RCP: A Temporal Clustering Algorithm for Real-time Controller Placement in Mobile SDN Systems
软件定义网络（SDN）是电信网络中的最新范例，其将数据平面和控制平面分开，并因此为网络带来更大的灵活性和效率。SDN中的控制器放置（CP）问题通常受到特定最优性标准的约束，是SDN系统设计中的主要问题之一。{ \em Dynamic}控制器放置（DCP）支持一种可适应网络组件（流量、位置等）固有可变性的放置解决方案。DCP近年来获得了很多关注，然而尽管如此，文献中提出的大多数解决方案不能实时的【形】实现，这是一个关键问题，特别是在基于无人机/无人机的SDN网络中，其中移动性很高，需要瞬间更新。由于目前的传统方法无法相关的情况下，在这项工作中，我们提出了一个实时的【形】控制布局（RCP）算法。也就是说，我们提出了一个时间聚类算法，提供了实时的【形】解决方案DCP，基于控制理论框架，我们显示的解决方案指数收敛到一个接近最佳的控制器设备的位置。RCP相对于底层网络大小n具有线性O（n）迭代计算复杂性，即，节点的数量，并且还利用了来自信息论的最大熵原理。这种方法导致高质量的解决方案，实际上是免疫陷入贫困的局部最优，在文献中的大多数作品容易受到的缺点。我们将我们的工作与逐帧方法进行比较，并通过模拟在速度和成本方面证明了其优越性。根据我们的模拟，RCP可以比传统的逐帧方法快25倍。
2021-12-06 cs.NI cs.SI
An Approximation Algorithm for Path Computation and Function Placement in SDNs
我们考虑在软件定义网络（SDN）中为请求计算（组合）功能映射和路由的任务。功能映射是指将底层网络中的节点分配给请求必须经历的各个处理阶段。路由指的是底层网络中的路径的分配，该路径开始于请求的源节点，穿过被分配用于该请求的功能的节点，并且结束于请求的目的地。该算法要么拒绝一个请求，要么完全服务一个请求，其目标是最大化服务请求的收益之和。解必须满足边容量和顶点容量。我们遵循的框架建议，即使通过处理和路由图（PR图）的处理要求和路由请求的规范。在这个框架中，每个请求都有一个需求，一个收益和PR图。我们的主要结果是一个随机的近似算法的路径计算和功能的放置与以下保证。令$m$表示底层网络中的链路数量，$\eps$表示使得$0< \eps <1$和$\opt_f$的参数，$\opt_f$表示可以通过部分解决方案（其中请求可以被部分地服务并且流可以沿着多个路径被分割）获得的最大益处。令$\cmin$表示最小边缘容量，并且令$\dmax$表示最大需求。让$\Deltamax$表示请求经历的处理阶段的数量的上限。如果$\cmin/(\Deltamax\cdot\dmax)=Ω((\log m)/\eps^2)$，则概率至少为$1-\frac{1}{m}-\textit{exp}(-Ω(\eps^2\cdot \opt_f /(\bmax \cdot \dmax)))$，算法计算$(1-\eps)$近…
2016-03-30 cs.NI
Joint Satellite Gateway Placement and Routing for Integrated Satellite-Terrestrial Networks
随着星地一体化网络（ISTN）的日益重视，卫星网关的布局问题变得至关重要。由此产生的网络性能可能会有所不同，这取决于不同的设计策略。在本文中，联合卫星网关布局和路由策略的地面网络提出了网关部署和流量路由的总成本最小化，同时坚持平均延迟要求的流量需求。虽然流量路由和网关布局可以独立解决，但不同需求的路由决策之间的依赖性使得解决聚合模型更现实。我们开发了一个混合整数线性规划（MILP）制定的问题。我们放松的完整性约束，以实现一个线性规划（LP），从而降低了时间复杂度的代价是一个次优的解决方案。我们还提出了一个变种的建议模型，以平衡所选网关之间的负载。
2020-10-05 cs.NI
On the IP Traffic Matrix Problem in Hybrid SDN/OSPF Networks
