传输是非常期望的，然而它仍然是一个具有挑战性的开放问题。由于确定性边界的松散性，已经提出了各种随机网络演算的框架，至少在理论上提供了更严格的网络延迟概率边界。然而，很少有人关注的问题，根据随机突发性界，这是必要的，以保证在实践中的延迟范围的流量调节。我们设计和分析了一个随机流量调节器，可以用来与随机网络演算的结果，提供概率保证端到端的网络延迟。数值结果证明了所提出的流量调节器的性能。
2020-08-18 cs.IT cs.NI math.IT
Towards Sub-millisecond Latency and Guaranteed Bit Rates in 5G User Plane
University of the Republic（共和国大学）；University of Waterloo（滑铁卢大学）
本文提出一种用于可编程传输网络的QoS感知数据面模型，通过集成逐流计量、分类、严格优先级调度和延迟感知排队，在Intel Tofino交换机上实现了微秒级延迟、近零丢包和逐流带宽保证。
2025-10-31 cs.NI
QoS Based Capacity Enhancement for WCDMA Network with Coding Scheme
基于宽带码分多址（WCDMA）的第三代及更高级别的蜂窝移动无线网络有望为移动用户提供各种各样的多媒体服务，并保证服务质量。为了满足这些网络的不同服务质量要求，需要新的无线电资源管理策略，以便利用编码方案有效地利用网络资源。呼叫接纳控制（CAC）是无线网络中保证服务质量要求和增强网络弹性的重要组成部分。为了在资源利用率和服务质量提供之间取得更好的平衡，本文讨论了采用卷积编码方案的WCDMA网络容量增强，并与分组编码和无编码方案进行了比较。该网络模型适用于具有不同数据率的实时（RT）和非实时（NRT）业务。仿真结果表明，使用卷积码的网络在容量增强和语音和视频服务的QoS方面的有效性。
2010-03-29 cs.NI
From Resource Auction to Service Auction: An Auction Paradigm Shift in Wireless Networks
在5G及以后，诸如边缘计算/智能服务之类的新兴服务可能需要在多跳分开的网络实体上和跨网络实体提供异构通信、计算和存储（CCS）资源。在这种情况下，传统的面向资源的拍卖方案，其中买家对资源进行投标，可能无法有效地提供端到端（E2 E）的服务质量（QoS）保证。为了克服这些局限性，本文提出了E2 E服务拍卖的概念，拍卖的对象是E2 E服务而不是某种资源。在此框架下，买家只需竞标具有E2 E QoS要求的服务，而不必知道内部工作（落后的资源）。E2 E服务拍卖需要在保证基本经济属性的前提下，同时考虑经济约束和QoS约束，解决网络优化和拍卖设计的联合问题。为了实现机制设计，我们说明了如何设计E2 E服务拍卖的边缘计算系统在各种情况下。我们还确定了其他关键用例（包括边缘智能）的E2 E服务拍卖机制设计的研究机会。
2022-09-11 cs.GT cs.NI
Dynamic Bandwidth Allocation for PON Slicing with Performance-Guaranteed Online Convex Optimization
多样化网络应用的出现要求网络的资源分配更加灵活和响应迅速。网络切片是一种关键的使能技术，它为每个网络服务提供一组定制的网络资源，以满足特定的服务需求。本文研究的重点是无源光网络（PON）实现接入网的网络切片。提出了一种基于学习的PON接入网动态带宽分配算法，综合考虑了切片感知、需求响应和分配公平性。我们基于凸优化的在线算法学习隐式流量随时间的变化趋势，并确定最稳健的窗口分配，以减少平均延迟。我们的仿真结果表明，该算法通过优先考虑延迟敏感和重负载的ONU，同时保证最小的窗口分配给所有ONU的平均延迟降低。
2022-01-19 cs.NI
Two-Hop Routing with Traffic-Differentiation for QoS Guarantee in Wireless Sensor Networks
提出了一种无线传感器网络服务质量（QoS）的区分两跳路由协议。它针对具有不同类型的数据流量的WSN应用程序，具有几个优先级。该协议综合考虑了多队列优先级策略、两跳邻居信息、链路可靠性和功率效率等因素，提高了分组接收率（PRR），降低了端到端时延。该协议是模块化的，并利用有效的方法来估计链路度量。数值结果表明，该协议能够有效地解决不同优先级业务的QoS服务差异化问题.
