SDN enabled Information Centric Networking (ICN) as a Service prefetching mechanism for HyperText Transfer Protocol (HTTP) based services. The scalable video streaming case
HTTP在当今网络中的重要性是毋庸置疑的。作为一种增强QoS和增强可扩展性的解决方案，CDN网络已经被设计和部署。最近，已经设想了称为ICN的新范例，其将网络路由集中在内容本身而不是地址的地理附件上。软件定义网络（SDN）作为未来互联网（FI）架构的推动者，特别是ICN的推动者，已经研究了10年。我们已经提出了以信息为中心的网络即服务（ICNaaS）体系结构，以提供端到端的HTTP ICN类似的传输与HTTP网络内缓存已在本文中进行了彻底的评估。本文还提出了一种新的机制，我们命名为预取机制，以提高数据传输速率的第一个请求者，通常不能受益于以前访问相同的内容。为了评估和展示提议H.264/SVC视频流与DASH提供的可能性已经采用。
2020-05-15 cs.NI
InferBeam: A Fast Beam Alignment Protocol for Millimeter-wave Networking
介绍了快速毫米波基站及其天线扇区选择方法。InferBeam使用具有专门设计的参数的条件随机场推断模型，这些参数对环境的变化具有鲁棒性，InferBeam允许在少量位置处使用最佳波束选择的测量样本来动态地推断其余部分。与文献中基于波束扫描的方法相比，InferBeam可以大大降低针对新环境的波束对准的设置成本，以及在间歇性阻塞下获取新波束的延迟。我们使用离散事件模拟评估了InferBeam。我们的研究结果表明，该系统可以使最好的光束选择98%的位置在测试环境中，包括小型公寓或办公空间，而采样不到1%的位置。InferBeam是一个完整的最佳波束推断协议，可以集成到毫米波标准中，以加速急需的快速和经济的波束对准能力。
2018-03-05 cs.NI
laboratories for Data Communications and Computer Networks
在本文中，我们描述了一个动手实验室为导向的教学包，我们已经开发的数据通信和网络。该软件包包括一个软件工具，以及基于实验室的网络课程的教学材料。该软件基于一个模拟环境，使学生能够在易于使用的图形用户界面（GUI）上实验各种网络协议。数据消息流、分组丢失、控制/路由消息流、虚拟电路建立、链路故障、比特错误等，是在这个环境中可以可视化的一些特性。学生还可以修改提供的网络组件，以及使用C程序设计语言添加新组件。教学材料包括一组实验练习，内容包括流量和错误控制（HDLC）、IEEE 802.3 CSMA/CD协议、令牌环协议、通过网桥互连LAN、TCP拥塞避免和控制、IP分段和重组、ATM PNNI路由和ATM策略。实验室的练习促进了根据传统的计算机联网原则以及电信联网的新技术编制联网课程。该实验室环境已被用于俄亥俄州立大学的网络课程，并正在其他大学进行试点。整个软件包可在互联网上免费获得。
1998-09-23 cs.NI
Resilient networking in wireless sensor networks
本文主要研究无线传感器网络的安全问题，特别是网络层的安全问题。在文献中已经提出了多种安全路由协议。然而，他们经常使用加密来保护路由功能。单靠密码学是不足以抵御由于节点妥协而引起的多重攻击的。因此，我们需要更多的算法解决方案。在本报告中，我们将重点关注路由协议的行为，以确定哪些属性使它们对攻击更具弹性。我们的目标是找到以下问题的答案。是否有任何现有的协议，最初不是为安全而设计的，但已经包含了一些固有的弹性属性，以抵御网络节点的某些部分受到损害的攻击？如果是，哪些具体行为使这些协议更具弹性？我们在这份报告中提出了一般的无线传感器网络的安全策略，包括现有的攻击和防御措施的概述。在本报告中，我们特别关注网络层，并分析了四种特定路由协议的行为，以确定它们对内部攻击的固有弹性。考虑的协议有：动态源路由（DSR），基于顺从的路由（GBR），贪婪转发（GF）和随机游走路由（RWR）。
2010-03-26 cs.NI
Distributed Consensus in Content Centric Networking
本文提出在内容中心网络中基于 PAXOS 算法实现分布式共识，设计了基于 Interest/Content Object 和 Push 的两类协议，并分别适配 CCNx 0.x 与 1.0 命名规则。
2023-10-26 cs.NI
A Survey on Security in Named Data Networking
在过去的三十年里，自从互联网发明以来，它在数量和使用方面都发生了变化。因特网的核心协议，因特网协议（IP），已经证明了其支持通信网络的可用性和有效性。然而，目前的互联网使用需要更多的通信网络，由于互联网应用程序的性质从简单的电子邮件应用程序到大型内容生产商，如NetFlix，谷歌，亚马逊等命名的数据网络（NDN）是为数不多的倡议/项目，解决当前的互联网架构的缺点，并打算移动互联网的内容分发架构。在本文中，我们进行了一个简短的调查的安全主题/固有的NDN架构的问题。具体来说，我们描述了目前已知的问题，并提出解决方案的主要安全问题。
2015-12-13 cs.NI
PIS: A Multi-dimensional Routing Protocol for Socially-aware Networking