具有混合控制平面的IP网络并行地部署分布式路由协议（如OSPF）和SDN的集中式范例。混合控制平面的优点和缺点已经在文献中广泛讨论。本文探讨了混合SDN/OSPF在多大程度上可以解决IP层固有的IP流量矩阵和相关监控问题。该问题在混合网络中仍然存在，因为完整流量矩阵所需的SDN字节计数器可能没有充分实现（或甚至根本没有实现），或者部署的SDN节点可能太少，或没有充分位于网络中。对于这种情况，我们建议在IP备份链路上使用基于SNMP的测量来增加SDN流量统计。我们解决所需的混合监控基础设施的实施和网络功能虚拟化方面，并讨论了在我们的实验室动手经验的基础上测量的时序问题。此外，我们还提供了一个放置算法的SDN节点和备份链路，可以保证一个完整的IP流量矩阵。
2016-10-26 cs.NI
Enabling efficient application monitoring in cloud data centers using SDN
软件定义网络（SDN）不仅通过在软件中实现部分网络功能来实现敏捷性，而且还有助于在网络层提供高级功能。因此，SDN可以支持广泛的中间件服务;网络性能监控是已经在实践中部署的这些服务的一个例子。在本文中，我们利用SDN的使用来有效地提供应用程序监控功能。最近复杂云应用程序的兴起使性能监控成为一个主要问题。我们发现，许多性能指标可以推断出应用程序组件之间交换的消息。通过分析这些消息，我们认为性能监控的开销可以有效地从终端主机转移到云基础设施的SDN中间件中，从而实现更灵活的日志记录功能。本文探讨了通过SDN支持应用监控的几种方法。特别是，我们将选择性转发结合到SDN中以实现消息过滤和重新格式化，并提出了一种自定义的端口嗅探技术。我们描述了在标准SDN软件，即OVS的方法的实施。我们进一步提供了一个全面的性能评估，分析我们的方法的优点和缺点，并强调权衡。
2019-08-19 cs.NI
Joint Energy Efficient and QoS-aware Path Allocation and VNF Placement for Service Function Chaining
服务功能链接（SFC）允许沿着虚拟网络功能（VNF，例如，IDS、防火墙和NAT）。软件定义网络（SDN）解决方案可用于支持SFC，从而降低管理复杂性和运营成本。对于服务和网络提供商来说，最关键的问题之一是减少能耗，这应该在不影响服务的服务质量的情况下实现。在本文中，我们提出了一种新的资源（重新）分配架构，使能源感知SFC基于SDN的网络。为此，我们将VNF放置、VNF到流的分配和流路由的问题建模为优化问题。此后，启发式算法提出了不同的优化问题，以找到在可接受的时间内接近最优的解决方案。所提出的算法的性能进行了数值评估，在现实世界的拓扑结构和各种网络流量模式。结果表明，所提出的启发式算法提供近最优解，而他们的执行时间是适用于现实生活中的网络。
2018-07-12 cs.NI
Dynamic Backhaul Network Configuration in SDN-based Cloud RANs
移动接入网中基站的协调是减少有害干扰并向用户提供高数据率的重要途径。当集中基站的数据处理（称为云RAN）时，可以容易地实现这样的协调机制，如多个BS向用户设备发送数据的协调多点（CoMP）。这种集中化还对回程网络提出了对于到基站的连接的高容量和低延迟的显著要求。这些要求可以通过（a）基站数据处理功能的灵活布置和（b）动态分配回程网络资源来减轻。我们展示了这两种技术是如何通过使用启发式算法来增加密集移动接入网络中基站协调的可行性。此外，我们提出了一个原型实现我们的方法的基础上软件定义网络（SDN）与OpenDaylight和Maxinet。
2015-03-11 cs.NI
fybrrLink: Efficient QoS-aware Routing in SDN enabled Next-Gen Satellite Networks
利用卫星网络提供高速互联网服务吸引了学术界和工业界的研究人员，主要是由于低地球轨道（LEO）卫星网络的特点，如全球覆盖，可扩展性和较低的传输延迟。随着软件定义网络（SDN）的最新进展，在非地面网络（NTN）中实施SDN可以帮助实现5G及更高网络的既定目标。由于卫星网络具有独特的体系结构，一些传统的协议不再有用。因此，为了满足不同的服务质量（QoS）的各种应用程序的要求，我们提出了一种新的和集中的QoS感知路由算法，称为fybrrLink，其中利用的SDN网络的全局视图。我们实现了一个修改的Bresenham的算法和Dijkstra的算法，以找到最佳路径，在显着减少计算时间。此外，利用卫星星座的确定性，我们提出了一个流规则传递算法和拓扑监测算法。此外，fybrrLink的评估与多个NS3模拟，结果证实其优于其他国家的最先进的算法。
