Varuna: Enabling Failure-Type Aware RDMA Failover
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Ningbo University（宁波大学）；Huawei（华为）
Varuna通过故障类型感知实现RDMA故障转移，仅重传预故障请求并恢复后故障请求的返回值，降低延迟并提升恢复效率。
2026-03-30 cs.DC cs.NI
Dual link failure survivability with recovery time constraint: A Parallel cross connection backup route recovery strategy
提出了一种弹性光网络中双链路故障的快速恢复策略。弹性光网络是满足下一代更高带宽需求的一种很有前途的解决方案。高速网络的生存性至关重要。随着网络规模的增大，双链路失效和节点失效的概率也随之增大。针对网络中双链路故障，提出了一种并行交叉连接备份恢复策略。与现有的共享路径保护（SPP）和专用路径保护（DPP）方法相比，该策略具有更低的带宽阻塞概率（BBP）、更快的连接恢复速度和带宽配置率。在ARPANET和COST 239拓扑网络上进行了仿真。
2020-03-05 cs.NI
Enhancing congestion control to address link failure loss over mobile ad-hoc network
标准的拥塞控制无法检测多跳自组网中由于移动性和能量不足而导致的链路失效。此外，退避算法的连续执行不足的增长重传次数（RTO）指数为新的路由。检测和响应链路故障丢失的重要性是防止发送方不必要地保持空闲并管理数据包重传开销的数量。与需要从低层反馈信息的跨层方法相比，本文纯粹在传输层操作。该文提出了一种基于端到端阈值的自组网拥塞控制算法，该算法通过增强拥塞控制来解决自组网中链路失效丢失的问题。它包括两个阶段。首先，基于阈值的损失分类算法区分损失由于链路故障估计队列使用的基础上相对单向旅行时间（ROTT）。第二阶段通过使用传输层中的可用信息（例如ROTT和跳数）比较新路由与中断路由的能力来调整新路由的RTO。
2011-10-11 cs.NI
ReWeave: Traffic Engineering with Robust Path Weaving for Localized Link Failure Recover
本文提出ReWeave链路级流量工程方案，利用仅相邻备份路径和SRv6绕行实现故障链路两端的局部动态重路由，在低开销下显著降低链路利用率并保持快速响应与低丢包。
2025-08-31 cs.NI
SD-FFR: Software Defined Fast Failure Recovery Mechanism in the Automatic Warehouse
由于物联网技术的快速发展，自动导引车（AGV）通过无线网络与工业控制系统（ICS）交互，以支持自动化仓库中的货物分配。然而，在无线网络链路故障和链路拥塞的情况下，AGV和ICS之间的消息交换将经历大的分组丢失或长的传输延迟。因此，仓库自动化的性能将降低。本文提出了软件定义的快速故障恢复（SD-FFR）机制，旨在提高网络的可靠性，避免由于负载不平衡引起的链路拥塞。利用SD-FFR，当链路故障发生时，SDN控制器在毫秒内主动检测链路故障，然后相应地重新路由受影响的业务流。所提出的SD-FFR机制还考虑了当新业务流加入或网络中发生链路故障时在选择路由路径时的负载平衡。评估结果表明，网络性能可以有效地提高时间。
2020-06-03 cs.NI
Local Fast Rerouting with Low Congestion: A Randomized Approach
本文针对高连通网络中多链路故障场景，提出三种带可证明保证的随机化局部快速重路由算法，在保持高弹性的同时实现低拥塞，并以高概率显著优于确定性算法。
2022-05-05 cs.DC cs.NI
Survivable Probability of SDN-enabled Cloud Networking with Random Physical Link Failure
软件驱动的云网络是协调分配给网络功能、服务和应用的物理资源（CPU、网络带宽、能量、存储）的新范式，通常被建模为跨层网络。该模型承载表示物理基础设施的物理网络、显示需求的逻辑网络以及逻辑到物理节点/链路映射。在这样的网络中，物理网络中的单个故障可以触发逻辑网络中的级联故障并且禁用网络服务和连接。在本文中，我们提出了一个评估指标，生存概率，以评估这种网络的可靠性下的随机物理链路故障（S）。提出了基保护生成树的概念，证明了它存在的充要条件及其与生存性的关系。然后，我们开发了可靠的跨层网络路由设计的最大可靠概率的数学规划公式。计算结果表明，我们的方法的可行性。
2017-09-10 cs.NI
Protection Schemes for Two Link Failures in Optical Networks
在本文中，我们开发的网络保护方案，以防止两个链路故障的光网络。这项工作背后的动机是这样一个事实，即在光网络中的所有可用链路的大多数遭受单链路和双链路故障。在所提出的网络保护方案，NPS 2-I和NPS 2-II，我们部署网络编码和减少的工作路径上的容量，以提供备份保护路径。此外，我们证明了所提出的方案的编码和解码方面。
