WONDER: Workload Optimized Network Defined Edge Routing
与前几代无线网络相比，5G标准实现了蜂窝网络功能，显著改善了延迟、容量、吞吐量和可靠性等关键网络特性。然而，很明显，为了在实际的网络实现中实现这些改进，需要适当地设计支持的物理和逻辑基础设施。该基础设施的关键组件是无线接入网络、边缘数据中心、分组/光互连结构和边缘计算。本文重点介绍边缘数据中心、互联和边缘计算功能，这些功能旨在通过智能网络切片、流量路由和协调的计算工作负载分配，在5G网络上提供高性能服务。我们提出了新的方法，以确保在移动条件下的最佳流量路由和边缘计算工作负载放置，并利用分段路由/IPv6和软件定义的控制机制，满足一组互连边缘数据中心内的应用程序要求和约束。
2021-10-18 cs.NI
Reinforcement Learning based Interconnection Routing for Adaptive Traffic Optimization
Georgia Institute of Technology（佐治亚理工学院）；IBM Watson AI Foundation Group（IBM沃森人工智能基金会组）
应用机器学习技术设计和优化计算机体系结构是一个很有前途的研究方向。优化片上网络（NoC）的运行时性能需要一个持续的学习框架。在这项工作中，我们展示了应用强化学习（RL）优化NoC运行时性能的承诺。我们提出了三种基于RL的方法学习最优路由算法。实验结果表明，该算法可以成功地学习到一个接近最优的解决方案，在不同的环境状态。可复制代码：github.com/huckiyang/interconnect-routing-gym
2019-08-13 cs.AI cs.AR cs.LG
Global Adaptive Routing Algorithm Without Additional Congestion Propagation Network
自适应路由算法已被用于多芯片互连网络，以提高网络性能。算法使用局部网络状态还是全局网络状态？这是自适应路由中的关键问题。在许多业务模式中，忽略全局网络状态，导致路由选择仅基于局部拥塞信息，往往违反全局负载平衡。为了解决自适应路由中的负载均衡问题，一些全局自适应路由算法引入拥塞传播网络来获得全局网络状态信息，例如区域拥塞感知（RCA）和基于目的地的自适应路由（DBAR）。然而，拥塞传播网络导致不可忽视的额外功率和面积消耗。从另一个角度来看，如果我们只是增加相邻节点之间的带宽与用于建立拥塞传播网络的电线，网络的性能也可以得到改善。在本文中，我们提出了一个全局自适应路由算法，而不使用额外的拥塞传播网络。该算法以一种新的方式获得全局网络状态，在中高注入率下，比基线局部自适应路由算法（xy-自适应算法，根据每一跳的局部拥塞信息选择路由）有显著的改进。在虫孔流量控制中，所有的路由信息（flit id、源节点id、目的节点id、vc id和地址）都包含在头flit中，数据则携带在体flit中。结果，在头微片中总是有许多空闲比特，特别是当带宽为128比特时，这在互连网络设计中是正常的。然后，我们可以使用头微片中的这些空闲比特来传播全局拥塞信息，而不增加微片的数量。
2012-08-02 cs.NI
Enhanced Multiple Routing Configurations For Fast IP Network Recovery From Multiple Failures
如今，互联网在我们的日常活动中发挥着重要作用，例如，用于在线交易、在线购物和其他与网络相关的应用。互联网在发生网络故障后，路由协议收敛缓慢，这成为一个日益严重的问题。多路路由选择[MRC]可从单个节点/链路故障中恢复网络，但不支持多个节点/链路故障中的网络。在本文中，我们提出了增强型MRC [EMRC]，支持多个节点/链路故障在IP网络中的数据传输过程中没有频繁的全球重新收敛。通过恢复这些故障，网络中的数据传输将变得更快。
2012-12-03 cs.NI
Algorithms for Network-on-Chip Design with Guaranteed QoS