社会感知网络是一种新兴的模式，间歇连接的网络组成的移动用户的社会关系和特点。在这种情况下，人类是移动设备的主要携带者。因此，可以利用它们的连接，社交功能和行为来提高数据转发协议的性能。在本文中，我们首先探讨了三个社会特征，即物理接近，用户的兴趣和社会关系对用户的日常生活的影响。然后，我们提出了一个多维的路由协议，称为接近感兴趣的社会（PIS）协议，其中三个不同的社会层面被集成到一个统一的距离函数，以选择最佳的中间数据载体。PIS协议利用时隙管理机制来发现用户在一天中不同时间段的运动相似性。我们使用SIGCOM09和INFOCOM06数据集比较PIS与Epidemic、PROPHET和SimBet路由协议的性能。实验结果表明，PIS协议具有最高的数据传输率和较低的通信开销，优于其他基准路由协议。
2020-08-09 cs.NI cs.SI
UniFlex: Accelerating Networking Research and Experimentation through Software-Defined Wireless Networking
用于计算机网络的经典控制和管理平面正在解决单个无线网络设备内的协议层的单个参数。我们认为，这是不够的，在增加部署的高度可重新配置的系统，以及异构的无线系统共存于同一个无线电频谱，需要协调，甚至协调的多个参数在不同的协议层（跨层）在多个网络设备（跨节点）的适应阶段。我们提出了UniFlex，一个框架，使统一和灵活的无线电和网络控制。它提供了一个API，可以在多个网络节点上实现协调的跨层控制和管理操作。控制器逻辑可以以集中式或分布式方式实现。这允许将时间敏感的控制功能放置在受控设备附近（即，本地控制应用程序），将更多资源消耗的网络应用程序卸载到计算服务器，并使它们一起工作以控制整个网络。UniFlex框架是原型实现的，并作为开源提供给研究社区。我们在一些用例中评估了该框架，证明了它的可用性。
2016-11-10 cs.NI
Large Scale Deterministic Networking: A Simulation Evaluation
以太网交换网络的使用通常涉及尽力服务。IEEE 802.1/3 TSN组最近的努力已经寻求将以太网数据链路协议标准化，使得除了针对操作技术应用的尽力而为服务之外，以太网数据链路协议还在确定性服务上操作，工业控制系统。本文研究了一个典型的工业控制回路中的循环调度和转发（CQF）和Paternoster调度协议，模拟大规模网络，具有不同的传播延迟。我们的主要研究结果CQF和Paternoster是，CQF有一个优势，对实时流硬截止日期，而Paternoster是流更宽松的截止日期，但可以操作没有时间同步。
2019-10-02 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
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
Vehicle-to-Vehicle Charging Coordination over Information Centric Networking
世界各地的城市越来越多地推广电动汽车（EV），以减少并最终消除温室气体排放。例如，旧金山市的目标是到2025年将电动汽车的数量从数万辆增加到25万辆以上。如此庞大的电动汽车数量将给电网带来前所未有的压力。为了有效地服务于增加的充电负载，这些EV需要以协调的方式充电。一种有前途的协调策略是车辆到车辆（V2 V）充电协调，使电动汽车能够以点对点的方式出售其剩余能量。实现V2 V充电协调需要新的通信网络协议，其可以以对等方式促进这种充电协调。本文介绍了一种基于信息中心网络（ICN）的协议，以支持ad-hoc V2 V计费协调（V2 V-CC）。我们的评估表明，V2 V-CC可以提供额外的灵活性，容错，并减少通信延迟比传统的集中式基于云的方法。我们表明，V2 V-CC可以实现93%的协议完成时间相比，传统的方法减少。我们还表明，V2 V-CC在极端丢包情况下也能很好地工作，使其成为V2 V充电协调的理想选择。
2022-06-19 cs.NI
Trade-off analysis of disruption-tolerant networking protocols
这一分析的目的是模拟三种不同的用于容扰联网（DTN）的特设协议的性能-即在易于发生信号中断/信号退化的情况下通过节点网络传输信息-并进行权衡分析，从而为天基网络用户提出最佳行动方案建议。这对于基于空间的网络是重要的，特别是因为在长距离上（例如，从初始节点直接到目的地节点）传输信息将导致终端信号相对较弱，这在高噪声（易中断）环境中是有问题的，因为这将可能导致分组降级或丢失，除非增加信号功率以进行补偿。考虑到当网络位于太空中时，改变每次传输的信号功率是不切实际的，信号路由的优化是确保传输信号快速到达目的地并具有最大保真度的最佳手段。在分析结束时确定的推荐COA是一种以最大程度地减少传输期间错误和传输时间的方式优化性能的COA。该分析考虑了天基通信系统用户的传输时间和传输误差的相对值（例如，科学任务--天基中继网络最可能的用户类型--将把数据完整性优先于传输时间，因为即使更长的传输时间等于更大的成本，较低的数据完整性水平可能导致任务的科学目标受到损害），并相应地提出了建议。
2020-09-09 cs.NI
UB-ANC Drone: A Flexible Airborne Networking and Communications Testbed
University at Buffalo（布法罗大学）