2021-06-14 cs.NI
On the Architectural Split and Radio Intelligence Controller Placement in Integrated O-RAN-enabled Non-Terrestrial Networks
本文针对O-RAN架构下TN与NTN融合问题，提出卫星与地面间的RAN/核心网功能切分分类法及RIC灵活部署策略，系统评估性能、时延、自主性与部署权衡，为标准化高效融合提供方向。
2025-07-03 cs.NI
Joint Cache Placement and Routing in Satellite-Terrestrial Edge Computing Network: A GNN-Enabled DRL Approach
本文针对卫星-地面边缘计算网络中的联合缓存与路由问题，提出GNN与DRL结合的框架，将卫星网络建模为动态图并用SAC算法优化缓存策略，仿真表明可显著提高交付成功率并降低通信流量成本。
2025-08-22 cs.NI
An In-Depth Survey on Virtualization Technologies in 6G Integrated Terrestrial and Non-Terrestrial Networks
本文综述SDN、NFV与网络切片在6G集成地面/非地面网络中的适配，提出四级分类体系并梳理AI作用、仿真工具及未来方向。
2023-12-04 cs.NI
A Survey of Energy Efficiency in SDN Software Based Methods and Optimization Models
软件定义网络（SDN）范例具有通过分离控制平面和转发平面的可编程网络元件、通过优化路由的效率以及网络管理的灵活性的优点。由于能量成本在网络的总成本中占很大比例，因此能量效率已经成为现代网络机制的重要设计要求。然而，设计节能解决方案并非易事，因为它们需要解决能源效率和网络性能之间的权衡。在本文中，我们将讨论可用于新兴SDN的能效功能。我们提供了一个全面的和新颖的基于软件的节能解决方案的分类，分为流量感知，终端系统感知和规则放置的子类别。我们提出了一般的优化模型为每个子类别，并提出了目标函数，参数和约束条件，以考虑在每个模型。提供了关于最先进方法的特征、其优点和缺点的详细信息。还描述了用于提高交换机效率的基于硬件的解决方案。此外，我们讨论了SDN的能源效率领域的开放问题和未来的研究方向。
2019-07-30 cs.NI
Splitarchitecture: SDN for the carrier domain
SDN的概念已经成为通过解耦网络控制和转发来解决传统网络架构的众多挑战的一种方式。到目前为止，SDN的用例主要针对数据中心应用。本文考虑面向网络运营商的SDN，面对拥有数百万客户、多种技术和高可用性需求的大规模网络运营。考虑到可扩展性、可靠性、灵活性、模块化和虚拟化等特定的运营商级功能，CNOEU项目开发了CNOSELITSPLITARCHITECTURE概念。SplitArchitecture控制平面允许多个控制平面层的分层，这些控制平面层可以灵活地映射到数据平面层。在控制层之间使用开放接口。此外，SplitArchitecture提出了数据路径元素中转发和处理功能的额外分离，从而实现基于交换机的OAM功能和隧道技术的处理。SplitArchitecture概念在演示BRAS的SDN版本的原型中进行了评估：浮动BRAS。浮动BRAS允许创建具有动态管理的BRAS实例的住宅互联网接入服务。该演示基于一个控制器，该控制器支持受保护的MPLS传输连接，这些连接跨越SDN控制的聚合和基于IP/MPLS的核心域。该原型展示了SplitArchitecture如何在SDN控制的网络中实现服务节点的虚拟化，从而提高服务创建功能的配置和放置的灵活性。总体而言，结果表明，将SDN，特别是SplitArchitecture概念应用于运营商领域在技术和经济上都是有益的。
2017-02-21 cs.NI