2008-11-11 cs.IT cs.NI math.IT
Distributed Algorithms for Computing Alternate Paths Avoiding Failed Nodes and Links
最近一项表征计算机网络中故障的研究表明，瞬时单元件（节点/链路）故障是像Internet这样的大型通信网络中的主要故障。因此，在发生故障时全局重新计算路由路径不会有回报，因为发生故障的元件恢复得相当快，并且需要丢弃重新计算的路由路径。在本文中，我们提出了第一个分布式算法，计算一些“主动恢复计划”处理瞬态故障所需的备用路径。我们的算法计算路径，避免一个失败的节点，并提供了一个替代路径的特定目的地从上游邻居的失败节点。通过微小的修改，我们可以让算法计算出避免失败链路的备用路径。据我们所知，所有以前提出的算法计算备用路径是集中的，需要完整的信息的网络图作为输入的算法。
2008-11-09 cs.DC cs.DS cs.NI
Survivable Cloud Network Design Against Multiple Failures Through Protecting Spanning Trees
诸如云计算基础设施的跨层网络的可生存设计在于其资源部署和分配以及逻辑（虚拟数据中心/IP）网络到物理基础设施（云骨干/WDM）的映射，使得物理基础设施中的链路或节点故障将不会导致逻辑网络中的级联故障。现有的跨层抗毁网络设计方法大多针对单链路故障场景，而不适用于更具挑战性的多链路故障场景。此外，由于这些方法中的许多使用跨层切割概念，因此需要枚举网络中的所有切割，从而引入指数数量的约束。为了克服这些困难，本文研究了针对多个物理链路故障及其特殊情况，共享风险链路组（SRLG）故障的生存映射方法。我们提出了必要和充分条件的基础上跨层生成树和割集，以保证一个生存的映射时，多个物理链路故障发生。在充分必要条件的基础上，我们提出了通过（1）避免枚举所有链路故障组合的混合整数线性规划和（2）顺序生成/添加逻辑生成树的算法来解决该问题。我们的仿真结果表明，所提出的方法可以有效地产生生存映射对$k$ -和SRLG-故障。
2016-12-12 cs.NI
Fast emergency paths schema to overcome transient link failures in ospf routing
可靠的网络基础设施必须能够维持流量，即使发生故障并改变网络拓扑。发生故障时，路由协议（如OSPF）需要几百毫秒到几秒才能收敛。在此收敛期间，数据包可能会遍历更长的路径甚至循环。一个更糟糕的瞬时行为是，即使目的地是可到达的，数据包也会被丢弃。在这种情况下，本文介绍了一种主动快速重路由方法，命名为快速紧急路径模式（FEP-S），以克服问题源于OSPF路由的瞬时链路故障。使用不同维度的网络拓扑结构进行了大量的实验。结果表明，FEPS算法得到的恢复路径比其他重路由算法得到的恢复路径短，并且能够降低路由协议收敛失败时的丢包率，从而提高网络的可靠性。
2012-04-11 cs.NI
Network Protection Codes Against Link Failures Using Network Coding
防止通信网络中的链路故障对于提高数据传输的鲁棒性、可访问性和可靠性至关重要。最近，网络编码已经被提出作为一种解决方案，以提供针对链路故障的灵活且成本有效的网络保护，其不需要数据重路由或分组重传。为了实现这一点，必须提供单独的路径来承载编码的分组，因此需要添加额外的链路，或者为此目的保留一些资源。在本文中，我们提出了一个单一的链路故障，使用网络编码的网络保护代码，其中一个单独的路径，使用保留的链接是不需要的。在这种情况下，链路容量的一部分用于携带编码的分组。该方案被扩展以防止多个链路故障，并且可以在覆盖层实现。虽然这会导致网络容量的减少，但在实际感兴趣的大多数情况下，网络容量的减少是渐近小的。我们证明了这种网络保护码是等价的纠错码的擦除信道。最后，我们研究了二进制域上这类码的编码和译码运算。
2008-12-21 cs.IT cs.NI math.IT
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
Network Coding-based Protection Strategies Against a Single Link Failure in Optical Networks
在本文中，我们开发的网络保护策略，以防止单链路故障的光网络。这项工作背后的动机是光网络中所有可用链路中的$%70$遭受单个链路故障的事实。在建议的保护策略，表示NPS-I和NPS-II，我们部署网络编码和减少工作路径上的容量，以提供一个备份的保护路径，将携带来自所有来源的编码数据。此外，我们提供的实施方面，以及如何部署所提出的策略的情况下，光网络与$n$不相交的工作路径。
2008-10-22 cs.IT cs.NI math.IT
Encoding of Network Protection Codes Against Link and Node Failures Over Finite Fields
链路故障和节点故障是影响网络运行的两个常见的基本问题。因此，通信网络的保护对于提高其可靠性、性能和操作至关重要。已经做了大量的研究工作，以防止链路和节点故障，并提供可靠的解决方案的基础上预定义的规定或动态恢复的域。在本文中，我们开发的网络保护策略，防止多个链路故障，使用网络编码和联合容量。在这些策略中，源节点对其传输的数据应用网络编码，以提供用于在接收方节点处恢复的备份副本。这样的技术可以应用于光网络、IP网络和网状网络。在有限域上定义了保护码的编码运算。此外，在$t$链路故障的情况下，通信网络的归一化容量由$(n-t)/n$给出。此外，上的最小所需的字段大小的界限推导。
