Kulfi: Robust Traffic Engineering Using Semi-Oblivious Routing
广域网流量工程使网络运营商能够通过平衡多条路径上的负载来减少拥塞并提高利用率。当前的流量工程方法可以根据计算转发路径的路由组件和将传入流动态映射到这些路径上的负载均衡组件来建模，从而调整发送速率以适应当前条件。不幸的是，现有的系统依赖于这些组件中的一个或两个的简单策略，这导致性能差或需要对转发路径进行频繁更新，从而显著增加了管理复杂性。本文探讨了一种不同的方法，基于半不经意路由，不经意路由的自然扩展，其中系统计算一组不同的路径独立的需求，但也动态地适应发送速率的条件变化。半不经意路由具有许多重要的优势，包括低开销，接近最佳的性能，以及内置的保护，防止意外的流量和故障的突发。通过深入的模拟和SDN硬件上的部署，我们证明了这些好处是强大的，并在广泛的拓扑结构，需求，资源预算和故障场景中保持。
2016-03-03 cs.NI
Robust QoT Assured Resource Allocation in Shared Backup Path Protection Based EONs
弹性光网络（EON）承载着大量的数据，生存性是其关键任务。在本文中，我们考虑的问题，设计共享备份路径保护（SBPP）的EON，有利于最低的传输质量（QoT）保证分配对物理层损伤（PLIs）下的任何单一链路/共享风险链路组（SRLG）的静态和动态流量的情况下失败。一般来说，PLI对光路的影响会因链路故障的位置而异，因为它会引入不同的活动工作路径和备用路径。为了解决这些问题的SBPP EON的设计，我们制定了一个基于混合整数线性规划（MILP）的鲁棒优化框架的静态流量的目标是最大限度地减少整体碎片。在这个过程中，我们使用有效的比特加载技术的频谱分配的第一次生存的EONs。此外，我们提出了一种新的SBPP损伤感知（SBPP-IA）算法考虑MILP的局限性，为大型网络。为此，我们引入了一种新的排序技术命名为最拥挤的工作，最不拥挤的备份第一（MCW-LCBF）排序给定的静态请求集。接下来，我们采用我们的SBPP-IA算法的动态流量的情况下，并比较它与现有的算法在不同的QoT参数。我们通过模拟证明，我们的研究提供了比现有的多40%的QoT保证请求。
2022-01-14 cs.NI
Towards an efficient and exact algorithm for dynamic dedicated path protection
我们提出了一种新的算法，动态路由与专用路径保护，所提出的模拟结果表明，可以是高效和准确的。我们提出的算法在光网络的设置，但它应该适用于其他网络，其中服务必须得到保护，网络资源是有限的和离散的，例如，能够提前资源预留的无线电或网络。据我们所知，我们是第一个提出一个算法，这个长期存在的基本问题，这可以是有效的和准确的，模拟结果表明。该算法可以是高效的，因为它可以解决大的问题，它可以是准确的，因为它的结果是最佳的，通过模拟证明和证实。我们提供了一个最坏情况下的分析，认为搜索空间是多项式上界。网络运营、管理和控制需要高效而精确的算法，尤其是现在，人们更加重视网络性能、可靠性、软件化、灵活性和投资回报。该算法使用我们的通用Dijkstra算法的搜索图生成的“上的飞行”的基础上的输入图。我们证实了所提出的算法的最优结果与暴力枚举网络高达15个节点大。我们提出了广泛的模拟结果的专用路径保护与信号调制约束的弹性光网络的25，50和100个节点，并与160，320和640频谱单位。我们还比较了带宽阻塞概率与常用的边缘排除算法。我们有48，600次模拟运行，大约有4100万次搜索。
2021-09-21 cs.NI
Max-Flow Protection using Network Coding
在任何通信网络中，任何一对通信节点S和T之间的链路不相交路径的最大数量受到S-T最小链路切割的限制。文献中已经提出了多路径路由协议，以利用这些S-T路径来增强S-T信息流的生存性。这通常通过使用这些路径的子集来从S向T转发冗余数据单元或组合（如果允许网络编码）来实现。因此，这种生存性的增强降低了有用的S-T信息速率。在本文中，我们提出了一种新的方法来提高生存性的S-T信息流，而不损害最大可达的S-T信息速率。要做到这一点，瓶颈链路（在最小割中）应该只转发有用的信息，而不是冗余的数据单元。我们引入了关于某个S-T最大流的额外源或目的连通性的概念，然后我们研究了两个问题：即切前保护和切后保护。虽然我们在这两个问题中的目标是相同的，我们的目标是最大限度地提高保护路径的数量，我们的分析表明，这两个问题的性质是非常不同的，并且预切保护问题要困难得多。具体来说，我们证明了预切保护问题的难度，将其表示为一个整数线性规划，并提出了一种启发式方法来解决它。模拟表明，即使在相对较大的网络的启发式的性能是可以接受的。在后切割问题中，我们证明了所有的数据单元，转发的最小切割边不入射到T，可以后切割保护。
2009-08-05 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