我们目前在布法罗的机载网络和通信测试床（UB-ANC无人机）的大学。UB-ANC Drone是一个开放的软件/硬件平台，旨在促进对协议栈不同层的机载网络和通信协议进行快速测试和可重复的比较评估。它将能够自主飞行的四轴飞行器与复杂的指挥和控制功能以及嵌入式软件定义无线电（SDR）相结合，从而能够灵活部署新型通信和网络协议。这与现有的机载网络测试平台形成对比，现有的机载网络测试平台依赖于标准的不灵活的无线技术，例如，Wi-Fi或Zigbee。UB-ANC Drone的设计强调模块化和可扩展性，并围绕研究和爱好社区开发的流行开源项目和标准构建。这使得UB-ANC Drone高度可定制，同时也简化了其采用。在本文中，我们描述了UB-ANC Drone的硬件和软件架构。
2018-07-21 cs.NI cs.RO
Reconfiguration Algorithms for High Precision Communications in Time Sensitive Networks: Time-Aware Shaper Configuration with IEEE 802.1Qcc (Extended Version)
随着新的联网范例出现用于不同的联网应用，例如，信息物理系统和不同的服务在融合的数据链路技术下处理，例如，以太网，某些具有关键任务流量的应用程序无法在使用传统以太网分组交换网络协议的同一物理网络基础设施上共存。IEEE 802.1Q时间敏感网络（TSN）任务组正在开发协议标准，以在基于以太网的分组交换网络上提供确定性属性。特别是，IEEE 802.1Qcc（集中式管理和控制）和IEEE 802.1Qbv（时间感知整形器）可用于管理和控制具有周期性属性的调度流量流以及相同网络基础设施上的尽力而为流量。在本文中，我们调查的影响，使用IEEE 802.1Qcc管理协议，以准确和精确地配置TAS启用交换机（与传输窗口由门控制列表（GCL）与门控制条目（GCE）），确保超低延迟，零数据包丢失，和最小的抖动为预定的TSN流量。我们研究了集中式网络/分布式用户模型（混合模型）和完全分布式（分散式）802.1Qcc模型在一个典型的工业控制网络的目标是最大限度地提高预定的流量流。
2019-06-27 cs.NI
DoS Protection through Credit Based Metering -- Simulation-Based Evaluation for Time-Sensitive Networking in Cars
以太网是降低复杂性和提高下一代车载网络带宽的最有前途的解决方案。专用以太网协议使这种网络中的实时方面成为可能。IEEE 802.1Q时间敏感网络协议套件是一个很有前途的候选协议。然而，常见的以太网技术增加了汽车基础设施的脆弱性，因为它们扩大了许多组件的攻击面。在本文中提出了一种基于IEEE 802.1Qci的算法，一方面，防止拒绝服务攻击的计量传入以太网帧。另一方面，它适应了基于信用的整形算法的行为，该算法是针对时间敏感网络的前身音频/视频桥接而标准化的。模拟这个建议的信用计量算法评估的概念。
2019-10-21 cs.NI
Novel Relay Selection Protocol for Cooperative Networks
为了在无线网络中实现更好的吞吐量和可靠性，已经进行了广泛的研究，重点是多输入多输出系统。最近，已经研究了协作联网技术，以通过使用由不同的单天线设备创建的分集来提高低成本无线系统的性能。然而，协作网络需要能够处理源-中继-目的地通信的介质访问控制层。无线协作中继提出了几个挑战，是最重要的一个相关的中继选择机制，特别是在移动节点的存在。这份立场文件的目的是描述我们的研究结果对发展一个有效的中继选择算法。
2019-11-15 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
Danger Aware Vehicular Networking
IEEE802.11p是智能交通系统中实现专用短程通信（DSRC）的关键技术之一。车载通信的主要挑战是需要处理大量数据。随着车辆密度和速度的增加，要传输的数据也增加。我们提出了一个协议，根据车辆经历的危险程度，减少在车辆上传输的消息的数量。建议的协议测量车辆之间的距离，作为车辆危险的代表，以确定传输的优先级。我们的研究结果表明，这种传输的优先级直接减少了一次发送器的数量，因此在关键指标方面带来了更高的性能-即，PDR、吞吐量、延迟、信道繁忙概率和冲突概率。
2020-03-09 cs.NI
A Review of AI-enabled Routing Protocols for UAV Networks: Trends, Challenges, and Future Outlook
无人机作为一项新兴技术，在不同领域的应用前所未有。这项技术的持续趋势是从大型遥控无人机转向小型自主无人机网络，以共同完成复杂的任务时间和成本效益。一个重要的挑战是开发有效的传感，通信和控制算法，可以适应高度动态的无人机网络与异构的移动性水平的要求。最近，人工智能（AI）在基于学习的网络中的使用已经获得了动力，通过将计算智能集成到无人机网络中，利用认知节点的学习能力来做出更智能的网络决策。这种趋势的一个重要例子是开发学习驱动的路由协议，其中机器学习方法用于建模和预测拓扑演变、信道状态、流量移动性和环境因素，以增强路由。本文回顾了主要为空中网络设计的AI路由协议，包括拓扑预测和基于自适应学习的路由算法，重点是适应高度动态的网络拓扑。为此，我们证明了人工智能在无人机网络通信中的重要性和适应性。我们还强调了人工智能，无人机网络的移动性和网络模型，仿真工具和公共数据集以及与无人机群集的关系等密切相关的主题，这些主题有助于为每个场景选择正确的算法。最后，我们提出了未来的趋势，以及基于人工智能的无人机网络在路由、连接、拓扑控制、安全和隐私、能源效率和频谱共享等不同方面面临的挑战。