2009-05-12 cs.CR cs.IT cs.NI
Survivable Probability of Network Slicing with Random Physical Link Failure
第五代通信技术（5G）通过跨域网络的整合，彻底改变了移动网络和相关生态系统。网络切片是5G的一种使能技术，因为它提供动态、按需和可靠的逻辑网络切片（即，网络服务）。由于网络切片易受物理基础设施中的中断（即节点或链路故障）引起的故障的影响，因此我们最感兴趣的是在将网络切片分配给客户之前评估其可靠性。在本文中，我们提出了一个评估指标，\textit{survivable probability}，量化的可靠性下的随机物理链路故障（S）的网络切片。我们证明了存在一个\textit{base protecting spanning tree set}，它具有相同的生存概率的网络切片。我们提出了确定基本保护生成树集的必要和充分条件，并开发了相应的数学公式，可用于在5G环境中生成可靠的网络切片。除了证明我们的方法与仿真结果的可行性，我们还讨论了我们的问题和方法是如何相关的Steiner树问题，并提出其计算复杂性和逼近。
2017-10-16 cs.NI
Impact Zone Analysis of p-Cycle
预配置周期（p-Cycle）方法在光网络保护中得到了广泛的研究。大的p-循环具有高容量效率，并且可以保护大量节点免受单链路故障场景的影响。当在故障之后消耗p周期以恢复业务时，由这样的p周期保护的所有链路失去保护。由于多链路故障的概率对于大型网络是高的，这也意味着在较高的概率下，在第二次故障时，可能不存在针对故障链路的保护。因此，如果由p-循环保护的链路的数目大，则在第二故障出现时，它使得网络以高概率不受保护。在本文中，我们研究了p-循环的各种配置中第一个链路故障引起的影响区。该研究提供了洞察如何选择的p周期配置，以减少影响区，同时使用最小的备用容量。我们提出了几种方法，并比较它们，以显示如何影响区分析可以用来提高光网络中的容错。
2018-06-21 cs.NI
Wireless resilient routing reconfiguration
移动无线网络本质上比有线网络更容易发生链路拥塞和彻底故障。本文详细阐述了\cite{WangEtAl}的弹性路由重配置方法，并将其推广到点对多点链路和无线网络中。通过将链路故障重构为流量不确定性，该技术允许在防止拥塞的同时基本上瞬时地围绕任意链路故障重新路由。我们通过确定一个现实的模型无线网络中的关键瓶颈来说明该技术。
2020-02-20 cs.NI
Network Coding-Based Link Failure Recovery over Large Arbitrary Networks
基于网络编码的链路故障恢复技术提供了近乎无命中的恢复，并提供了高容量效率。分集编码是第一个将编码纳入该领域的技术，并且易于在小型任意网络上实现。然而，它的容量效率受到其系统编码和高设计复杂度的限制，即使它具有较低的复杂度比其他基于编码的恢复技术。替代技术缓解了其中的一些限制，但它们难以在任意网络上实现。在本文中，我们提出了一种新的非系统编码技术和一个简单的设计算法，实现了基于分集编码（或基于网络编码）恢复任意网络。设计框架由两部分组成。一个ILP配方为每个部分的开发。仿真结果表明，无论是新的编码结构和新的设计算法导致更高的容量效率的近无命中恢复。新的设计算法能够在大型任意网络中获得最优结果。
2013-04-22 cs.NI
Efficient Algorithms to Enhance Recovery Schema in Link State Protocols
随着网络中视频、语音等实时业务需求的增加，对现有路由协议提出了更高的失效收敛时间要求。当链路/节点出现故障时，这些应用程序可能对数据包丢失非常敏感。在本文中，我们提出了两种算法模式的链路状态协议重新路由的流量在两个国家，第一，预先计算的替代和不相交的路径与主要的一个从源到目的地的重新路由流量通过它，无论故障的位置和故障链路的数量。第二，从本地链路中断的节点通过替代路径重新路由流量，而不需要等到源节点知道故障。这是通过基于由dijkstra算法计算的原始路由表创建新的备份路由表来实现的。这些算法的目标是减少数据包的丢失，端到端的延迟时间，提高吞吐量和避免局部环路时，节点重新收敛的拓扑故障。
2011-08-05 cs.NI
Capacity Scalability of LEO Constellations With Dynamic Link Failures
State Key Laboratory of Integrated Service Networks, Xidian University（西安电子科技大学综合业务网理论及关键技术国家重点实验室）
研究动态链路故障对星座容量的影响，提出容量扩展性定义，分析在协议开销约束下星座规模与有效容量的关系，指出最优部署规模及维护周期对容量扩展性的影响。
2026-05-12 cs.DC cs.IT cs.NI
Sub-Graph p-cycle formation for span failures in all-Optical Networks