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
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
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
Protection Switching in Hybrid Hollow-Core and Single-Mode Fiber Networks: Challenges, Analysis, and Mitigation Strategies
Ottawa Research Center, Huawei Technologies Canada（渥太华研究中心，华为加拿大技术有限公司）
本文分析了混合空芯光纤与单模光纤网络中保护切换的挑战，通过蒙特卡洛模拟量化色散步长、GSNR惩罚和调制格式降级，并提出缓解策略，指出1+1专用保护优于共享备份路径保护。
2026-06-23 cs.NI physics.optics
A path forward: Improving Internet routing security by enabling zones of trust
针对 ISP 部署路由安全实践激励不足且难防路径劫持的问题，本文提出利用互联 ISP 核心构建信任区域，以现有能力保护区域网络及其直连客户。
2023-12-06 cs.NI
Cost-driven prunings for iterative solving of constrained routing problem with SRLG-disjoint protection
针对带SRLG不相交保护的约束路由最优路径对求解难题，提出基于路径成本分布统计分析、迭代更新成本边界剪枝次优路径的新算法，在设定时限内可比现有最优算法找到更多可行连接。
2025-06-09 cs.DS cs.NI
VQC-ZTI: Variational Quantum Control for Zero Trust Protection of the Tactile Internet
Iowa State University（爱荷华州立大学）；Grand Valley State University（大峡谷州立大学）；Kansas State University（堪萨斯州立大学）
本文提出VQC-ZTI框架，通过分平面变分量子分类器将异常评分与执行解耦，在触觉互联网服务中实现零信任保护，其量子神经网络在多留出法评估中表现优异，误报率显著低于ExtraTrees。
2026-08-28 cs.CR cs.LG 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
PSSPR: A Source Location Privacy Protection Scheme Based on Sector Phantom Routing in WSNs
源位置隐私保护是无线传感器网络中一个新兴的研究课题。由于源位置代表了被监控和跟踪目标的有价值信息，因此实现源位置的高度私密性具有重要的现实意义。虽然许多基于幻影节点的研究在一定程度上解决了源位置隐私保护问题。因此，需要解决节点间交流路径复杂化、Phantom节点集中分布在源节点附近、降低网络通信开销等问题。在本文中，PSSPR路由被提出作为一个可视的方法来解决SLP问题。我们使用中心节点V的坐标来划分扇区，这在生成新的幻影节点中起着重要的作用。幻影节点执行指定的路由策略，以确保它们可以选择不同的位置。此外，有向随机路由可以确保数据包逐跳移动到汇聚节点时避开可见范围。因此，源位置受到保护。理论分析和仿真实验表明，该协议以较小的通信开销实现了源节点定位的较高安全性。
2021-09-30 cs.NI
A Reliable and Fault Tolerant Routing for Optical WDM Networks
在光WDM网络中，由于每条光路都可以承载大量的业务，因此故障可能会严重损害最终用户的应用。因此，容错成为这些网络上的一个重要问题。在正常运行时承载业务的光路称为主路，在故障时业务将在备用路径上重新路由。在本文中，我们提出了设计一个可靠的和容错的路由算法，建立主，备路径。为了建立主路径，该算法使用负载均衡，其中基于链路的当前负载来估计链路成本度量。在备用路径设置中，源通过从目的地接收的反馈来计算阻塞概率，方法是沿着现有路径发送一小部分探测数据包。然后选择具有最低阻塞概率的最佳光路。仿真结果表明，可靠的容错路由算法降低了阻塞概率和延迟，同时增加了吞吐量和信道利用率。
2009-12-03 cs.NI
Protection Over Asymmetric Channels, S-MATE: Secure Multipath Adaptive Traffic Engineering