2021-11-08 cs.NI
A System-Theoretic Clean Slate Approach to Provably Secure Ad Hoc Wireless Networking
传统上，无线网络协议是针对性能而设计的。随后，随着攻击被识别，补丁被开发出来。这导致了一个“军备竞赛”的开发过程，发现漏洞，然后修补它们。这种方法的根本困难在于可能仍然存在其他漏洞。无法提供任何可证明的安全性或性能保证。我们开发了一个系统理论的方法来安全，提供了一个完整的协议套件，可证明的保证，以及证明最小最大最优性相对于任何给定的效用函数的源-目的地率。我们的方法是基于一个模型捕捉的adhoc无线网络，已渗透与敌对节点的基本特征。我们考虑任何节点的集合，一些好的和一些坏的，具有特定的能力，相对于密码学，无线通信和时钟。好节点不知道坏节点。坏节点可以完美地合作，并且能够以任何方式进行任何破坏性行为，从简单的干扰到不与协议合作。该协议套件迎合了完整的生命周期，从节点的诞生，通过所有阶段的ad hoc网络的形成，导致一个优化的网络可靠地承载数据。它可证明达到效用函数的最小-最大值，其中最大值是在所有已发布的协议集上，并由好节点遵循，而最小值是在坏节点的所有拜占庭行为上。在该协议组下，坏节点不会从干扰或合作之外的任何行为中受益。这种方法取代了许多以前的工作，处理几种类型的攻击。
2013-09-11 cs.NI
Quality Control Methodology for Simulation Models of Computer Network Protocols
本文总结了我们贡献给OMNeT++社区的有关计算机网络协议建模和仿真的知识。我们提出了一种方法，旨在为网络协议的仿真模型的质量设置一个可靠的地面实况。我们演示了此方法在EIGRP源代码上的应用，该源代码是对INET框架的拉请求。
2021-09-27 cs.NI cs.PF
A Scalable Mobility-Centric Architecture for Named Data Networking
以信息为中心的网络（ICN）建议通过以信息为中心的设计取代以主机为中心的设计，通过在命名级别建立通信，以接收方作为内容交付背后的驱动力来重新设计互联网。这种设计保证了向移动主机和从移动主机传送内容的巨大优势。然而，这是以增加网络开销为代价的，特别是在命名数据网络（NDN）的情况下，由于使用洪泛进行路径恢复。在本文中，我们提出了一个以移动性为中心的解决方案，以解决NDN的开销和可扩展性问题，通过引入一种新的转发架构，利用分散的服务器辅助路由基于洪泛的策略。我们提出了一个深入的研究所提出的架构，并提供示范性的结果，其吞吐量和开销性能在不同级别的流动性证明其可扩展性和有效性，相比，目前的NDN为基础的转发策略。
2014-06-27 cs.NI
Towards Disruption Tolerant ICN
以信息为中心的网络（ICN）是当前网络研究中的一个重要课题。ICN的设计重点考虑了未来互联网对可扩展和高效内容分发的需求。然而，间歇性连接的移动环境或破坏性网络对ICN部署提出了重大挑战。在这种情况下，延迟容忍网络（DTN）架构是一个倡议，有效地处理网络中断。在所有的ICN提案中，以内容为中心的网络（CCN）的架构设计越来越受到关注，但在高度破坏性的环境中仍然存在局限性。在本文中，我们设计了一个协议栈称为CCNDTN集成在本地CCN的DTN架构来处理网络中断。我们还提出了建议CCNDTN的实施细节。结合DTN体系结构中的Bundle协议，对CCN路由策略进行了扩展。CCN和DTN的融合丰富了碎片化网络中CCN架构的连接选择。此外，CCNDTN可以通过同时使用所有可用的连接和DTN的机会性联网来传播较大的数据项目。本文还重点介绍了CCNDTN架构的潜在用例以及有关集成CCN和DTN的关键问题
2015-10-15 cs.NI
Mobility Study for Named Data Networking in Wireless Access Networks
信息中心网络（ICN）提出重新设计互联网，以信息为中心的设计取代其以主机为中心的设计。实体之间的通信是在命名级别建立的，接收方（称为消费者）通过兴趣消息传输与网络交互，充当内容交付背后的驱动力。ICN的一个拟议优势是通过将应用程序与传输语义解耦来支持移动性。然而，到目前为止，很少有研究已经进行，以了解消费和生产应用程序的ICN和移动性之间的相互作用，在协议纯粹基于信息为中心的原则，特别是在NDN的情况下。在本文中，我们提出了我们的研究结果的移动性为基础的性能命名的数据网络（NDN）在无线接入网络。通过模拟，我们表明，目前的NDN架构是没有效率的处理移动性和架构的增强需要做，以充分支持消费者和生产者的移动性。
2014-06-20 cs.NI
Supporting Multi-hop Device-to-Device Networks Through WiFi Direct Multi-group Networking
随着原生支持设备到设备（D2 D）通信协议的移动设备的可用性的增加，我们呈现了实现大规模ad hoc无线网络的独特机会。最近，一种名为WiFi Direct的新型D2 D协议已经被WiFi联盟提出并标准化，其目的是促进附近设备的互连。然而，WiFi Direct的设计遵循客户端-服务器分层架构，其中单个设备管理一组设备内的所有通信。在本文中，我们提出并分析了不同的解决方案，支持多个WiFi直接组之间的通信使用Android操作系统设备。通过描述WiFi Direct标准和Android WiFi Direct框架当前实现的局限性，我们提出了可能的解决方案来互连不同的组以创建多跳自组织网络。实验结果表明，我们提出的方法是可行的，不同的开销在网关节点的能量消耗和延迟。此外，我们的实验结果表明，利用设备的能力，同时保持多个组的物理连接的技术的优越性。