p-Cycles提供环形交换速度和网状备用容量效率，以保护网络免受链路故障的影响。这使得它们成为非常有效和高效的保护技术。p-Cycles还可以保护网络中的所有链路，防止多个链路同时发生故障。但目前研究的多是单链路故障情况下的网络，目标是在100%可扩展性的条件下最小化空闲容量。对于大型网络，使用p-圈是困难的，因为它们的优化需要大量的时间，因为相应的线性规划（ILP）中的变量数量随着网络规模的增加而增加。在实时网络环境下，快速建立高效的保护是非常必要的，为此，本文提出了一种网络子图方法，该方法根据网络属性将网络划分为若干个小的部分。然后，为每个子图找到最优解。最后，将所有子图的解组合起来，得到整个网络的次优解。我们取得了更好的计算效率的边际备用容量增加的代价与这种方法。
2021-02-15 cs.NI
Randomized Local Fast Rerouting for Datacenter Networks with Almost Optimal Congestion
为了确保高可用性，数据中心网络必须依赖于本地快速重路由机制，该机制允许路由器以完全分散的方式对链路故障做出快速反应。然而，配置这些机制以提供针对多个故障的高弹性，同时避免沿故障转移路由的拥塞在算法上具有挑战性，因为重新路由规则只能依赖于本地故障信息并且必须提前定义。本文提出了一种随机本地快速重路由算法Clos网络，主要的数据中心拓扑结构。给定一个描述Clos拓扑的图$G=(V,E)$，我们的算法为每个节点$v\in V$定义了本地路由规则，这些规则只依赖于数据包的目的地，并以事件链路故障为条件。我们证明，只要在每个节点的故障数不超过一定的界限，我们的算法实现了一个渐进的最小拥塞polyloglog沿故障转移路径的因素。我们的下界是在一些自然路由假设下开发的。
2021-08-04 cs.DC cs.NI
Recovery from Link Failures in Networks with Arbitrary Topology via Diversity Coding
针对任意拓扑网络的单链路故障，论文提出基于分集编码的覆盖网络设计算法，以最小化备用容量并实现近乎无延迟恢复，相较传统方法显著缩短恢复时间并改善QoR。
2011-06-17 cs.IT cs.NI math.IT
Link Failure Recovery over Very Large Arbitrary Networks: The Case of Coding
基于网络编码的链路故障恢复技术提供了近乎无命中的恢复，并提供了高容量效率。分集编码是第一个将编码纳入该领域的技术，并且易于在小型任意网络上实现。然而，尽管其设计复杂度低于其他基于编码的恢复技术，但其容量效率受到其系统编码和高设计复杂度的限制。替代技术缓解了其中的一些限制，但它们难以在任意网络上实现。在本文中，我们提出了一个简单的列生成为基础的设计算法和一种新的先进的多样性编码技术，以实现近无命中恢复任意网络。设计框架由两部分组成：主问题和子问题。主问题用线性规划（LP）和非线性规划（ILP）实现，而子问题可以用不同的方法实现。仿真结果表明，无论是新的编码结构和新的设计算法导致更高的容量效率的近无命中恢复。新的设计算法简化了容量配置问题，使实现分集编码为基础的技术在非常大的任意网络。
2013-08-09 cs.NI
Link Quality and MAC-Overhead aware Predictive Preemptive Routing Protocol for Mobile Ad hoc Network
在Ad Hoc网络中，由于接收功率不足、移动性、拥塞和节点故障等原因，可能会出现路由失败。在文献中已经提出了许多方法来解决这个问题，其中一个节点预先预测的路由故障，发生较少的接收功率。然而，这种方法遇到了一些困难，特别是在没有移动性的情况下，路由故障可能会出现。在本文中，我们提出了一个改进的AODV协议称为LO-PPAODV（链路质量和MAC开销感知预测抢占AODV）。该协议基于新的度量标准，在每个节点和一跳邻居之间结合了更多的路由度量标准（链路质量、MAC开销）。此外，我们提出了一个跨层的网络机制，以区分这两种情况下，由于拥塞或移动性的失败，从而避免不必要的路由修复过程。LO-PPAODV使用NS-2实现。仿真结果表明，我们的方法提高了网络的整体性能。它降低了平均端到端时延、路由开销、MAC错误和路由错误，提高了网络的分组投递率。
2013-12-26 cs.NI
Link Failure Detection in Multi-hop Control Networks
University of L’Aquila（拉奎拉大学）
针对多跳控制网络中通信链路故障检测问题，基于植物动力学和通信协议给出了检测的充要条件，并提出了显式设计网络拓扑、调度和路由的方法。
2011-08-26 cs.NI cs.SY eess.SY
The Information Velocity of Packet-Erasure Links
我们考虑的问题，顺序数据包传输的级联数据包擦除链路与确认（ACK）信号，由中继互连。我们治疗的情况下，首先传输一个单一的数据包，其中ACK是不必要的，在独立的同分布的擦除链接。对于这种情况下，我们推导出严格的上限和下限的概率到达失败内允许的端到端的通信延迟在给定数量的链接。当链接的数量是相称的允许的延迟，我们确定的最大比率之间的两个-创造的信息速度-到达失败的概率衰减到零，我们进一步推导出界限的到达失败的概率时，该比率是低于信息速度，确定指数到达失败的衰减率，并延长治疗与不同的擦除概率的链接。然后，我们提升所有这些结果的数据包流与独立的几何分布的到达间隔时间，并证明信息速度和指数衰减率保持不变的任何平稳遍历到达过程和确定性的到达间隔时间。我们证明了派生的基本限制的意义-信息速度和到达失败的指数衰减率-通过比较它们的模拟结果。