针对互联网服务提供商（ISP）网络中核心网络节点之间的流量工程配置问题，已经提出了几种方法。这样的方法旨在最小化网络延迟，增加容量，并增强两个核心（中继）网络节点（入口节点和出口节点）之间的安全服务。MATE（多路径自适应流量工程）已经被提出用于入口节点（源）和出口节点（目的地）之间的多路径自适应流量工程，以在多个不相交的路径之间分配网络流。其新颖的思想是避免网络拥塞和攻击可能存在的边缘和节点不相交的路径之间的两个核心网络节点。本文提出了非对称信道下的保护方案。准确地说，本文旨在开发一种自适应的，鲁棒的，可靠的流量工程方案，以提高通信网络的性能和可靠性。该方案还将提供服务器质量（QoS）和流量工程保护，以最大限度地提高网络效率。具体地说，S-MATE（secure MATE）被提出来保护两个核心节点（路由器、交换机等）之间的网络流量。在云网络中。S-MATE通过在发送方和接收方节点之间的一个操作冗余路径中添加冗余来防止单个链路攻击/故障。它还扩展到防止多个受攻击的链接。该方案可应用于光网络和IP网络等核心网络的安全。
2010-12-29 cs.CR cs.IT cs.NI
A Driven Backup Routing Table to Find Alternative Dijoint Path in Ad Hoc Wireless
路由协议的性能很重要，因为它们计算源和目的地之间的主要路径。此外，路由协议需要在节点移动时的短时间内检测到故障，开始更新路由表，以便找到到达目的地的新的主路径。同时，数据包丢失和端到端延迟将增加，从而降低吞吐量和降低网络性能。提出了一种新的主动路由算法DBRT（Driven Backup Routing Table），通过创建备份路由表来提供多条备用路由，从而改进了DSDV（Destination Sequenced Distance Vector）等现有的主动路由协议。DBRT算法为同一范围内的每个节点识别相邻节点，然后根据到目的地的可用路径选择其中一个作为备份下一跳。实验结果表明，该算法在数据包丢失率、吞吐量和源端到目的端的延迟时间等方面都得到了改善。实验结果表明，新协议在不降低网络性能的前提下，通过发送额外的消息来构造和更新新的备份路由表。模拟（使用NS2模拟器）进行演示使用DSDV协议与或不建议的模式之间的差异。
2011-08-05 cs.NI
Technique Report: Near-Optimal Routing Protection for SDN Networks Using Distributed Markov Approximation
软件定义网络（SDN）带来了许多优势，同时也带来了许多挑战。一个特别关注的问题是控制平面弹性，而现有的SDN网络保护方法主要集中在数据平面。为了实现从链路故障中的电信级恢复，我们采用专用的保护方案来为控制平面流量找到最佳的保护路由。为此，我们研究了一个加权成本最小化问题，其中的流量负载均衡和流表规则的位置时，选择保护路径的交换机交换会话共同考虑。由于这个问题被称为NP-难，我们提出了一个基于马尔可夫近似的组合优化方法在SDN控制平面的路由保护，它产生了分布式的方式接近最优的解决方案。然后，我们将我们的解决方案扩展到一个在线的情况下，可以处理单链路故障一次。通过理论推导，分析了系统性能波动的原因。大量的实验结果表明，我们提出的算法具有快速收敛和高效率的资源利用率。
2016-03-18 cs.DC cs.NI
Detour Planning for Fast and Reliable Failure Recovery in SDN with OpenState
提供针对链路或节点故障的保护的可靠且可扩展的机制在SDN和OpenFlow的上下文中具有额外的要求。它不仅要最小化控制器上的负载，而且必须能够在控制器无法访问时做出反应。在本文中，我们提出了一种保护方案的基础上预先计算的备份路径和MPLS的故障恢复路由的启发，保证瞬时恢复时间，并在零数据包丢失故障检测后，无论控制器的可达性，即使当OpenFlow的“快速故障转移”功能不能使用。所提出的机制是基于OpenState，OpenFlow扩展，允许程序员指定转发规则应该如何以有状态的方式自主适应，减少对远程控制器的依赖。我们提出的计划，以及两个不同的配方计算备份路径。
2015-09-01 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
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
Packet Routing in 3D Nanonetworks: A Lightweight, Linear-path Scheme
Foundation of Research and Technology-Hellas（希腊研究与技术基金会）；Univ. Bourgogne Franche-Comté / FEMTO-ST Institute/CNRS（勃艮第弗朗什孔泰大学/法国国家科学研究中心FEMTO-ST研究所）
本文提出了一种适用于静态3D纳米网络的轻量级数据包路由方案，通过虚拟坐标和视口集实现高效地址分配与路由，减少计算和存储开销，提升路径多样性与能效。
2018-01-17 cs.NI cs.SY eess.SY