2015-12-31 cs.NI
On the Effect of Fading on Ad hoc Networking
大多数MANET（Mobile Ad hoc NETwork）研究假设理想化的传播模型。实验结果表明，由于在现实的无线通信信道中的信号衰落的影响，从仿真结果显着分歧。在本文中，我们的衰落对协议性能的影响。我们首先研究衰落对MAC性能的影响，并表明其效果可以占主导地位。我们的一个重要结论是，消除RTS/CTS分组的结果在衰落下更有效的操作。我们还确定了一个不公平的问题，由于在衰落的存在回退。此外，衰落导致MAC层和路由层之间的一些微妙的相互作用。我们确定了其中的几个问题，并提出了有效的方法来解决这些问题的意见。例如，确定最佳路径的标准不仅要考虑链路状态，还要考虑链路顺序。此外，由于路由协议依赖于MAC层传输失败（当超过重试限制时），因此经常会产生不必要的路由失败错误。最后，由于MAC层广播是不可靠的，它们特别容易受到衰落的影响。我们分析了这些影响，并概述了初步的解决方案。
2005-04-01 cs.NI
TSNZeek: An Open-source Intrusion Detection System for IEEE 802.1 Time-sensitive Networking
IEEE 802.1时间敏感网络（TSN）标准被设想用来取代关键域中的传统网络协议，以确保通过现成的以太网设备进行可靠和确定性的通信。然而，它们缺乏安全对策，甚至可以施加可能导致危险后果的新攻击媒介。本文介绍了第一个开源的安全监测和入侵检测机制，TSNZeek，IEEE 802.1 TSN协议。我们扩展了现有的监控工具，Zeek，一个新的数据包解析语法处理TSN数据流量和基于规则的攻击检测引擎TSN特定的威胁。我们还讨论了各种安全相关的配置和设计方面的IEEE 802.1 TSN监控。我们的实验表明，TSNZeek的原因只有约5%的CPU开销上的Zeek，并成功地检测到各种威胁在一个真正的TSN测试床。
2023-03-20 cs.CR cs.NI
BEAD: Best Effort Autonomous Deletion in Content-Centric Networking
以内容为中心的网络（CCN）的核心特征是路由器中的机会主义内容缓存。它使路由器能够通过网络内缓存副本满足内容请求，从而降低带宽利用率，减少拥塞，并改善整体内容检索延迟。网络内缓存的一个主要缺点是内容生产者不知道他们的内容存储在哪里。如果制作者希望删除其内容，这是有问题的。在本文中，我们将展示如何解决这个问题，一个协议称为BEAD（最佳努力自主删除）。BEAD通过类似于当前CCN消息的小而安全的数据包实现内容删除。我们讨论了几种方法的BEAD消息从生产者到缓存路由器不同级别的网络开销和效率。我们通过模拟评估BEAD性能，并对其属性进行详细分析。
2015-12-23 cs.NI
Covert Ephemeral Communication in Named Data Networking
在过去的十年中，人们越来越认识到当前的互联网协议正在达到其衰老的极限。这促使了一些旨在设计潜在的下一代互联网架构的研究工作。命名数据网络（NDN），一个以内容为中心的网络方法的实例，就是这样一个努力。与IP相比，NDN路由器维护大量的用户驱动状态。在本文中，我们研究如何使用这种状态的隐蔽短暂通信（CEC）。CEC允许两方或多方秘密地交换短暂的消息，即，在一定时间后变得不可用的消息。我们的技术只依赖于网络层，而不是应用层，服务。这使得我们的协议健壮，通信难以被发现。我们表明，用户可以建立高带宽的CEC利用独特的NDN功能：在网络缓存，路由器的转发状态和名称匹配规则。我们使用本地设置和官方NDN测试平台评估建议的覆盖信道的可行性和性能。
2013-11-11 cs.CR cs.NI
Data-Driven Next-Generation Wireless Networking: Embracing AI for Performance and Security
本文针对物联网、5G及下一代蜂窝系统等新型网络架构带来的挑战，梳理AI技术在无线网络全协议栈的应用，总结其动因、挑战与方法，为未来数据驱动无线网络的AI赋能设计提供思路。
2023-06-09 cs.NI eess.SP
Quantum Networking Fundamentals: From Physical Protocols to Network Engineering
Imperial College London（帝国理工学院）
本文从量子互联网的实现挑战出发，提出软件定义量子网络（SDQN）和量子网络操作系统（QNOS）框架，通过统一数学视角解决量子资源管理与网络优化问题。
2026-04-02 cs.NI cs.SY eess.SY
Graph Theory and Optimization Problems for Very Large Networks
CITY UNIVERSITY OF NEW YORK（纽约城市大学）
