Internet Speed Measurement: Current Challenges and Future Recommendations
政府组织、监管机构、消费者、互联网服务提供商和应用程序提供商都对测量用户互联网“速度”感兴趣。在过去的几年里，接入速度已经提高了一个数量级，数千万家庭可以使用千兆位速度。方法必须不断发展，以准确反映不断变化的用户体验和网络速度。本文介绍了当前速度测试方法的历史和技术背景，强调了它们在接入网络速度不断提高时的局限性，并为下一代互联网“速度”测量提供了建议。
2019-10-31 cs.NI cs.PF
IoT Virtualization: A Survey of Software Definition & Function Virtualization Techniques for Internet of Things
物联网和网络软件化正迅速成为下一代互联网信息系统和网络管理的核心技术。物联网的部署和应用范围从智慧城市到城市计算，从无处不在的医疗保健到触觉互联网。由于这个原因，异构网络系统的物理基础设施已经变得更加复杂，因此需要高效和动态的管理，配置和流调度的解决方案。近年来，人们对软件定义网络（SDN）和网络功能虚拟化（NFV）形式的网络软件化进行了广泛的研究。在本文中，我们对明确为物联网网络设计的虚拟化技术进行了系统而全面的回顾。我们将文献分为为物联网设计的软件定义网络，物联网网络的功能虚拟化和软件定义物联网网络。这些类别进一步分为呈现架构，安全和管理解决方案的作品。此外，本文强调了一些短期和长期的研究挑战和开放的问题，采用软件定义的物联网。
2019-02-28 cs.NI
Internet Anomaly Detection based on Complex Network Path
在大规模互联网中检测网络故障或网络攻击等异常行为是一项重要而又具有挑战性的任务。近年来，基于Internet流量的异常检测技术得到了广泛的发展，但基于复杂网络的结构化数据集异常检测技术的研究才刚刚成为热点。本文提出了一种考虑网络崩溃变化的大规模Internet拓扑异常检测方法。为了量化Internet拓扑结构的动态变化，提出了网络路径变化系数（NPCC），它能突出Internet在连续受到攻击后的异常状态。此外，我们提出了决策函数，这是启发斐波那契序列，以确定互联网是否异常。即当前网络的NPCC超出了由前k个网络拓扑NPCC构成的正常域，则当前网络是异常的。最后，在三个异常事件的拓扑数据上对新的异常检测方法进行了测试。结果表明，当k = 36时，所有事件的检测准确率均在97%以上，每个事件的检测精度分别为90.24%、83.33%和66.67%。实验结果表明，当k值越大时，检测性能越好，且该方法对网络故障引起的异常行为的检测性能优于对蓄意攻击引起的异常行为的检测性能。与传统的异常检测方法相比，本文的工作对于政府或组织在检测大规模异常事件的项目中可能更加简单和强大。
2017-10-17 cs.NI
Experimental Study on Low Power Wide Area Networks (LPWAN) for Mobile Internet of Things
在过去的十年中，我们见证了低功耗嵌入式和互联网连接设备数量的爆炸式增长，加强了物联网（IoT）的新范式。低功耗广域网（LPWAN）由于其远距离、低功耗和低成本的通信能力，被学术界和工业界积极考虑作为物联网未来的无线通信标准。然而，尽管“移动物联网”越来越受欢迎，但人们对LPWAN对于节点具有不同程度移动性的移动物联网应用的适用性知之甚少。为了填补这一知识空白，在本文中，我们进行了实验研究，以评估，分析和表征LPWAN在室内和室外移动环境。我们的实验结果表明，LPWAN的性能是令人惊讶的易受流动性，甚至轻微的人类流动性，流动性的影响显着升级的距离网关的增加。这些结果要求开发新的移动感知LPWAN协议来支持移动物联网。
2017-05-19 cs.NI
Design Considerations for Low Power Internet Protocols
在过去的10年中，低功耗无线网络已经通过6LoWPAN过渡到支持IPv6连接，6LoWPAN是一组标准，指定如何通过低功耗无线链路（如802.15.4）积极压缩IPv6数据包。我们发现，不同的低功耗IPv6堆栈无法使用6LoWPAN进行通信，因此IP，由于代码大小和能源效率之间的设计权衡。我们认为，应用传统的协议设计原则，低功耗网络是负责这些故障，部分原因是因为接收器必须适应广泛的带宽。基于这些发现，我们提出了三个低功耗网络上的互联网协议的设计原则。这些原则基于在代码大小和能量效率之间提供灵活的权衡的重要性。我们将这些原则应用于6LoWPAN，并表明协议的最终设计为开发人员提供了广泛的权衡点，同时允许实现不同的选择无缝通信。