A Simulation Study of Source Routing for Load Balancing in Software-Defined Satellite Networks
本文针对软件定义卫星网络的时变拓扑路由问题，提出一种基于图的源路由算法，利用SDN架构实现负载均衡与动态重路由。
2024-11-25 cs.NI
Scalable and Cost Efficient Algorithms for Virtual CDN Migration
虚拟内容分发网络（vCDN）迁移对于优化资源的使用和提高基于SDN/NFV的CDN功能的整体性能（在网络运营商成本降低和高流质量方面）是必要的。它需要智能和诱人的联合SDN/NFV迁移算法，因为要向网络的最终客户交付的流量明显巨大。本文提出了两种用于找到最优和接近最优路径放置以及vCDN迁移的方法（OPAC和HPAC）。此外，我们还考虑了几种情况来量化OPAC和HPAC行为，并在迁移成本、迁移时间、vCDN复制数量和其他成本因素方面比较它们的效率。然后，在不同的网络规模下，他们的实施和评估。最后，所提出的算法集成在一个SDN/NFV框架。索引术语：vCDN; SDN/NFV优化;迁移算法;可扩展性算法。
2016-08-30 cs.NI
SDPMN: Privacy Preserving MapReduce Network Using SDN
MapReduce是一种流行的编程模型，也是分布式环境下大数据并行处理的相关实现。由于大型MapReduce数据中心通常为多个用户提供服务，因此保护同一网络中不同应用之间的隐私是一个重要问题。在本文中，我们提出了SDPMN，一个框架，使用\textit{software defined network}（SDN）来区分网络之间的每个应用程序，这是一个可管理和可扩展的方法。我们基于现有的SDN结构和Hadoop网络设计了这个框架。由于每个SDN设备的规则空间是有限的，我们还提出了该框架的规则放置优化，以最大限度地提高硬件支持的孤立的应用网络。我们在一个一般的MapReduce网络中提出这个问题，并设计了一个启发式算法来找到解决方案。从基于仿真的评估，与我们的算法，给定的网络可以支持更多的隐私保护应用网络与SDN交换机。
2018-03-12 cs.DC cs.NI
Efficient 3-D Placement of an Aerial Base Station in Next Generation Cellular Networks
在意外或临时事件的情况下，陆地基站可能无法完全满足未来蜂窝网络的灵活性和弹性要求。一个有前途的解决方案是通过配备有基站的低空无人驾驶飞行器来辅助蜂窝网络，即，雄蜂细胞虽然无人机小区作为空中基站提供了快速部署的机会，但有效的布局成为关键问题之一。除了无人机小区在垂直维度以及水平维度上的移动性之外，空对地信道与地面信道之间的差异导致无人机小区的放置与地面基站的放置偏离。在本文中，我们首先突出的dronecell布局问题的属性，并制定它作为一个3-D布局问题的目标是最大限度地提高网络的收入。经过一些数学运算，我们制定了一个等价的二次约束混合整数非线性最优化问题，并提出了一个计算效率高的数值解这个问题。我们验证我们的分析推导与数值模拟，并丰富他们的讨论，可以作为研究人员，移动网络运营商和政策制定者的指导方针。
2016-02-26 cs.NI math.OC
Efficient 3D Aerial Base Station Placement Considering Users Mobility by Reinforcement Learning
本文考虑了一种空中基站（aerial-BS）辅助的地面网络，其中考虑了用户的移动性。用户移动动态地改变网络，这可能导致性能损失。为了避免这种损失，保证最低的服务质量（QoS），并可能增加的QoS，我们添加了一个空中BS的网络。为了在传统的地面网络和空中BS辅助网络之间进行公平的比较，我们在两个网络中保持BS的总数相同。在这样的网络中获得最佳性能高度依赖于空中BS的最佳布置。为此，需要一种算法，它可以依赖于一般和现实的假设，并可以根据过去的经验决定去哪里。针对这一目标提出的方法是基于折扣奖励强化学习，这被称为Q学习。仿真结果表明，该方法提供了一种有效的布局策略，提高了无线网络的服务质量时，它是必要的，并承诺找到最佳位置的空中基站在离散环境中。
2018-02-13 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