图论为分析和设计计算机通信网络提供了一个主要的工具。在过去的几十年中，图论已被用于研究各种类型的网络，包括互联网，广域网，局域网和网络协议，如边界网关协议，开放最短路径协议和网络网络。在本文中，我们提出了一些关键的图论概念，用于表示不同类型的网络。然后，我们描述了如何网络建模调查有关的问题，网络协议。最后，我们提出了一些工具，用于生成图表示实际网络。
2009-07-17 cs.AI cs.NI
Enabling Agile Ambient IoT Networking via a Parameterized Hybrid Radio
School of Electronic Information and Electrical Engineering, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学电子信息与电气工程学院）；School of Computer Science and Artificial Intelligence, Zhengzhou University（郑州大学计算机科学与人工智能学院）
本文提出Janus，一种参数化混合主动-被动可配置无线电，用于实现敏捷环境物联网网络，通过统一被动和主动传输到单个射频前端，抽象复杂物理层行为为简洁参数，实现动态模式转换和多源精细能量采集，验证新兴协议并加速下一代低功耗网络标准化。
2026-05-18 cs.AR cs.NI
WiMesh: Leveraging Mesh Networking For Disaster Communication in Poor Regions of the World
本文讨论了WiMesh的设计，实施和现场试验-一个有弹性的无线网状网络（WMN）为基础的灾害通信系统，专门为世界上不发达和农村地区。网状网络是一个成熟的领域，本文的重点不是提出新的模型，协议或其他网状解决方案。相反，该文件的重点是确定重要的设计考虑因素和合理性的几个设计权衡的背景下，网状网络的灾害通信在发展中国家的资源非常有限。这些权衡的背景下讨论的关键可取的特点，包括安全性，低成本，低功耗，尺寸，可用性，定制，便携性，易于安装和部署，以及覆盖区域等。我们详细讨论了WiMesh系统的设计，实施和现场试验结果，该系统使用户分布在大的地理区域，尽管缺乏蜂窝覆盖，电源和其他通信基础设施，利用多跳网状网络和Wi-Fi配备手持设备，相互通信。在巴基斯坦的一个偏远农村山区村庄部署WiMesh时，分享了经验教训和实际结果，并与研究社区分享了源代码。
2021-01-03 cs.NI
New Frontiers in IoT: Networking, Systems, Reliability, and Security Challenges
物联网领域已经蓬勃发展，并正在积极影响许多应用领域。在本文中，我们提出了独特的挑战，这一领域的研究在计算机系统和网络。物联网系统的独特特征带来了独特的挑战，例如它们所使用的应用领域的多样性以及它们在受限资源（节点和网络）上运行的要求越来越高的协议（例如视频和LIDAR处理）。我们展示了这些开放的挑战如何从其他领域奠定的基础中受益，例如5G蜂窝协议，ML模型简化和设备边缘云卸载。然后，我们讨论了物联网系统所带来的可靠性，安全性和隐私性的独特挑战，因为它们的显着特征包括设备和协议的异构性，对物理环境的依赖性以及与人类的密切耦合。我们再次展示了开放研究挑战如何受益于其他领域的可靠性，安全性和隐私性进步。最后，我们为物联网系统提供了一个理想的最终状态。
2020-05-15 cs.CR cs.DC cs.NI
Data Dissemination Using Interest Tree in Socially Aware Networking
社交感知网络（SAN）利用移动用户的社交特性来简化机会环境中的数据传播协议。现有的协议在这一领域利用各种社会功能，如用户的兴趣，社会相似性和社区结构，以提高数据传播的性能。然而，用户兴趣及其对数据传播效率的影响之间的相互关系尚未得到充分探讨。在本文中，我们分析了各种用户之间的兴趣和模型，他们使用基于层的结构，以形成社会社区的SAN范式。我们提出了Int-Tree，一个基于Int-Tree的方案，它利用用户兴趣之间的关系来提高数据分发的性能。Int-Tree的核心是兴趣树，这是一种基于树的社区结构，结合了两个社会特征，即社区密度和社会关系，以支持数据传播。仿真结果表明，与PROPHET和Epidemic路由协议相比，Int-Tree协议具有更高的投递率和更低的开销。此外，Int-Tree可以执行平均1.36跳数，以及在缓冲区大小，生存时间（TTL）和模拟持续时间方面的可容忍延迟。最后，Int-Tree在各种参数下保持稳定的性能。
2020-08-09 cs.NI cs.SI
60 GHz Wi-Fi As A Tractor-Trailer Wireless Harness
由于拖车上缺乏传感器，逆向驾驶卡车对于人类驾驶员和自动驾驶软件来说是一项具有挑战性的任务。自动驾驶和传统卡车越来越需要替换卡车和拖车之间的传统通信信道，以适应当更多传感器和特征被添加到拖车以支持驾驶员辅助特征或自动驾驶功能时的带宽和延迟要求，除了自动化牵引车-拖车挂接和松开的需要之外，当使用电线和连接器在卡车和拖车之间进行通信时，这是一个复杂的过程。在本文中，我们解决了使用基于Wi-Fi的牵引车和拖车之间的无线线束，除了讨论使用命名数据网络协议的卡车和拖车之间的通信，包括处理兴趣和数据包。测试床用于评估通过802.11 ac从一个设备到三个设备的不同数据类型的通信，并且当使用命名数据网络和数据分发服务时，测试床显示稳定的通信性能。使用无线线束将简化拖车挂接和松开过程的自动化，并且将消除对牵引车和拖车之间的通信线或连接器的需要，因此，降低了过程的复杂性。
2023-02-12 cs.NI