2022-01-14 cs.IT cs.NI math.IT
Link Capacity Planning for Fault Tolerant Operation in Hybrid SDN/OSPF Networks
链路容量测量是一项周期性任务，ISP必须对突发流量和网络故障做出规定，以确保不间断的运营。该规定以链路工作能力的形式提供，具有明显的净空，即，备用容量，用于发生故障或网络故障时。像OSPF这样的分布式路由协议在网络故障后提供收敛，并且几十年来已经证明了它们的可靠运行，但需要超过50%的预留空间和预留空间。然而，SDN最近被提议在路由互联网流量时替代OSPF或与OSPF一起工作。本文讨论了如何鲁棒尺寸的链路容量在新兴的混合SDN/OSPF网络的问题。我们分析了各种实现的混合SDN/OSPF控制平面的网络，并表明，我们的想法SDN分区需要更少的备用容量相比，传统或其他混合SDN/OSPF计划，优于只有一个完整的SDN部署。
2016-04-19 cs.NI
A Generalized Transformer-based Radio Link Failure Prediction Framework in 5G RANs
Dalhousie University（达尔豪斯大学）
针对现有5G RAN无线链路故障预测模型未同时兼顾空间天气上下文学习与KPI-气象数据时序编码的问题，提出融合GNN可学习天气聚合模块与时序Transformer的GenTrap框架，在真实数据集上取得更优F1分数与泛化性。
2024-07-06 cs.AI cs.NI
Protection against link errors and failures using network coding
我们提出了一个基于网络编码的方案，以保护多个双向单播连接对抗性的错误和失败的网络。该网络由一组双向主路径连接组成，这些连接承载未编码的流量。双向连接的端节点由一组共享保护路径连接，这些路径提供保护所需的冗余。在光网络领域中采用这种保护策略以从故障中恢复。在这项工作中，我们考虑的问题，同时保护对抗性的错误和失败。假设n_e条路径被无所不知的对手破坏。在我们提出的协议下，错误可以纠正在所有的端节点与4n_e保护路径。更一般地，如果存在n_e个对抗性错误和n_f个故障，则4n_e + 2n_f个保护路径是足够的。保护路径的数量仅取决于所保护的错误和故障的数量，而与单播连接的数量无关。
2010-08-31 cs.IT cs.NI math.IT
Re-Rooting-Assisted Edge-Minimum Runtime Repair for Node and Link Failures in Dense Gaussian Broadcast Networks
Department of Computer Science, Faculty of Science, Kuwait University（科威特大学理学院计算机科学系）
针对密集高斯广播网络中的节点/链路故障，提出重根辅助的运行时修复框架，将故障节点转为边界叶子，用c-1条外部边修复，实验实现近100%恢复，减少80-100%修复边。
2026-06-23 cs.DC cs.IT cs.NI
Computing backup forwarding rules in Software-Defined Networks
过去一个世纪的电信业表明，网络故障是普遍存在的。虽然已经做了很多工作来防止故障，但网络节点和链路最终必然会失败。因此，需要故障恢复过程。故障恢复主要受（1）故障的检测和（2）检测到的故障的规避的影响。然而，特别是在控制器反应性地重新计算网络状态的SDN中，这导致高延迟。因此，除了主规则之外，还应该在交换机中安装备份规则，以便在发生故障时快速绕过流量。在这项工作中，我们提出了算法计算的所有对所有的主要和备份网络转发配置，能够规避链路和节点故障。省略高延迟调用控制器重新计算通过预配置，我们的建议的恢复延迟接近检测时间，这是显着低于50毫秒的经验法则。初始恢复后，我们重新计算网络配置，以保证保护未来的故障。我们的算法使用包标记，以保证正确和最短的迂回转发。算法和标记技术允许数据包返回主路径，并能够区分链路和节点故障。我们的解决方案的计算复杂性是可比的所有到所有的最短路径计算。我们对真实网络和生成网络的实验评估表明，与经典的不相交路径计算相比，网络配置复杂度大大降低。最后，我们提供了一个概念验证的OpenFlow控制器中，我们提出的配置实现，表明它可以很容易地应用于生产网络。
2016-05-30 cs.NI
Maximizing Reliability in WDM Networks through Lightpath Routing
本文研究了WDM网络中随机链路失效的可靠性最大化问题。这些网络中的可靠性被定义为逻辑网络被连接的概率，并且它由底层光路路由、网络拓扑和链路故障概率确定。通过引入光路路由的字典序的概念，我们表征精确的优化标准，在低故障概率制度的最大可靠性。基于优化准则，我们开发了最大化可靠性的光路路由算法，以及进一步提高可靠性的逻辑拓扑增强算法。我们还研究了在高失效概率制度的可靠性最大化问题。