2020-01-21 cs.NI
Trends in Computer Network Modeling Towards the Future Internet
本文对当前和过去的网络建模工作进行了分类。在过去几年的所有这些努力中，我们看到了一种趋势，即不仅描述网络，而且描述连接的设备。考虑到许多未来互联网项目，这一点尤其重要，这些项目正在结合不同的模型和资源，以便为用户提供完整的虚拟基础设施。管理复杂性的一个重要机制是建立一个抽象模型，这一步骤在计算机网络中也已被采用。越来越多的设备具有网络能力，加上互联网的日益普及，这一事实使得计算机网络成为建模的重要关注领域。大量的连接设备造成了日益增加的复杂性，必须利用这些复杂性来保持网络的正常运行。多年来，已经提出了许多不同的计算机网络模型，并用于不同的目的。虽然一段时间以来，社区已经不再需要完全的拓扑交换，但这种要求重新出现在光网络中。随后，在过去的几年里，拓扑描述的研究已经看到了上升。许多不同的模式已经创建和发布，但没有出版物显示不同的方法的概述。
2014-03-05 cs.NI
Framework for a Decentralized Web
在过去的十年里，我们目睹了互联网越来越集中在少数大型科技公司手中，这些公司控制着许多最受欢迎的应用程序及其平台上的内容。此外，在今天的大多数情况下，互联网接入通常是通过每个国家的当地互联网服务提供商提供的。不同司法管辖区的政府可以对这些技术公司和互联网服务提供商施加压力，以限制其公民使用互联网，例如阻止访问某些网站和/或内容。在本文中，我们提出了一个有前途的新方法来规避这些问题。我们的分散式网络（DWeb）提案利用网状网络连接社区路由器。此外，DWeb上的对象使用Bblockchain技术进行索引，该技术允许安全存储不可变对象引用，并对提供给用户的数据进行完整性检查。我们的DWeb设计还能够在网络分区期间运行，并且能够在连接恢复后快速与更大的网络重新同步。
2020-10-14 cs.NI
Multi-Comm-Core Architecture for Terabit/s Wireless
无线通信和互联网是过去50年来最具变革性的技术。我们预计，由新的移动应用驱动的无线数据增长，需要将全人类（不仅仅是1/3）以及数十亿件事物连接到互联网，这将需要太比特/秒的共享链路，用于地面局域和广域无线接入，用于无线回程以及通过无人机（UAV）和卫星进行访问。我们提出了一种新的可扩展的无线电架构，我们称之为多核（MCC），使低成本的超高速无线通信使用传统和毫米波频谱。
2015-09-15 cs.NI
IPv6 Hitlists at Scale: Be Careful What You Wish For
本文构建了迄今最大规模（79亿地址）的IPv6活跃地址列表，通过对比分析揭示了其在设备洞察和网络监测方面的价值，同时指出了用户隐私泄露等严重风险，并提出安全准则。
2023-07-27 cs.NI
Improving Network Monitoring and Security via Visualization
互联网网络正在处理比以往任何时候都增加的流量。这些数据主要与敏感、分布式和多媒体应用程序相关。在过去的几年里，人们非常关注网络基础设施的设计和开发方式，以便应对为VoIP和流媒体视频等应用提供高质量服务的挑战。
2015-11-27 cs.NI
Wi-Fi Assist: Enhancing Vehicular Wi-Fi Connectivity with an Infrastructure-driven Approach
车辆通过蜂窝网络而不是Wi-Fi网络访问互联网。这种选择主要是由于蜂窝网络的无处不在的覆盖：过去，即使在城市地区，Wi-Fi覆盖也被证明是不足的。我们认为，通过Wi-Fi为车辆提供互联网连接值得重新审视。受近年来Wi-Fi网络覆盖范围改善的推动，我们提出了Wi-Fi辅助，这是当前Wi-Fi基础设施的附加组件，与现有解决方案在两个关键方面不同：（1）它是由基础设施驱动的;（2）定义了由不同服务提供商管理的不同WLAN服务集之间的低延迟合作接口。
2022-07-10 cs.NI
Fog Networking: An Overview on Research Opportunities
在过去的15年里，随着互联网骨干网流量的快速增长和更复杂的蜂窝核心网络的兴起，云计算已经崛起。有三种不同类型的云：（1）数据中心，（2）骨干IP网络和（3）蜂窝核心网络，负责计算，存储，通信和网络管理。现在，这三种云的功能正在下降到最终用户之间或附近，即，到网络的边缘，如雾。本文概述了雾网络的研究机会：一种架构，用户一个或多个协作的最终用户客户端或近用户边缘设备进行大量的存储，通信和管理。架构分配功能，而可能使用雾架构的工程工件包括5G，家庭/个人网络和物联网。