The Road Ahead for Networking: A Survey on ICN-IP Coexistence Solutions
近年来，当前的互联网经历了一个意想不到的范式转变的使用模式，这促使研究人员对信息为中心的网络（ICN）范式的设计作为一个可能的替代现有的架构。尽管学术界和工业界都对ICN的可行性和有效性进行了研究，但实现互联网协议（IP）的完全替代仍是一项具有挑战性的任务。一些研究小组已经通过设计自己的架构来解决共存问题，但考虑到网络的不变状态，这些都不是走向未来互联网的最终解决方案。为了设计这样的架构，研究界现在需要对迄今为止解决共存问题的现有解决方案进行全面概述。本文的目的是通过提供第一个全面的调查和分类的共存架构，根据他们的特点（即，部署方法、部署场景、所解决的共存要求和所使用的体系结构或技术）和评估参数（即，在架构的部署和运行时行为期间出现的挑战）。我们相信，本文将最终填补走向最终共存架构的设计所需的空白。
2019-10-15 cs.NI
Research on Enhancing C-V2X Communication via Danger-Aware Vehicular Networking
针对车辆密度与速度提升带来的C-V2X通信数据量激增问题，提出一种基于风险等级和车距的消息传输优先级排序协议，有效减少并发传输，提升通信性能并降低拥塞与碰撞概率。
2024-10-06 cs.NI cs.SY eess.SY
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
Design of a Simplified Wireless Sensor Network Node based on MQTT Protocol
MQTT协议是一种基于TCP/IP协议的发布/订阅消息协议。它具有低功耗、可扩展性、开放性和简单性等特点。HTTP协议是在TCP/IP协议的基础上发展起来的一种开放的、低成本的请求/应答消息协议。它是Internet通信的主要协议，但它不适合计算、处理和带宽受限的环境。基于MQTT协议设计了一种简化的无线传感器网络节点。该节点旨在使用Arduino开发环境并使用WiFi进行联网。该设计具有结构简单、功耗低等特点，可广泛应用于灵巧家庭、环境监测和医疗等领域，是物联网的主要内容。
2019-06-23 cs.NI
A New Broadcast Primitive for BFT Protocols
针对传统BFT协议依赖的强网络原语在拜占庭环境下无法实际实现的问题，提出更弱的可中止广播原语，其实现具备强交付、省带宽、数据结构有界的特性，可防范内存耗尽DoS攻击，并已落地应用于IC区块链网络的BFT协议中。
2024-10-30 cs.DC cs.NI
Sequential Entanglement-Swapping assisted by Quantum Protocol over Ethernet Networks
本文提出在以太网中集成量子通信协议的实用框架，设计了实现可靠端到端量子纠缠的新协议，时延分析表明其总时延低于量子比特退相干阈值，性能优于现有方法，为稳定量子互联网奠定基础。
2025-02-26 cs.NI quant-ph
Securing Internet Protocol (IP) Storage: A Case Study
存储网络技术近年来增长强劲，但网络数据面临的安全问题和威胁也同样快速增长。如今，有许多针对存储网络的潜在威胁，包括数据修改、破坏和盗窃、DoS攻击、恶意软件、硬件盗窃和未经授权的访问等。为了确保存储区域网络（SAN）的安全，必须单独解决这些威胁中的每一个。在本文中，我们提出了一个比较研究，通过实现不同的安全方法在IP存储网络。
2010-03-29 cs.NI
AI-Assisted Low Information Latency Wireless Networking
5G Phase-2及以后的无线系统将更多地关注垂直应用，如自动驾驶和工业物联网，其中许多被归类为超可靠低延迟通信（uRLLC）。本文对无线网络控制系统中的uRLLC提出了另一种观点，即信息延迟比uRLLC的传统通信延迟更重要，信息延迟度量的是信息获取过程中的时滞所导致的信息失真。提出了一种基于人工智能的无线网络情境感知多智能体强化学习（SMART）框架，以解决信息延迟优化问题。展示了自动驾驶（AD）中典型应用的案例研究，即，密集排队和交叉口管理的研究表明，SMART可以有效地优化信息延迟，更重要的是，信息延迟优化系统在交通效率等AD性能方面明显优于传统的面向uRLLC的系统，从而指出了一种新的研究和系统设计范式。
2019-12-03 cs.IT cs.NI eess.SP
Speeding up Block Propagation in Blockchain Network: Uncoded and Coded Designs
我们为比特币区块链的点对点（P2P）网络设计并验证了新的块传播协议。尽管它对安全和隐私有很强的保护，但目前的比特币区块链只能支持较低的每秒交易数（TPS）。在这项工作中，我们重新设计了当前比特币的网络协议，以提高TPS，而不改变其共识建立协议中的重要组件。特别是，我们改进了紧凑块中继协议，使包含大量交易的块的传播，而不会引起额外的传播延迟。我们的改进包括：（i）取代现有的存储和转发紧凑块中继方案与直通紧凑块中继方案;（ii）利用无比率擦除码的P2P网络，以提高块传播效率。由于我们的协议只需要修改当前比特币的网络协议，而不修改数据结构和加密功能组件，因此它们可以无缝地集成到现有的比特币区块链中。为了验证我们的设计，我们对我们的协议进行了分析，并在NS3上实现了一个比特币网络模拟器来运行不同的块传播协议。分析和实验结果证实，我们的新块传播协议可以将比特币区块链的TPS提高100倍，而不会影响安全性和共识建立。