2013-01-18 cs.NI
Network Coding-Based Protection Strategy Against Node Failures
通信网络使用的巨大增长使得在部署可靠网络时对节点和链路故障的保护至关重要。为了防止由于节点故障而导致的数据丢失，提出了一种旨在抵御此类故障的网络保护策略。特别地，针对给定的网络，设计了一种针对任何单节点故障的保护策略，该网络具有一组在发送器和接收器之间的$n$不相交路径。网络编码和减少的容量部署在这个策略中，而不增加额外的工作路径，随时可用的连接路径。这种策略是基于对节点故障的保护作为对多个链路故障的保护。此外，编码和解码操作方面的预谋保护策略进行了演示。
2009-01-29 cs.CR cs.IT cs.NI
Nautilus: A Framework for Cross-Layer Cartography of Submarine Cables and IP Links
针对海底电缆故障对互联网高层连通性影响认知不足的问题，提出跨层制图框架Nautilus，可识别经海底电缆的IP链路并映射打分，覆盖91%在用电缆，通过三种方法验证了有效性。
2023-11-06 cs.NI
Impact of Correlated Failures in 5G Dual Connectivity Architectures for URLLC Applications
在关键任务通信中实现端到端的超可靠性和弹性是未来无线网络的主要挑战。3GPP已经提出双连接作为满足可靠性要求的可行解决方案之一。然而，在当前的网络设计方法中，在不同的无线链路上发生的故障的潜在相关性通常被忽视。在本文中，我们调查的影响，不同的无线链路的端到端的可靠性，从3GPP的两个选定的架构之间的现实相关性。在超可靠的用例中，我们表明，即使是很小的相关值也会使端到端的出错率增加几个数量级。这可能会提出替代可行的架构设计，并为在5G网络中提供超可靠通信铺平道路。
2019-09-16 cs.NI
Network Protection Codes: Providing Self-healing in Autonomic Networks Using Network Coding
在自主通信网络中，从链路故障中敏捷地恢复对于增加数据传输的鲁棒性、可访问性和可靠性是必不可少的。但是，必须使用最少的保护资源，同时使用简单的管理平面功能。最近，已经提出了网络编码作为一种解决方案，以不需要数据重路由、分组重传或故障定位的方式提供针对链路故障的敏捷且成本有效的网络自愈，从而导致简单的控制和管理平面。为了实现这一点，必须提供单独的路径来承载编码的分组，因此需要添加额外的链路，或者为此目的保留一些资源。在本文中，我们介绍了自主网络的自主自愈策略，以防止链路故障。这些策略是基于网络编码和减少容量，这是一种我们称之为网络保护码（NPC）的技术。在这些策略中，自主网络能够从影响网络操作的各种网络故障中提供自我修复。这些技术改善了服务并增强了自主通信的可靠性。网络保护代码的扩展，以提供自我愈合的多个链路故障在自治网络。我们提供了拟议战略的执行方面。我们提出的界限和网络保护代码的建设。最后，我们研究了二元域上这类码的构造。本文还开发了一个非线性规划公式来评估使用所提出的策略提供连接的成本。
2008-12-16 cs.IT cs.NI math.IT
Liquid Neural Network-based Adaptive Learning vs. Incremental Learning for Link Load Prediction amid Concept Drift due to Network Failures
University of Applied Sciences of Southern Switzerland（瑞士南应用科学大学）；Wrocław University of Science and Technology（弗罗茨瓦夫理工大学）；Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）；Politecnico di Torino（都灵理工大学）
针对网络故障后流量分布突变导致增量模型再训练滞后的问题，提出用液体神经网络实现免再训练的自适应链路负载预测，并证明其在剧烈漂移场景下优于增量学习方法。
2024-04-08 cs.LG cs.NI
A Minimum Reconfiguration Probability Routing Algorithm for RWA in All-Optical Networks
本文详细研究了最小重构概率路由（MRPR）算法，并与自适应无约束路由（AUR）和最小负载路由（LLR）算法进行了性能评估比较。我们已经最大限度地减少了故障的影响，在不断变化的负载条件下，在网络中的链路和路由器故障，我们评估的概率服务和数量的光路径故障，由于链路或路由故障波长交换（WI）网络。采用卡尔曼滤波器（KF）技术，降低了计算复杂度。最小重新配置概率路由（MRPR）算法选择最可靠的路由，并分配波长的连接的方式，利用光路（LP）建立有效地考虑所有可能的请求。
2017-01-21 cs.NI
A Deep Q-Network based power control mechanism to Minimize RLF driven Handover Failure in 5G Network
