A Provably-Correct Protocol for Seamless Communication with Mobile, Multi-Homed Hosts
现代消费者设备（如智能手机和平板电脑）具有多个接口（例如，WiFi和3G），随着用户的移动连接到新的接入点。这些移动的多宿主计算机与将连接绑定到具有拓扑依赖地址的固定端点的Internet架构不匹配。因此，主机通常无法在多个接口或路径上扩展连接，也无法在不中断现有连接的情况下更改位置。在本文中，我们介绍了ECCP，一个终端主机连接控制协议，允许主机通信的多个接口与动态变化的IP地址。每个ECCP连接由一个或多个流组成，每个流与一个接口或路径相关联。主机可以使用带内信令将现有流从一个接口移动到另一个接口或更改IP地址，而无需底层网络的任何支持。我们使用正式的模型来验证，ECCP的工作正确的存在下，数据包丢失，无序的交付，和频繁的移动性，并确定错误和早期的移动性协议的设计限制。
2012-03-19 cs.NI
Hardware Accelerated SDR Platform for Adaptive Air Interfaces
未来的5G无线基础设施将支持密集部署的智能对象之间的任何对任何连接，这些智能对象形成了被称为万物互联（IoE）的新兴范式。与使用单一技术实现设备之间通信的传统无线网络相比，5G网络将需要支持异构无线对象和IoE网络之间的无缝连接。为了应对未来万物互联网络的复杂性和多功能性，5G需要保证频谱和能源资源的最佳使用，并进一步支持对象之间的技术无关连接。实现这一点的一种方法是将智能网络控制与自适应软件定义空中接口相结合。本文提出了一种基于软硬件协同处理的灵活紧凑的低功耗自适应空中接口实时合成平台。与传统的软件无线电（SDR）系统相比，该平台采用现代混合FPGA技术，结合射频片上网络（RFNoC）和部分重配置等新思想，实现了计算密集型信号处理算法的软件化、高功耗和大形状因子。所得到的系统使得能够基于单个芯片上的硬件/软件协同处理来组成可重新配置的空中接口，从而以较小的形状因子和降低的功耗来实现高处理吞吐量。
2017-04-29 cs.NI
HyCell: Enabling GREEN Base Station Operations in Software-Defined Radio Access Networks
无线电接入网络（RAN）需要以有限的频谱和能量来支持大规模和多样化的数据业务。为了应对这一挑战，已经提出了软件定义的无线电接入网络（SDRAN）架构来更新RAN。然而，目前的研究缺乏对网络协议的设计和评估。在本文中，我们解决这个问题，提出了超蜂窝网络（HyCell），SDRAN框架，使基站（BS）的操作全球资源优化和节能（绿色）的协议设计和评估。具体来说，我们首先提出了一个分离方案，以实现在HyCell解耦的空中接口。在此基础上，设计了基站调度协议和基站休眠协议，分别确定和分配最优基站服务移动用户和提高网络能量效率。最后，我们在我们的HyCell测试平台评估所提出的设计。仿真结果验证了该分离方案的可行性，验证了基站调度的有效性，并显示了基站休眠控制在节能方面的巨大潜力。
2015-03-21 cs.NI
Proactive Web Server Protocol for Complaint Assessment
漏洞发现与攻击注入对于服务器软件的安全威胁越来越大，在软件开发时，对软件进行功能测试。由于未意识到软件漏洞，因此在预发布之前，应对软件进行全面测试，不仅测试功能可靠性，还应测试安全流（或）漏洞。模糊器、故障注入、漏洞扫描器、静态漏洞分析器、运行时间预防机制和软件恢复等方法正在识别未打补丁的软件，这些软件可能面临安全威胁，从而解决“安全测试”问题。这些技术对于生成攻击是有用的，但不能扩展到新的攻击领域。该系统称为主动漏洞攻击注入工具，适用于添加新的攻击注入向量，使用工具的接口定义新的协议状态（或）规范的方法包括使用GUI的网络服务器协议规范，攻击生成器，攻击注入器，受害者注入器监视模块，受害者机器监视模块和攻击注入报告生成。该工具可以解决大多数漏洞（或）安全流。
2014-02-09 cs.CR cs.NI