我们提出的算法，设计有保证的服务质量的NoCs。给定一个拓扑结构，任务到处理单元的映射，以及任务之间的流量需求，该算法计算互连宽度，详细的静态路由，和周期性调度。不需要标头、控制消息或分段。该算法采用分数多商品流（MCF），确定互连的宽度以及微片的路线。MCF被舍入为周期性TDM调度，其被转换为交换机和网络接口的本地周期性控制。我们的算法是适用于大的情况下，因为每个阶段是有效的。该算法支持任意的拓扑结构和流量模式。允许沿多条路径进行路由，以提高利用率并降低延迟。我们实现了该算法，并测试了它与MCSL基准。实验表明，我们的解决方案是稳定的，满足所有的实时约束。
2015-09-01 cs.NI
A Query-based Routing Table Update Mechanism for Content-Centric Network
由于多媒体、在线购物、物联网（IoT）和5G等网络应用的普及，在以内容为中心的网络（CCN）中，路由器中缓存的内容经常被替换。通常，高速缓存未命中会导致大量传播的数据包无法获得所需的内容，从而恶化网络拥塞并延迟消费者的响应时间。为了解决这个问题，提出了许多缓存策略和路由策略。本文提出了一种基于查询的路由表更新机制，以提高路由表的准确性。通过在兴趣包中添加额外的查询内容，我们的方法实时探索路由器中缓存的内容，并相应地更新路由表。本文使用一个通用的网络模拟器，ndnSIM，比较基本的CCN和我们的方法。实验结果表明，该方法改善了消费者的响应时间和网络拥塞，并与一般的转发策略兼容。
2021-06-21 cs.NI
A Survey of Routing Techniques for Mobile Collaborative Virtual Environment Applications
由于个人移动设备的使用迅速增加，以及在没有以前的网络基础设施的环境中执行CVE应用的需要，移动协作虚拟环境（MCVE）系统将在未来变得无处不在。在这样的系统中，我们使用户的行为和互动的三维世界中共享通过他们的移动设备在ad-hoc网络（MANET）。一些有趣的MCVE应用程序已经在各个领域开发出来，从多人游戏到虚拟城市，虚拟购物中心和各种训练模拟（即军事，应急准备，教育，医学等）。此类应用程序的设计者仅依赖于网络开销、延迟、有限带宽和移动终端限制。在这项调查中，我们提出了一些方法来分类和分析路由技术，已被应用在移动协作环境中的应用。
2013-03-15 cs.NI
Mitigating Network Noise on Dragonfly Networks through Application-Aware Routing
系统噪声会对HPC系统的性能产生负面影响，而互连网络是导致这一问题的主要因素之一。为了减轻这种影响，自适应路由在拥塞程度较低的非最小路径上发送数据包。然而，虽然这可以减轻由拥塞引起的干扰，但它也会产生更多的流量，因为数据包会经过额外的跳，从而导致其他应用程序和应用程序本身的拥塞。在本文中，我们首先描述如何估计网络噪声。通过遵循这些准则，我们展示了如何通过使用路由算法来减少噪声，该算法以较高的概率选择最小路径。我们利用这些知识来设计一个算法，根据应用程序的特点改变选择最小路径的概率。我们验证了我们的解决方案的微基准和现实世界中的应用程序依赖于一个蜻蜓互连网络的两个系统，显示降噪和性能提高。
2019-09-17 cs.DC cs.NI cs.PF
MODRIC: A Cost Effective MODular Data Center Network Architecture with Rich InterConnections
本文提出以交换机为中心的模块化数据中心架构 MODRIC，利用类广义超立方体互连与混合 Clos 拓扑，以商用交换机实现高带宽、低成本和故障韧性，并给出寻址、路由、构建方案及拓扑对比。
2025-03-15 cs.NI
Towards an Efficient Combination of Adaptive Routing and Queuing Schemes in Fat-Tree Topologies
本文针对Fat-Tree网络中多路径路由与基于队列的流量分离结合时可能适得其反的问题，提出了一组限制条件以改进多路径路由算法的替代路由选择，实现两者的有效结合。
2025-02-01 cs.NI
Bounding Mobile Latency from Network Interconnections