2016-01-05 cs.NI
Yodel: A Layer 3.5 Name-Based Multicast Network Architecture For The Future Internet
本文提出Yodel，一种可在现有互联网基础设施上运行的基于名称的3.5层多域组播架构，以克服应用层方案复杂且偏离高效组播目标的问题。
2024-03-01 cs.NI
The Abandoned Side of the Internet: Hijacking Internet Resources When Domain Names Expire
突出的IP前缀劫持事件表明了互联网的脆弱性。2010年中国电信事件等重大停电事件引发了对此类异常现象背后恶意意图的猜测。令人惊讶的是，几乎所有的讨论在目前的文献中假设劫持事件是由于缺乏安全机制的域间路由协议BGP。在本文中，我们讨论了一个攻击者模型，帐户劫持存储在区域互联网注册表（RIR）数据库中的网络所有权信息。我们表明，这种威胁来自废弃的互联网资源（例如，IP地址块、AS号）。当DNS名称过期时，攻击者有机会通过重新注册相应RIR数据库对象引用的域名来获取资源所有权。我们认为，这种攻击比传统的劫持更有吸引力，因为攻击者可以代表受害者完全匿名。尽管过去已经观察到相应的事件，但当前的检测技术不足以处理这些攻击。我们表明，他们是可行的，很少的努力，并分析了欧洲服务区废弃的互联网资源的潜在风险：我们的研究结果显示，目前73/24的IP前缀和7 AS容易被偷偷滥用。我们讨论了对策，并概述了预防性解决方案的研究方向。
2015-04-20 cs.CR cs.NI
Revisiting the Internet of Things: New Trends, Opportunities and Grand Challenges
物联网（IoT）将物理环境中无处不在的数据访问梦想变为现实。物联网将传感器和执行器嵌入到物理对象中，以便它们可以在彼此之间进行通信和交换数据，从而提高效率，同时实现实时智能服务并为人们提供更好的生活质量。在过去五年中，部署的物联网设备数量迅速增长，使物联网成为近代历史上最具颠覆性的技术。在本文中，我们重新评估了物联网在我们生活中的地位，并对其使能技术、应用、上升趋势和重大挑战提供了深刻的见解。该论文还强调了人工智能在使物联网成为人类历史上最具变革性的技术方面的作用。
2022-11-14 cs.CY cs.DC 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
The Past, Present, and Future of Transport-Layer Multipath
通信网络中的多路径由于其增加的可靠性、吞吐量、容错和负载均衡能力的吸引人的特征而获得动力。特别地，无线环境和网络中心被设想为在很大程度上依赖于多路径的能力来实现无缝切换、虚拟机（VM）迁移，并且通常将不太熟练的资源汇集在一起以实现整体的高熟练度。传输层具有端到端路径特性的知识，可以通过更好地利用多个路径来提高性能。实现传输层多路径的重要性，本文研究了传统的连接建立，流量控制，序列号分裂，确认和流量调度机制的现代化，用于多路径。由于拥塞控制定义了传输层的一个基本特征，我们研究了多径速率控制的工作原理，并分析了其稳定性和收敛性。我们还讨论了如何不同的多路径拥塞控制算法在他们的窗口增加和减少功能，他们的TCP友好性，和响应。据我们所知，这是第一篇深入调查论文，记录了互联网传输层从传统的单路径TCP到现代多路径TCP（MPTCP）协议的最新发展。除了描述这一演变的历史，我们还强调了在本文中仍然存在的挑战和研究问题。
2016-01-22 cs.NI
Revealing the Autonomous System Taxonomy: The Machine Learning Approach
虽然互联网AS级拓扑结构在过去几年中得到了广泛的研究，但对AS分类的细节知之甚少。AS“节点”可以表示各种各样的组织，例如，大型ISP，或小型私人企业，大学，具有截然不同的网络特征，外部连接模式，网络增长趋势以及其他我们在模拟环境中进行准确的Internet表示时无法忽视的属性。在本文中，我们介绍了一种全新的方法，基于机器学习技术，映射到一个自然的AS分类在互联网上的所有AS。我们成功地分类了95.3%的AS，预期准确率为78.1%。我们向社区发布了AS级拓扑数据集，其中增加了：1）AS分类信息和2）我们用于分类AS的AS属性集。我们相信，这一数据集将成为进一步了解互联网结构和演变的宝贵补充。
2006-04-06 cs.LG cs.NI
Tangled: A Cooperative Anycast Testbed