Error Characteristics of Fiber Distributed Data Interface (FDDI)
光纤分布式数据接口（FDDI）是由美国国家标准协会（ANSI）开发的每秒100兆比特的光纤局域网（LAN）标准。我们分析了各种设计决策的错误检测能力的协议的影响。特别地，我们量化帧出错率、令牌丢失率和未检测到的出错率。本文讨论了IEEE802局域网协议中采用的32位帧校验序列（FCS）多项式的几个特性。
1998-09-24 cs.NI
Open5G: A Software-Defined Networking Protocol for 5G Multi-RAT Wireless Networks
当今的移动网络包括多种无线电接入技术（RAT），例如，4G LTE、无线局域网（WLAN）和即将到来的5G-New Radio（5G-NR）。这些RAT的接入网络由RAT专用实体控制，例如，位于单个LTE eNB内部的资源管理功能用于eNB控制，或者接入控制器用于控制WLAN接入点。即使在具有支持多种RAT的公共核心的3GPP的5G架构中，也在各个RAT内独立地进行无线电接入相关的决策。由于多RAT无线电接入网络（RAN）中的控制平面的碎片化性质，网络资源的统一全局视图不可用，从而阻碍了资源的优化分配。这也给涉及多个RAT的特征带来复杂性，例如，双重连接。为了解决这些问题，我们在早期的工作中引入了基于SDN的多RAT RAN架构（SMRAN）[arXiv：1812.11825]，其中RAN控制平面与数据平面分离。作为SMRAN架构的一部分，我们定义了一个逻辑上集中的多RAT RAN控制器和各个RAT特定的数据平面功能。在目前的工作中，我们定义了一个称为Open 5G的协议，用于SMRAN数据平面的控制和管理。Open 5G基于OpenFlow（OF）和OF-Config，这是基于SDN的有线网络和数据中心中常用的协议。
2020-02-06 cs.NI
Software-defined subcarrier wave quantum networking operated by OpenFlow protocol
未来在多用户网络环境中实现安全量子通信技术需要自动监控光链路条件和量子系统参数，并根据协议限制实时调整它们。我们演示了如何软件定义网络（SDN）的范例可以用来解决这个问题的例子的子载波量子通信系统，这是有前途的网络应用。提出了一种基于SDN OpenFlow协议的动态量子网络路由和通信安全的新方法。不同数据加密方法（量子或经典）之间的SDN操作动态切换将能够组织虚拟编码通道，并能够设置安全/带宽所需的服务质量级别。这些发展将从网络的角度进一步提高量子技术的可行性，并有助于将其推向工业规模。
2017-09-26 cs.NI quant-ph
QuNetSim: A Software Framework for Quantum Networks
随着量子互联网技术的发展，对量子互联网仿真软件和教育的需求也在上升。QuNetSim旨在满足这一需求。QuNetSim是一个Python软件框架，可用于模拟网络层的量子网络。QuNetSim的目标是使研究和测试各种量子网络配置和参数的量子网络协议变得更加容易。该框架整合了许多已知的量子网络协议，因此用户可以快速构建模拟，初学者可以轻松学习实现自己的量子网络协议。
2021-06-23 cs.NI quant-ph
SCOR: Software-defined Constrained Optimal Routing Platform for SDN
本文提出基于约束规划与MiniZinc的SCOR平台，作为SDN北向接口，以少量代码实现复杂QoS路由应用，并在多种网络条件下评估了性能。
2016-07-12 cs.NI
Overview of ISM bands and Software-defined Radio Experimentation