Joint Network Function Placement and Routing Optimization in Dynamic Software-defined Satellite-Terrestrial Integrated Networks
本文针对动态软件定义星地一体化网络中的服务提供问题，提出联合VNF放置与路由优化方法，设计BDBC和TEDG算法，在降低时延和提升服务完成数方面显著优于基准方案。
2023-10-21 cs.NI eess.SP
Resource and Placement Optimization for Multiple UAVs using Backhaul Tethered Balloons
研究了在无人机和系留气球的辅助下，如何提高地面用户端到端的数据率。其目标是最大限度地提高终端到终端的吞吐量的网络遭受缺乏地面基础设施。首先，我们解决一个整数线性规划问题，以优化的关联。然后，我们解决了无人机发射功率优化问题转化为一个凸的。在此基础上，提出了一种有效的无人机布局优化算法。最后，我们的数学形式主义说明了一些选定的数值结果，显示我们所提出的计划提供的优势。
2019-12-09 cs.NI
Deep Learning Based Service Composition in Integrated Aerial-Terrestrial Networks
针对空地一体化网络的动态特性与服务编排需求，本文提出基于深度强化学习预测ABS位置和服务请求、结合启发式同构图匹配的服务放置与组合机制，在多维度性能上表现优异。
2025-04-15 cs.NI
FDRC: Flow-Driven Rule Caching Optimization in Software Defined Networking
随着云服务及其可能组合的急剧增长，数据中心网络流量的规模近年来不可避免地呈爆发式增长。软件定义网络（SDN）提供了一种可扩展的灵活结构，以简化网络流量管理。已经表明，三进制内容可寻址存储器（TCAM）管理对SDN的性能起着重要作用。然而，以前的文献中，在规则放置策略的角度来看，仍然不足以提供高的可扩展性，处理大流集与有限的TCAM大小。因此缓存是一种全新的TCAM管理方法，它可以提供比规则放置更好的性能。在本文中，我们提出了FDRC，一个有效的流驱动的规则缓存算法，以优化基于SDN的网络中的缓存替换。与以往的包驱动缓存算法不同，FDRC的特点是试图处理有限的缓存大小约束和不可预测的流量的挑战。特别是，我们设计了一个低复杂度的缓存算法，以实现高缓存命中率的预取和特殊的替换策略，分别为可预测和不可预测的流量。通过进行广泛的模拟，我们证明了我们提出的缓存算法显着优于FIFO和最近最少使用（LRU）算法在各种网络设置下。
2018-03-12 cs.DC cs.NI
Wireless Edge Content Broadcast via Integrated Terrestrial and Non-terrestrial Networks
本文提出利用非地面网络（NTN）优化无线边缘内容放置，基于流行度和传输适宜性动态选择内容，并考虑LEO卫星轨道运动，显著提升放置速度并优于地面网络方案。
2024-11-05 cs.IT cs.NI cs.SY
6G opens up a New Era for Aeronautical Communication and Services
5G主要在覆盖地球表面的二维的陆地区域提供高质量的服务，而6G则旨在充分利用三维空间。这样，6G就包含了所有类型的非地面网络。特别是，无人机（UAV），高空平台（HAP），（自）飞行出租车和民用飞机是对现有卫星网络的新补充，补充了蜂窝地面网络。它们与6G的集成在服务覆盖方面很有希望，但由于迄今为止相当封闭的系统封闭系统，也具有挑战性。移动边缘计算（MEC）和软件定义网络（SDN）等新兴技术概念可以为航空系统与地面系统的全面集成提供基础。然而，这些技术使得航空系统的管理和编排变得复杂。作为将航空通信和服务集成到6G的一步，我们提出了一个框架，用于收集，监控和分配异构飞行物体之间的空中资源。这为6G航空应用的新时代提供了高性能服务。基于我们的航空框架，我们介绍了新兴的应用用例，包括航空边缘计算（AEC），飞机作为传感器和机舱内网络。
2022-06-23 cs.NI