USC/Information Sciences Institute（南加州大学信息科学研究所）
本研究开发新方法分析美国三大MNO的流量路由，发现其出口点部署导致移动时延显著高于理论最优，时延膨胀主要源于路由等开销而非地理因素。
2026-10-13 cs.NI
LACIN: Linearly Arranged Complete Interconnection Networks
Universidad de Cantabria（坎塔布里亚大学）；Barcelona Supercomputing Center（巴塞罗那超级计算中心）
LACIN通过使用相同索引端口连接交换机，实现了大规模并行计算机网络的布线和路由复杂度降低，适用于从VLSI系统到超级计算机的不同规模网络。
2026-01-09 cs.AR cs.DC cs.NI
A Survey on Underwater Acoustic Sensor Networks: Perspectives on Protocol Design for Signaling, MAC and Routing
水下声传感器网络（Underwater Acoustic Sensor Networks，UASNs）常用于海底/海洋空间的环境和工业传感，因此也被称为水下无线传感器网络（Underwater Wireless Sensor Networks，UWSNs）。水下传感器网络由于其物理层使用的是声信道而有别于其他传感器网络，因此需要对水下传感器网络的特性进行研究，如开放系统互连（OSI）模型中不同层次的声信道建模和协议设计等。这些网络中的每个节点作为传感器都需要与其他节点进行数据交换，然而声信道的复杂性给实际应用带来了挑战，尤其是在设计网络协议时。因此，基于上述案例，我们将在本文中审查的一般问题的设计的一个Urester。在这方面，我们首先描述了一个典型的3D UASN的网络架构，然后我们回顾了声学信道的特点和相应的挑战，最后，我们讨论了不同的层，如MAC协议，路由协议，和信号处理的应用层的UASN。
2019-03-25 cs.NI
Client-Side Routing-Agnostic Gateway Selection for heterogeneous Wireless Mesh Networks
公民在许多地区发展无线网状网络（WMN）作为本地互连和访问互联网的替代或唯一方式。这种访问通常通过使用多个共享的Web代理网关来实现。这些网络基础设施由异构技术组成，并结合了不同的路由协议。用于WMN的网络感知的最新代理选择方案在这种异构环境中不起作用。我们开发了一个客户端网关选择机制，优化了客户端网关的选择，不可知的底层基础设施和协议，不需要修改代理，也没有底层网络。该选择对网络拥塞和代理负载敏感，而不需要最小数量的参与节点。扩展的Vivaldi网络坐标用于估计客户端-代理网络性能。每个代理的负载通过收集HTTP请求的Time-to-First-Byte被动估计，并在客户端之间共享。我们的建议进行了实验评估与部署在guifi.net，在世界上最大的社区无线网络的客户端和代理。我们的选择机制避免了代理的负载重，内部网络路径慢，开销线性的客户端和代理的数量。
2017-08-09 cs.NI
Leveraging InfiniBand Controller to Configure Deadlock-Free Routing Engines for Dragonflies
本文提出一种将基于虚拟通道转换的无死锁路由算法集成到InfiniBand控制器OpenSM中的直接方法，并通过真实集群与模拟实验验证了其性能。
2025-02-03 cs.DC cs.NI
Extreme-Scale Interconnection Networks
Universidad de Cantabria（坎塔布里亚大学）；Barcelona Supercomputing Center（巴塞罗那超级计算中心）
本文研究用于极端规模数据中心的叶脊网络拓扑，提出多通路随机叶脊（MRLS）网络，通过非最小路由策略实现高吞吐量和灵活性，在10万端点的All2All集合通信中比Fat-Tree快50%，比Dragonfly快100%。
2026-05-26 cs.DC cs.NI
High-Quality Fault Resiliency in Fat Trees