使用低功率无线通信协议的无线系统在免许可的工业、科学和医疗（ISM）频带中迅速普及。ISM频段的一个新兴趋势是家庭自动化。从历史上看，所有的家庭设备都曾经是未连接的，现在通过有线或无线连接进行连接。低功耗无线通信协议能够将所有数字家庭设备集成到单个系统中，并增强最终用户的产品体验。使用可编程无线电系统（如软件定义无线电（SDR））的这些最终用户产品的快速原型设计已经成为家庭自动化领域的游戏规则改变者。在这篇文章中，我们提出了一个流行的ISM频段在世界不同地区的概述。此外，我们分析了信号从无线电开关使用软件定义的无线电在433 MHz的ISM频段。
2016-05-26 cs.NI
Floware: Balanced Flow Monitoring in Software Defined Networks
OpenFlow是实现软件定义网络的协议，这是一种新的网络范例，它将分组转发和计费（在交换机上执行）与路由决策和高级协议（在中央控制器上执行）隔离。这种隔离提高了网络基础设施的敏捷性和灵活性，并降低了其运营成本。OpenFlow控制器公开标准接口以促进各种网络应用。特别是，监控应用程序可以使用这些接口将收集不同聚合级别的流量统计数据的规则推入OpenFlow交换机。聚合级别决定了监测的准确性和引起的网络开销。在本文中，我们提出Floware的OpenFlow应用程序，允许发现和监测活动流在任何所需的聚合水平。Floware平衡了多台交换机之间的监控开销，以减少其对网络性能的负面影响。此外，Floware还可与基于NetFlow等传统协议的监控系统集成。我们演示了在Mininet中仿真软交换的应用程序，泛光灯控制器和NetFlow Analyzer作为传统的网络分析和入侵检测系统。评价结果显示了平衡监测的积极影响。
2016-12-04 cs.NI
Energy-Efficient Data Transfers in Radio Astronomy with Software UDP RDMA
现代射电天文学依赖于大量的数据，这些数据需要在天文仪器的各个部分之间传输，传输距离通常在数十公里或数百公里的范围内。平方公里阵列（SKA）将是世界上最大的射电望远镜，其组件之间的数据率将超过每秒太比特。这将对其数据传输系统带来巨大挑战，特别是在功耗方面。使用现代现成硬件的高速数据传输可能在CPU和DRAM使用方面对接收系统施加显著的负载。SKA有严格的能源预算，这需要一个新的，定制设计的数据传输解决方案。在本文中，我们提出了SoftiWARP UDP，一个不可靠的基于数据报的远程直接内存访问（RDMA）协议，它可以显着提高无线电天文学的高速数据传输的能源效率。我们已经实现了这样一个协议的一个功能齐全的软件原型，支持RDMA读和写操作和零拷贝功能。我们目前的测量功耗和实现的带宽和调查的行为时，受到数据包丢失的所有检查协议。
2017-03-22 cs.NI
Software-defined Radios: Architecture, State-of-the-art, and Challenges
软件定义无线电（SDR）是一种可编程收发器，具有操作各种无线通信协议的能力，而无需更改或更新硬件。SDR领域的进展已经导致协议开发的升级和广泛的应用，更强调蜂窝、WiFi和M2M通信中的可编程性、灵活性、便携性和能效。因此，特别提款权受到了广泛的关注，对学术界和工业界都具有重要意义。SDR设计人员打算简化通信协议的实现，同时使研究人员能够在部署的网络上进行原型实验。本文是在无线通信协议的背景下，最先进的SDR平台的调查。我们提供了一个SDR架构及其基本组件的概述，然后讨论了重要的设计趋势和开发工具。此外，我们强调SDR架构之间的主要对比，关于能源，计算能力和面积，基于一组指标。我们还回顾了现有的SDR平台，并提出了一个分析比较，作为开发人员的指导。最后，我们认识到一些相关的研究课题，并总结潜在的解决方案。
2018-04-18 cs.NI cs.PF
A Review of Software for Designing and Operating Quantum Networks
Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室）
本文综述了量子网络设计与操作软件的现状，指出理论协议与实际实现之间的差距，并提出开发可扩展软件架构以支持混合大规模量子网络的路线图。
2025-12-18 cs.NI cs.SY eess.SY