Delay and reliability-constrained VNF placement on mobile and volatile 5G infrastructure
SDN和NFV技术的持续研究和工业开发为网络自动化和基础设施优化提供了更高的灵活性。选择虚拟网络功能的位置是软件定义的、基于虚拟化的下一代网络（如5G及更高版本）自动化和优化的核心问题。为自动驾驶汽车、工厂自动化、电子健康和云机器人提供的网络服务通常需要严格的延迟界限和可靠性约束，这受到其组成虚拟网络功能的位置的影响。机器人、车辆和其他终端设备提供了重要的功能，如执行器、传感器和本地计算，这些功能对某些服务至关重要。此外，这些设备不断移动，可能会失去网络连接或耗尽电池电量，这进一步挑战了这种动态环境中的服务交付。这项工作解决了移动性和电池限制;以及在易失性网络上部署可靠的低延迟服务的时间方面和冲突特征，其中移动计算节点充当云和边缘计算基础设施的扩展。将该问题转化为一个代价最小化的虚拟网络功能布局优化问题，并提出了一种有效的启发式算法。通过对详细的真实场景的仿真，从各个方面对算法进行了广泛的评估。
2020-07-23 cs.NI
Joint Satellite Gateway Deployment & Controller Placement in Software-Defined 5G-Satellite Integrated Networks
在考虑空间-空中-地面综合网络（SAGIN）的部署时，出现了一些具有挑战性的优化问题，其中卫星网关的最优部署问题是一个非常重要的问题。此外，随着对5G网络和卫星的软件定义集成的兴趣越来越大，SDN控制器的最佳放置的有效方案的存在至关重要。在本文中，我们讨论了这两个问题之间的相互关系，并提出了适当的方法来解决它们在不同的网络设计标准。我们首先提供了一个MILP模型来解决联合问题，然后将模型分解为两个不相交的MILP。然后，我们表明，由此产生的问题可以建模为子模集函数的优化，并可以有效地解决可证明的最优性差距。
2021-03-19 cs.NI cs.SY eess.SY
Cache-Aware Cooperative Multicast Beamforming in Dynamic Satellite-Terrestrial Networks
针对动态卫星-地面网络的回传拥塞与资源管理难题，提出混合时间尺度的缓存与通信资源联合优化框架及两阶段求解算法，显著降低传输功耗与回传流量。
2025-03-23 cs.NI eess.SP
Graph neural network for in-network placement of real-time metaverse tasks in next-generation network
本研究针对实时元宇宙应用的时延挑战，提出基于SDN架构、采用GNN的网内计算任务自适应分配方案，可最优决策渲染任务卸载位置，实验准确率达97%，显著优于MLP与决策树，填补了相关研究空白。
2025-01-19 cs.DC cs.NI
Reinforcement Learning for Opportunistic Routing in Software-Defined LEO-Terrestrial Systems
School of Electrical and Mechanical Engineering, University of Adelaide（阿德莱德大学电气与机械工程学院）；Singapore University of Technology and Design（新加坡科技设计大学）；Electronics and Telecommunications Research Institute（电子电信研究院）
本文提出了一种基于软件定义网络的强化学习方法，用于优化低地球轨道-地面系统的机智路由，以减少传输延迟并提高数据传输的可靠性。
2026-01-20 cs.LG cs.NI
A Virtual Network Customization Framework for Multicast Services in NFV-enabled Core Networks