将规则拓扑结构与优化的路由算法相结合是提高超级计算机互连网络性能的关键。一个快速的确定性路由算法并行广义胖树（PGFTs），即使在设备故障造成的大规模网络退化，最大限度地减少拥塞风险。Dmodc计算转发表与一个封闭的，通过快速预处理阶段形成算法公式。这允许在不到一秒的时间内完成数万个节点的网络重新路由。反过来，这极大地帮助了集中式结构管理对具有高质量路由表的故障做出反应，并且对当前和未来的超大规模HPC集群中正在运行的应用程序没有影响。
2022-11-23 cs.DC cs.NI
Characterization of Real Communication Patterns and Congestion Dynamics in HPC Interconnection Networks
Universidad de Castilla-La Mancha (UCLM)（卡斯蒂利亚-拉曼恰大学）；Universitat Politècnica de València (UPV)（瓦伦西亚理工大学）；Universidad de Valladolid (UVA)（巴利亚多利德大学）
本文基于VEF Traces框架，研究高性能计算应用生成的通信模式及网络流量特征，分析其对网络性能的影响，并通过模拟和真实数据识别潜在拥堵场景。
2026-04-17 cs.AR cs.NI
Peering Costs and Fees
本研究采用双边市场模型与网络成本模型，分析付费对等互联对宽带价格、消费者剩余的影响，以及无结算对等互联要求与网络价值的关系，为互联点数量设置等决策提供依据。
2023-10-07 cs.NI
AWG-based Nonblocking Shuffle-Exchange Networks
光混洗交换网络在各种互连网络中有着广泛的应用。提出了一种利用阵列波导光栅（AWG）和可调谐波长转换器（TWC）构建模块化光传感器的方法。根据AWG的波长路由特性，我们首次证明了AWG在本质上与经典的混洗网络在功能上是等价的。基于这个结果，我们设计了一个系统的方法来设计一个大规模的波分复用（WDM）洗牌网络使用一组小尺寸的AWG与相同的波长集。将基于AWG的WDM混洗网络与小转换范围的TWC相结合，最终得到了一种基于AWG的WDM SEN，它不仅具有多种可扩展性，而且在输入波长信道全部忙的情况下，可以达到100%的利用率。我们还研究了基于AWG的WDM SEN的路由和波长分配（RWA）问题，并证明了自路由的性质和经典的SEN的无阻塞路由条件保持在这样的基于AWG的WDM SEN。
2019-07-10 cs.NI eess.SP
Anatomy of Multipath BGP Deployment in a Large ISP Network
多路径路由有助于网络在多个路由路径之间实现负载分担。多路径BGP（MBGP）是一种通过使BGP路由器能够安装多个到目的前缀的同等好的路由来实现域间多路径路由的技术。以前的大多数工作没有区分域内和域间多路径路由。在本文中，我们提出了一个测量研究的部署M-BGP在一个大型的互联网服务提供商（ISP）的网络。我们的方法结合了使用Looking Glasses（LG）的控制平面BGP测量和使用RIPE Atlas的数据平面跟踪路由测量。我们专注于Hurricane Electric（AS6939），因为它是一家全球ISP，与数百个主要交换点相连，并与数千个不同的网络交换IP流量。更重要的是，我们发现该ISP在使用LG服务器的自治系统中拥有迄今为止最多的M-BGP部署。具体而言，Hurricane Electric已在全球58个PoP的512个对等AS部署了M-BGP，其中包括许多顶级AS和内容提供方。我们还观察到，它的M-BGP部署大多涉及IXP互连。我们的工作提供了洞察到最新部署的M-BGP在一个主要的ISP网络，它突出的特点和有效性的M-BGP作为一种手段来实现负载共享。
2020-12-14 cs.NI
Reconfigurable routing in data center networks
针对现有可重构路由问题研究未考虑数据中心静态网络高度结构化特性的不足，本文首次证明了超立方体等结构化静态网络下该问题的多项难解性结论，并拓展了部分可解性结论。
2025-01-13 cs.CC cs.DM cs.NI