2014-02-28 cs.NI
A Stochastic Analysis of a Network with Two Levels of Service
本文分析了一个两级呼叫中心的随机模型。一级接线员池负责接听电话、识别和处理非紧急电话。被列为紧急的电话必须转给第二级的专门接线员。当第二级的话务员都忙时，处理紧急呼叫的第一级话务员被阻塞，直到第二级的话务员有空为止。在尺度假设下，研究了在~ $1$层阻塞的紧急呼叫数的演化.它表明，如果运营商的数量的比例在水平$2$和~ $1$是大于某个阈值，然后，基本上，系统运行无拥塞，概率接近$1$，没有紧急呼叫被阻止后，一些有限的时间。否则，我们证明了一个积极的分数的运营商的第一级阻塞，由于第二级的拥塞。随机微积分与泊松过程，耦合参数和配方的Skorokhod问题的主要数学工具，建立这些收敛结果。
2017-08-31 cs.NI math.PR
Stochastic Analysis of Entanglement-assisted Quantum Communication Channels
Leibniz Universität Hannover（汉诺威莱布尼茨大学）；University of Nottingham（诺丁汉大学）
本文通过随机平均原理，对由主队列和快速服务队列组成的多尺度量子通信网络进行渐近分析，证明了功能大数定律和功能中心极限定理。
2026-05-29 cs.NI math.PR quant-ph
Competitive advantage of URLLC vs. eMBB for supporting timeliness-relevant services
本文从经济学角度评估在双寡头场景下，基于URLLC和eMBB的5G网络支持信息年龄相关数据服务的差异，得出URLLC能为服务提供商带来竞争优势且在QoS约束严格时用户处境略好的结论。
2024-04-26 cs.NI econ.TH
Latency Guarantee for Ubiquitous Intelligence in 6G: A Network Calculus Approach
随着5G的逐步部署和边缘智能（EI）的不断普及，网络边缘数据的爆发式增长推动了6G和泛在智能（UbiI）的快速发展。鉴于6G在太赫兹（THz）环境中的极端随机性、THz信道尾部行为以及UbiI随机分量产生的延迟分布尾部特性，本文旨在探索一种新的方法来建模6G中UbiI的延迟保证，并找到最小化UbiI端到端（E2E）延迟的最佳解决方案。网络演算中的到达曲线和服务曲线可以很好地刻画无线信道的随机性，无线系统的尾部行为，网络演算中的E2E服务曲线可以模拟UbiI中时延分布的尾部特性。具体来说，我们首先提出了6G、边缘计算（EC）、边缘深度学习（DL）和UbiI面临的需求和挑战。在此基础上，提出了基于网络演算的UbiI系统的层次结构、网络模型和服务延迟模型。此外，两个案例研究证明了网络演算方法在分析和建模6G中UbiI的延迟保证方面的实用性和有效性。最后，未来开放的研究问题，为UbiI在6G的延迟保证进行了概述。
2022-05-06 cs.NI eess.SP
A Survey of HTTPS Traffic and Services Identification Approaches
HTTPS随着互联网用户在访问Web时从安全和隐私中受益的需求而迅速崛起，并成为互联网上的主要应用协议。这种向使用HTTPS的安全Web的迁移带来了与HTTPS流量管理相关的重要挑战，以保证安全性、QoS、可靠性等基本网络属性。但加密会破坏标准监控技术的有效性，并使ISP和网络管理员难以正确识别和管理HTTPS流量背后的服务。该调查详细介绍了用于监控HTTPS流量的技术，从最基本的协议识别（TLS，HTTPS）到精确服务的最佳识别。我们表明，协议识别是很好地掌握，而更精确的水平保持挑战，尽管最近的进展。我们还描述了实际的解决方案，使我们讨论安全和隐私之间的权衡和研究方向，以保证他们。
2020-08-19 cs.CR cs.NI
Survivable and Bandwidth-Guaranteed Embedding of Virtual Clusters in Cloud Data Centers (Extended Version)
云计算已经成为互联网服务托管的一个强大而灵活的平台，但它也引起了人们对基于云的服务由于网络拥塞而无法预测的性能的担忧。为了提供可预测的性能，已经提出了云服务的虚拟集群抽象，其在简化的虚拟网络模型中实现关于计算资源和网络带宽的分配和性能隔离。虚拟集群分配中出现的一个问题是租户服务对物理故障的生存能力。现有的工作研究了固定主嵌入的虚拟集群备份配置，但没有考虑主嵌入对备份资源消耗的影响。为了解决这个问题，在本文中，我们研究如何嵌入虚拟集群在云数据中心的可生存性，通过联合优化主，备份嵌入的虚拟集群。我们正式定义了可生存的虚拟集群嵌入问题。然后，我们提出了一种新的算法，该算法计算给定租户请求的最具资源效率的嵌入。由于最优算法具有较高的时间复杂度，我们进一步提出了一种更快的启发式算法，它比最优解快几个数量级，但能够达到类似的性能。除了理论分析，我们评估我们的算法通过广泛的模拟。
2017-01-08 cs.DC cs.NI