选播路由是近年来引起众多研究者兴趣的一个研究领域。过去进行的大多数选播研究依赖于粗略的测量数据，主要是由于缺乏可以同时测试和收集数据的基础设施。在本文中，我们提出了纠结，任播测试环境，研究人员可以运行实验，更好地了解他们的建议对连接到互联网的全球基础设施的影响。
2020-08-29 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
Satellite Broadcasting Enabled Blockchain Protocol: A Preliminary Study
低吞吐量一直是大规模区块链应用的最大障碍。在过去的几年中，研究人员提出了各种方案来提高系统的吞吐量。然而，由于互联网固有的低效率和缺陷，特别是在数据广播任务中，这些努力都不能令人满意。在本文中，我们提出了一种新的区块链协议，该协议利用卫星广播网络而不是传统的互联网进行数据广播和共识任务。提出了一种自动恢复机制来解决卫星广播特有的通信问题。仿真结果表明，该算法具有较低的通信开销，能够大大提高区块链系统的吞吐量。支持卫星广播的区块链系统的吞吐量的理论估计为6，000，000 TPS，卫星带宽为20 Gbps。
2020-04-30 cs.DC cs.NI
Cognitive Internet of Vehicles: Motivation, Layered Architecture and Security Issues
在过去几年中，我们在信息和通信领域经历了巨大的技术进步，这大大有助于重塑智能交通系统（ITS）的概念。从旨在收集数据的传感器集合的平台发展而来，车辆之间的数据交换模式从本地网络转移到云端。随着云计算和边缘计算以及无处不在的5G移动网络的引入，预计人工智能（AI）在数据处理和智能决策中的作用将迫在眉睫。为了充分了解工业革命4.0边缘的未来汽车场景，首先有必要清楚地了解汽车生态系统中将要发生的尖端技术，以便测量对交通系统的网络物理影响。CIoV（Cognitive Internet of Vehicle）是近年来提出的交通技术演进体系结构之一，受到了广泛关注。它将基于云的人工智能和机器学习引入交通系统。未来对CIoV的期望是什么？为了充分考虑这种架构的未来潜力，以及要实现的里程碑，关键是要了解所有倾向于它的技术。此外，安全问题，以满足其实际实施的安全要求。针对这一点，本文介绍了CIoV的演变以及层抽象，以概述所提出的架构的独特功能部分。它还调查了与技术发展相关的主要安全和隐私问题，以采取措施。
2019-11-20 cs.CR cs.NI
Past, Present, Future: A Comprehensive Exploration of AI Use Cases in the UMBRELLA IoT Testbed
Bristol Research and Innovation Laboratory, Toshiba Europe Ltd.（东芝欧洲有限公司布里斯托尔研究与创新实验室）；Digital Catapult（数字弹射中心）
本文介绍了大规模开放物联网测试床UMBRELLA的四项已落地AI应用，展望了其在智慧城市等领域的未来潜力，并提出需定制MLOps平台以支撑相关用例落地。
2024-02-01 cs.AI cs.NI
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
A Chronological Analysis of the Evolution of SmartNICs
Queen's University（女王大学）
本文通过分析过去15年发表的370篇文章，对智能网络接口卡（SNICs）的演变、制造商、使用案例和应用领域进行了历时研究。
2025-12-03 cs.DC cs.NI
Optimal Secure Multi-Layer IoT Network Design
随着互联网和通信技术在过去几十年中的显著增长，物联网（IoT）正在实现异构物理设备与软件、传感器和致动器的无处不在的连接。物联网网络自然是两层的，云和蜂窝网络与底层设备到设备（D2D）通信共存。物联网的连接性在关键任务和民用应用的信息传播中发挥着重要作用。然而，物联网通信网络容易受到网络攻击，包括拒绝服务（DoS）和干扰攻击，导致物联网网络中的链路删除。在这项工作中，我们开发了一个异构物联网网络设计框架，网络设计人员可以在其中添加链路，以提供两个节点之间的额外通信路径，或者通过投入资源来保护链路免受攻击。通过预测战略性网络攻击，我们首先提供安全网络所需的链路数量的下限，然后开发一种方法来构建满足异构网络设计规范的网络。因此，所设计的异构物联网网络的每一层都能以最少的资源抵抗预定义级别的恶意攻击。最后，我们提供了战场物联网（IoBT）的案例研究，以证实和说明我们所获得的结果。
2019-05-22 cs.CR cs.GT cs.NI