High-Quality Fault-Resiliency in Fat-Tree Networks (Extended Abstract)
将规则的拓扑结构与优化的路由算法相结合是提高高性能计算系统互连网络性能的关键。在本文中，我们提出了Dmodc，一个快速的确定性路由算法并行广义胖树（PGFTs），即使在大规模的拓扑结构退化造成的设备故障，最大限度地减少拥塞风险。它应用基于模的计算更接近目的地的交换机之间的转发表，仅使用子树的知识进行预模划分。Dmodc允许在不到一秒的时间内对具有数万个节点的拓扑进行完整的重新路由，这极大地帮助了集中式交换矩阵管理通过高质量的路由表对故障做出反应，并且不会影响当前和未来超大规模HPC集群中正在运行的应用程序。我们比较Dmodc对路由算法可在InfiniBand控制软件（OpenSM）的路由执行时间，以显示规模的可行性，然后在降级的拥塞风险，以证明鲁棒性。后一个比较是使用随机排列（RP）、移位排列（SP）和全对全（A2A）流量模式下的路由表的静态分析完成的。Dmodc的结果表明，A2A和RP拥塞风险相似的严重退化的最稳定的算法相比，和接近最佳的SP拥塞风险高达1%的随机退化。
2022-11-21 cs.DC cs.NI
A Probabilistic Approach to Analysis of Reliability in n-D Meshes with Interconnect Router Failures
并行计算机、片上网络、多核处理器和多处理器片上系统（MP-SoC）的路由算法表现出路由器故障必须能够处理使对称网格非对称的互连路由器故障。当开发路由方法时，计算的时间复杂度应该是最小的，并且因此引入有利路径的复杂路由策略可能是不合适的。在文献中已经发布了几个报告，使用故障环的概念，提供迂回路径的信息阻塞的故障和路由信息周围的故障区域。为了分析这些算法的性能，需要研究故障环的特性。在本文中，我们介绍了一种新的性能指标的网络可靠性提出的概率消息面临的故障环，并评估性能相关的可靠性的自适应路由方案在n-D网状互连网络的各种共因故障模式。充分的Monte-Carlo方法的仿真结果进行了验证所提出的分析模型的正确性。
2013-01-25 cs.DC cs.NI
Analysing Mechanisms for Virtual Channel Management in Low-Diameter networks
针对低直径网络非最小化路由易死锁、缓冲区管理策略影响性能的问题，本文分析不同缓冲区管理策略的影响，发现错误策略会导致90%性能下降，并提出可行解决方案。
2024-02-01 cs.AR cs.DC cs.NI
Efficient Satellite-Ground Interconnection Design for Low-orbit Mega-Constellation Topology
针对现有最先进的CSGI星地互联算法无法利用终端多接入能力、计算复杂度高的问题，提出基于分类的C-LRST算法，在仿真中相较CSGI大幅降低时延、提升吞吐量，且链路稳定性更优。
2024-10-31 cs.NI cs.SY eess.SY
Optimal Oblivious Reconfigurable Networks
不经意路由在网络的理论和实践中都有着悠久的历史。在这项工作中，我们发起了正式的研究不经意路由的可重构网络，一个新的架构，最近在数据中心网络中脱颖而出的背景下。这些网络允许节点之间快速变化的有界度互连模式，但网络拓扑和路由路径的选择都必须不受流量需求矩阵的影响。我们的重点是在这些网络中最大化吞吐量和最小化延迟之间的权衡。对于每一个恒定的吞吐率，我们的特点（一个恒定的因素）的最小延迟可实现的一个不经意的可重构网络设计，满足给定的吞吐量保证。这两个目标之间的权衡结果令人惊讶地微妙：描绘它的曲线具有意想不到的扇形形状，反映了当路由路径的平均长度不是整数时负载平衡变得更加困难的事实，因为均衡所有路径长度是不可能的。我们的下界的证明使用LP对偶验证，Valiant负载均衡是最有效的不经意路由方案时，结合使用优化设计的可重构网络拓扑结构。我们的上界的证明使用代数结构，其中网络节点被确定为向量在有限域上，网络拓扑结构被描述的基本基础或一系列的Vandermonde矩阵，和路由路径被构造通过选择这些矩阵的列，以产生适当的混合路径长度在最短的时间间隔。