Man-in-the-OBD: A modular, protocol agnostic firewall for automotive dongles to enhance privacy and security
第三方汽车加密狗，例如来自保险公司的加密狗，可以提取敏感数据，甚至通过标准化的OBD-II接口向汽车发送命令。由于缺乏消息身份验证机制，这导致了重大的安全漏洞，例如与恶意设备的连接。因此，我们通过在第三方加密狗和汽车的OBD-II接口之间放置一个中间人来应用模块化的、与协议无关的防火墙方法。有了这个特权的网络位置，我们演示了如何通过OBD-II接口访问的数据流可以被修改或限制。我们可以修改消息内容或延迟消息的到达，通过使用我们的细粒度可配置重写规则，专门设计用于工作协议不可知。我们已经在OBD-II接口上实现了可配置防火墙的模块化方法，并成功地针对市场上的第三方软件狗进行了测试。因此，我们的方法使安全层能够增强汽车隐私和加密狗用户的安全性，这是高度相关的，由于缺少电子控制单元级别上的消息认证。
2022-10-15 cs.CR cs.NI
Black-boxing the user: internet protocol over xylophone players (IPoXP)
我们介绍了木琴播放器IP（IPoXP），这是一种使用基于木琴的Arduino接口的两台计算机之间的新型互联网协议。在我们的实现中，人类操作员位于网络的最低层，通过敲击指定的键在计算机之间传输数据。我们讨论了IPoXP是如何颠覆传统的人机交互模式的，一台计算机使用人作为与另一台计算机进行通信的接口。
2019-06-06 cs.HC cs.NI
Finding Security Vulnerabilities in Network Protocol Implementations
网络协议的实现在访问内存区域和处理算术运算时，往往容易出现由于开发人员的错误而导致的漏洞。寻找实用的方法来检查网络协议实现的安全性已被证明是一个具有挑战性的问题。其主要原因是协议软件状态空间太大，难以探索。在这里，我们提出了一种新的验证方法，结合模糊与符号执行，以验证复杂的属性在网络协议实现。我们使用模糊的初步探索的网络协议，而符号执行探索的程序路径和协议状态，这是发现模糊。从这个组合，我们自动生成高覆盖率的测试输入数据包的网络协议的实施。我们调查了基于模糊和符号执行的各种方法，以了解这些技术如何有效地结合起来，然后选择一个合适的工具来进一步开发我们的模型在我们的初步评估中，我们使用ESBMC，Map2Check和KLEE作为软件验证器和SPIKE作为模糊器，以检查它们是否适合验证我们的网络协议实现。我们的实验结果表明，ESBMC可以在我们的验证框架\textit{FuSeBMC}中进一步开发，以有效地检测网络协议实现中复杂的安全漏洞。
2020-01-27 cs.CR cs.NI
Software-Defined Radio Implementation of Age-of-Information-Oriented Random Access
越来越多的新兴物联网（IoT）应用涉及状态更新，其中各种IoT设备监视某些物理过程并将其最新状态报告给相关信息融合节点。最近提出了一种新的性能指标，称为信息年龄（AoI），用于量化时间关键型物联网应用中的信息新鲜度。由于未来物联网网络中有大量设备，分散式信道接入协议（例如随机接入）由于其低网络开销而更受欢迎。建立在AoI的概念，最近的一些努力已经开发了几个面向AoI的ALOHA随机接入协议，以提高网络范围内的信息新鲜度。然而，所有相关工作都集中在理论设计和分析上。开发和实施一个工作原型，以评估和进一步改善这些随机接入协议在实践中在很大程度上被忽视。出于这样的动机，我们建立了一个软件定义无线电（SDR）的原型测试和比较最近提出的面向AOI的随机接入协议的性能。为此，我们实现了一个时隙的无线系统，通过设计一个简单而有效的空中时间同步方案，其中作为参考定时数据包的信标广播的接入点不时。对于一个完整的工作原型，我们还设计了系统内交换的各种数据包的帧结构。最后，我们设计了一组实验，在我们的原型上实现它们，并在办公环境中测试所考虑的算法。
2020-03-31 cs.IT cs.NI eess.SP