针对5G网络中RLF导致的切换失败问题，提出基于DQN的功率控制机制，利用切换和链路监测参数决策增加发射功率，仿真证明可显著降低RLF和HF。
2025-10-07 cs.NI
Re-Rooting-Assisted Edge-Minimum Runtime Repair for Node and Link Failures in Dense Eisenstein--Jacobi Broadcast Networks
Department of Computer Science, Faculty of Science, Kuwait University（科威特大学理学院计算机科学系）
针对密集Eisenstein-Jacobi广播网络中的节点/链路故障，提出基于选定三元组(r,θ,K_{r,θ})的混合修复方法，给出修复成功的充要条件，并通过确定性保证和实验验证实现100%恢复和边数减少。
2026-06-23 cs.DC cs.IT cs.NI
Fault Tolerance in SDN Data Plane Considering Network and Application Based Metrics
网络中的故障导致服务中断，这可能导致终端用户的服务质量（QoS）恶化。由于SDN正在成为网络的主流范例，因此为基于SDN的网络实现鲁棒的容错方案至关重要。现有的SDN数据平面容错方法可以被分类为分别可以依赖于或可以不依赖于控制器的反应式和主动式。然而，它们都不符合完整解决方案的资格，只能提供部分补救措施。在这项工作中，我们提出了动态保护与质量的替代路径（DPQoAP），不仅考虑到现有的故障在网络中，但也替代路径的质量。因此，我们可以维持整个网络的QoS恢复后。我们还研究了如何应用程序的参数的影响，链路故障。为此，我们探讨了在不同情况下使用动态自适应流传输HTTP（DASH）的视频流的链路故障所造成的体验质量（QoE）的变化。另一方面，即使DASH被提出作为改善受网络的动态条件影响的QoE的解决方案，它仍然不足以处理示出链路故障的症状的拥塞链路。因此，我们在SDN中应用数据平面容错方法以在拥塞以及故障的情况下改善DASH客户端的QoE。所提出的解决方案的性能进行评估，通过各种实验考虑QoS和QoE参数。据观察，DPQoAP提高了网络操作的效率和应用程序的适应性。
2019-12-26 cs.NI
An improved Lower Bound for Local Failover in Directed Networks via Binary Covering Arrays
TU Dortmund University（多特蒙德工业大学）
该研究通过二进制覆盖数组问题，改进了有向网络中局部故障转移的下界，提出了容忍k个故障的更优下界。
2026-02-27 cs.DS cs.NI
Ensuring QOS Guarantees in a Hybrid OCS/OBS Network
边缘节点的突发汇聚是光突发交换网络的关键技术之一，它直接影响到网络的流量特性和丢包率。本文提出了一种支持QoS的光突发组装技术，该技术能够根据业务量的增减自动调整阈值，减少业务突发，并生成相应的突发数据包（BDP）和突发控制包（BCP）。除了突发聚合技术之外，还描述了通过恢复方法的分组恢复技术。由于物理光链路故障而导致的数据分组丢失目前不包括在QoS描述中。这种链路故障也是一个严重的问题，它降低了发射机节点的数据吞吐量。从这种链路故障中恢复数据的机制对于保证每个用户所需的QoS至关重要。因此，本文还将讨论一个具体的协议，以减少分组丢失，利用光电路交换（OCS）和光突发交换（OBS）技术的特点。
2012-04-06 cs.NI
Network Protection Design Using Network Coding
链路故障和节点故障是影响网络运行的两个常见的基本问题。保护通信网络免受此类故障的影响对于维持网络可靠性和性能至关重要。网络保护码（NPC）被提出来保护操作网络免受链路和节点故障的影响。此外，这种码的编码和解码操作在二进制和有限域上得到了很好的发展。寻找网络拓扑结构，实际场景，以及适用于NPC的图形限制是有趣的。在本文中，我们建立了网络保护设计的限制。我们研究了几个网络图，NPC可以使用网络编码部署。此外，我们构造了适合于网络保护码部署的具有最小边数的图。
2010-08-25 cs.IT cs.NI math.IT
Alternative paths computation for congestion mitigation in segment-routing networks
本文研究分段路由网络中用于拥塞缓解的备选路径计算问题，提出最大化剩余流量的NP难问题及Benders分解算法，并给出最大化存活备选路径数的多项式算法，实验验证其提升重路由流量和网络恢复能力。
2024-04-30 cs.DM cs.NI
Robustness Analysis of Australia's Internet Using a Multilayer Network Model
Adelaide Data Science Centre, School of Mathematical Sciences, Adelaide University（阿德莱德大学数学科学学院阿德莱德数据中心）
利用多层网络模型分析澳大利亚互联网中独立提供商网络的交互，研究对等互联提供的冗余以及共享风险链路组引入的脆弱性，发现多样性即使在共享风险下也能提供冗余。
2026-06-18 cs.NI