2021-11-16 cs.DS cs.NI
Performance Optimization of Multiple Interconnected Heterogeneous Sensor Networks via Collaborative Information Sharing
多传感器网络互联是无线传感器网络领域中出现的一个较新的研究领域。无线传感器网络（WSNs）通常被视为逻辑上独立的，很少有工作考虑它们之间的互连和交互。因此，互连多个异构传感器网络开辟了一个新的领域，除了更传统的研究，例如，路由、自组织或MAC层开发。到目前为止，已经提出了一些方法来互连多个传感器网络的目标，如信息共享或监测多个传感器网络。在本文中，我们建议利用无线传感器网络之间的通信，使协同性能优化，即，我们的方法旨在通过考虑来自其他传感器的测量信息来优化单个传感器网络的性能。待优化的参数一方面是能量消耗，另一方面是感测质量。
2012-12-29 cs.NI
A probabilistic approach to reduce the route establishment overhead in AODV algorithm for manet
移动自组织网络（MANETS）是一个没有任何基础设施支持的无线节点集合。移动自组网中的节点既可以作为路由器，也可以作为源，网络的控制权分散在节点之间。移动自组网中的节点具有高度的移动性，并保持移动节点之间的动态互联。MANTEs一直被认为是孤立的独立网络。这可以将“随时随地”联网的梦想变成现实。本文的主要目的是研究移动自组网AODV协议中路由发现过程中的问题。路由请求消息的洪泛是路由建立中的主要问题。本文提出了一种新的方法，以减少路由发现阶段的路由开销。通过考虑网络之前的行为，新协议减少了路由建立过程中不必要的搜索
2012-04-09 cs.NI
Breaking the VLB Barrier for Oblivious Reconfigurable Networks
本文证明在可重构网络中，通过将吞吐量或延迟保证放宽为以高概率成立并采用半不经意路由，可以打破 Valiant 负载均衡（VLB）的最优延迟-吞吐量权衡障碍，并证明半不经意路由相对完全不经意路由具有可证明的渐近优势。
2023-12-01 cs.DS cs.NI
QoS Identifier and Slice Mapping in 5G and Non-Terrestrial Network Interconnected Systems
National Institute of Information and Communications Technology (NICT)（信息通信研究机构）
本文提出一种优化框架，通过引入NTN QoS标识符和切片映射，解决5G与非地面网络互联中的服务质量管理和资源分配问题。
2026-02-10 cs.NI cs.SY eess.SY
Bender's Decomposition for Optimization Design Problems in Communication Networks
各种类型的通信网络不断涌现，以改善连接服务并促进各种类型的设备的互连。这涉及若干技术的发展，例如设备到设备通信、无线传感器网络和车辆通信。所提供的各种服务对诸如吞吐量、端到端延迟和抖动之类的质量指标具有异构要求。此外，不同的网络技术对资源具有固有的异构限制，例如，因此，需要以不同方式执行不同的网络操作，例如频谱管理、路由、功率控制和卸载。数学优化技术一直是这些设计问题的核心，以制定和提出计算效率高的解决方案算法。现有的数学优化的强大技术之一是Benders分解（BD），这是本文的重点。在这里，我们简要回顾了不同的BD变体，已应用于各种现有的网络类型和不同的设计问题。这些主要的变体是经典的，组合的，多阶段的，和广义BD。我们讨论引人注目的BD应用程序的各种网络类型，包括异构蜂窝网络，基础设施有线广域网，智能电网，无线传感器网络和无线局域网。我们的主要目标是帮助读者在未来网络的背景下完善这种强大的优化技术的动机，问题制定和方法。我们还讨论了BD的挑战和前瞻性的方式，这些可以解决时，适用于通信网络的设计问题。
2019-10-05 cs.NI eess.SP