2021-01-02 cs.CR cs.NI
Towards Synthesizing Datasets for IEEE 802.1 Time-sensitive Networking
University of Hamburg（汉堡大学）；University of Erlangen-Nürnberg（埃尔朗根-纽伦堡大学）
针对任务关键系统中基于AI/ML的TSN技术研究面临的训练数据匮乏问题，本文重申了TSN数据集的必要性，并分析了构建可合成真实数据集的TSN平台的需求与备选设计。
2023-08-20 cs.LG cs.NI
WIP: Federated Learning for Routing in Swarm Based Distributed Multi-Hop Networks
无人机（UAV）是一项迅速崛起的技术，为公共安全、监控和无线网络等许多领域提供快速且经济高效的解决方案。然而，由于无人机的高度动态网络拓扑，传统的网状网络协议，如移动自组织网络的更好方法（B.A.T.M.A.N.），是不合适的为此，我们研究修改B.A.T.M.A.N.路由协议与机器学习（ML）模型，并提出使用联邦学习（FL）实现这个解决方案。这项工作的目的是帮助路由协议学习预测未来的网络拓扑结构和抢先作出路由决策，以尽量减少网络拥塞。我们还提出了一个FL测试平台上建立的网络仿真器，为未来的测试建议ML辅助B.A.T.M.A.N.路由协议
2023-03-15 cs.NI cs.SY eess.SY
Rethinking Software-Defined Networking Link Discovery with Dynamic Randomization
University of Texas at Dallas（德克萨斯大学达拉斯分校）；IBM Research（IBM 研究院）；Georgetown University（乔治城大学）；The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；University of California, Riverside（加利福尼亚大学河滨分校）
针对SDN链路发现易受伪造攻击的问题，提出动态随机化协议ChameleonDisc，通过消除静态LLDP签名并采用移动目标防御，有效预防和检测拓扑投毒，在OpenDaylight上验证了其安全性与性能的可调权衡。
2026-09-15 cs.CR cs.NI
DoS and DDoS in Named-Data Networking
随着越来越多的人认识到，目前的互联网协议正在达到其衰老的极限，一些正在进行的研究工作，旨在设计潜在的下一代互联网架构。虽然它们在成熟度和范围上有所不同，但为了避免过去的陷阱，这些努力都试图将安全和隐私视为基本要求。对困扰当今互联网的拒绝服务（DoS）攻击的恢复能力是任何新架构的主要问题，值得充分关注。在本文中，我们专注于拒绝服务在一个特定的候选下一代互联网架构命名数据网络（NDN）-信息为中心的网络方法的实例。通过强调内容传播，NDN似乎是许多类型的当前和新兴的通信模型的吸引力和可行的方法。它还集成了一些基本的安全功能，可以减轻某些攻击。然而，NDN的拒绝服务攻击的弹性还没有被分析的日期。本文代表了NDN中DoS评估和可能缓解的第一步。在识别和分析了几种新的攻击类型后，研究了它们的变化、影响和对策。本文还揭示了一些关于自我证明相对于人类可读名称的相对优点的长期争论。
2012-08-07 cs.CR cs.NI
An Extensible Quantum Network Simulator Built on ns-3: Q2NS Design and Evaluation
本文提出Q2NS，一个基于ns-3的模块化量子网络模拟器，通过统一接口支持多种量子态表示，验证其在真实场景中的高效性和灵活性，为量子互联网研究提供灵活可扩展的仿真平台。
2026-03-03 cs.NI quant-ph
Saratoga: scalable, speedy data delivery for sensor networks
萨里大学开发了一种名为Saratoga的联网传输协议，用于有效传送基于互联网协议的遥感卫星的图像。萨拉托加目前正在实施和评估，以满足使用大型先进射电望远镜的天文学家的高端数据传输需求。预计这些望远镜将利用互联网技术。这篇简短的论文概述了创建和采用该协议的原因，讨论了它与其他协议的区别和补充，并总结了使这一发展成为可能的全球合作。
2012-04-15 astro-ph.IM cs.NI
Designing Run-Time Environments to Have Predefined Global Dynamics
计算机网络算法性能的稳定性和可预测性与网络软件的主要功能目的一样重要。然而，从协议的有限状态机实现中断言或导出这些属性是很困难的，除了像TCP这样的特殊情况外，目前还没有这样做。在本文中，我们建议设计和研究运行时间环境的网络协议，固有地执行理想的，可预测的全球动态。为此，我们合并两个互补的设计方法：（一）设计时和自自底向上的的方法，使我们能够工程算法的基础上分析（反应）流模型。(ii)一个运行时间和自上而下的方法，基于一个自主的堆栈组合框架，实现方案之间的切换，以找到最佳的操作配置。我们证明了我们的自我优化系统在模拟和现实世界的互联网设置的可行性。
2013-06-06 cs.NI cs.SE