On Diagnosis of Forwarding Plane via Static Forwarding Rules in Software Defined Networks
软件定义网络（SDN）将转发平面和控制平面彼此解耦。假设控制平面具有底层物理和/或逻辑网络拓扑的全局知识，使得其可以监视、抽象和控制转发平面。在我们的论文中，我们提出了安装最佳或接近最佳（即，在交换机/路由器上的静态转发规则的最佳数量的14%内），使得任何控制器都可以以数据平面速度验证拓扑连接性并检测/定位链路故障，而不依赖于来自其他控制器的状态更新。我们的性能上限表明，即使在数据中心规模的网络，亚秒级链路故障定位是可能的。对于具有数百或数千个链路的网络，可以实现数十毫秒的延迟。
2013-08-21 cs.NI
Adapting MAC 802.11 Adapting MAC 802.11 for Performance Optimization of MANET using Cross Layer Interaction
在本研究中，我们研究移动自组网络的优化挑战和跨层技术，以提高其性能。我们提出了一种自适应重传限制算法的IEEE 802.11 MAC减少虚假链路故障和预测节点的移动性。我们实现了物理层和MAC层之间的跨层交互。MAC层利用物理层信息来区分假链路故障和真链路故障。MAC层基于来自物理层的相邻信号强度和发送器节点速度信息自适应地选择重传限制（短和长）。所提出的方法跟踪网络中每个节点的信号强度，并且在向相邻节点发送时，如果其接收到的信号强度高并且是最近接收到的，则自适应MAC坚持其重传尝试。因为存在邻居节点仍然在传输范围内并且可能由于除移动性之外的一些问题而不响应的高概率。在本文中，我们评估的MANET的性能，并显示我们的自适应MAC大大提高了它。使用网络模拟器NS-2的模拟。
2010-11-29 cs.NI
D2R: Dataplane-Only Policy-Compliant Routing Under Failures
在今天的网络中，数据平面处理转发-将数据包发送到路径中的下一个设备-而控制平面处理路由-决定数据包在网络中的路径。这种架构有局限性。首先，当链路故障发生时，数据平面必须等待控制平面安装新路由，并且由于延迟的路由收敛或中央控制器延迟，可能发生分组丢失。第二，如果没有复杂的配置合成或控制器干预，则无法保证策略遵从性。在本文中，我们利用快速可编程开关的最新进展，完全在数据平面执行符合政策的路由计算，从而提供快速的故障反应。我们的新网络架构D2 R可以提供一种网络结构的错觉，即使在故障情况下也始终可用且符合策略。我们实现我们的数据平面P4，并证明其在现实世界中的拓扑结构的可行性。
2019-12-05 cs.NI
Entanglement Accessibility Measures for the Quantum Internet
我们定义了度量和措施，以表征在量子互联网中的复杂网络故障的可访问的量子纠缠的比率。复杂网络故障模拟了量子互联网中的一组量子节点和一组纠缠连接变得不可用的情况。复杂故障可以涵盖量子存储器故障、物理链路故障、窃听活动或任何其他随机物理故障场景。在这里，我们定义了术语纠缠可达性比，纠缠可达性比的累积概率，纠缠可达性比的概率减少，域纠缠可达性比，发生系数。所提出的方法可以应用于任意拓扑的量子网络，以提取相关的统计信息，并处理量子互联网中的量子网络故障场景。
2020-03-11 cs.NI quant-ph
Improving TCP Performance over Wireless Network with Frequent Disconnections
本文提出的解决方案时出现的问题，TCP/IP协议集是用来提供互联网连接，通过新兴的802.11无线链路移动终端。考虑到通过移动终端的无线互联网接入的强大驱动力，频繁断开导致串行超时的问题进行了检查和分析，与大量的模拟的帮助下。在对无线链路丢失恢复机制进行了详细的回顾和相关问题的识别后，提出了一种在链路层和传输层进行修改的新方案。所提出的修改取决于两个层之间的交互（i）通过防止超时发生来减少TCP处的传输之前的空闲时间，以及（ii）将拥塞控制与由于链路故障而导致的损失的恢复解耦。基于仿真的实验结果表明，相当大的性能改善与传统的TCP，当无线发送方正在经历频繁的链路故障的建议修改。
2011-12-09 cs.NI cs.PF
Secured Message Transmission in Mobile AD HOC Networks through Identification and Removal of Byzantine Failures
移动ad hoc网络和安全数据传输阶段的新兴需求是至关重要的，这取决于环境，如军事。本文提出了一种提高报文传输可靠性的新方法。在开放协作的移动自组网环境中，任何节点都可以恶意或自私地中断和拒绝其他节点的通信。动态变化的拓扑结构使得移动自组网中影响通信的敌对节点难以确定。SMT协议提供了一种通过将消息分散在具有最小冗余的若干路径之间来保护消息传输的方式。所选择的多个路由称为APS -活动路径集。本文介绍了一种技术，故障发现过程中，以确定拜占庭故障，其中包括节点丢弃，修改，或错误路由数据包，试图中断路由服务。自适应探测技术通过二分查找检测恶意链接，并根据节点的行为，这些链接是避免在主动路径中的乘法增加其权重。所提出的方案提供了安全的通信，即使与增加的对手。
2011-04-25 cs.NI cs.PF