在软件定义网络（SDN）的支持下的网络功能虚拟化（NFV）的范例作为用于在第五代（5G）网络中定制网络服务的有前景的方法出现。在本文中，提出了一个多播服务编排框架，联合流量路由和虚拟网络功能（NF）的位置进行了研究，以适应多播服务在一个NFV使能的物理底层网络。首先，我们研究了一个联合路由和NF布局问题，一个单一的多播请求容纳在一个物理底层网络，单路径和多路径流量路由。在物理网络资源约束、流量守恒约束和NF布局规则下，联合问题被表示为最小化功能和链路提供成本的混合整数线性规划（MILP）问题;其次，我们开发了一个MILP公式，共同处理多个服务请求在物理底层网络上的静态嵌入，其中我们确定用于嵌入的多个服务的最佳组合以及它们的联合路由和布局配置，使得物理衬底的总吞吐量最大化，同时功能和链路供应成本最小化。由于所提出的问题配方是NP难的，低复杂度的启发式算法，提出了一个有效的解决方案，为单路径和多路径路由的情况。仿真结果证明了所提出的启发式算法的有效性和准确性。
2020-02-09 cs.NI
The Greatest Teacher, Failure is: Using Reinforcement Learning for SFC Placement Based on Availability and Energy Consumption
Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)（伯南布哥联邦大学（UFPE））；Dublin City University (DCU)（都柏林城市大学（DCU））；Universidade de Pernambuco (UPE)（伯南布哥大学（UPE））
软件定义网络（SDN）和网络功能虚拟化（NFV）正在使网络可编程，从而更加灵活和敏捷。为了满足服务水平协议，实现传统网络的更大利用率，更快的服务部署并减少支出，电信运营商正在部署越来越复杂的服务功能链（SFC）。尽管SFC具有诸多优势，但从云到边缘的异构性和动态性的增加带来了重大的SFC放置挑战，尤其是在保持可用性、服务质量和最小化成本的同时添加或删除网络功能。本文提出了一种基于强化学习（RL）的可用性和能量感知的动态SFC布局解决方案。两个策略感知RL算法，优势演员批评（A2C）和接近的政策优化（PPO2），使用模拟的地面实况网络拓扑结构的基础上，Rede Nacional de Ensino e Pesquisa（RNP）网络，巴西的国家教学和研究网络骨干。仿真结果表明，PPO2一般优于A2C和贪婪的方法，无论是在接受率和能源消耗。A2C仅在网络服务器拥有更多计算资源的情况下才优于PPO2。
2020-11-18 cs.LG cs.NI
TopoMan: Global Network Visibility in the Presence of Middleboxes (A Graybox Approach)
软件定义网络（SDN）通过提供对网络交换基础设施的全局可见性和网络范围控制，为网络管理员提供了至关重要的好处。在存在中间盒（MB）的情况下获得相同的益处相当困难，这是由于（i）在具有转发设备和中间盒的混合的环境中缺乏适当的拓扑发现机制。(ii)缺乏通用API来抽象和获得对这些刚性和异构的第三方中间盒的控制（iii）缺乏通用网络基础设施框架来监视和验证网络中的任何特定设备或路径连接状态。这些限制使得网络操作的自动化，例如网络范围的监控，策略执行和规则放置非常难以处理。因此，即使是中间盒供应商也有更大的需求，以更好地处理存在中间盒的网络的控制和可见性方面。在本文中，我们提出了一个统一的网络基础设施框架，以获得全球网络的可见性，通过发现网络拓扑结构中存在的中间盒，以及一个框架，以支持端到端的路径连通性验证，独立于SDN。我们还解决了安全方面的问题，并提供了必要的API来支持我们的框架。
2016-08-27 cs.NI
Optimizing Controller Placement for Software-Defined Networks
Victoria University of Wellington（惠灵顿维多利亚大学）；The University of Auckland（奥克兰大学）
控制器布局问题（CPP）是分布式控制器架构的软件定义网络（SDN）的关键问题。该问题旨在确定在重要位置部署的控制器的合适数量，以优化网络的整体性能。与通信延迟相比，现有的CPP文献假设控制器工作负载分布对网络性能的影响可以忽略不计。在本文中，我们解决的CPP，同时考虑通信延迟，控制平面的利用率，和控制器的工作负载分布。由于这个原因，我们的CPP本质上不同于任何以前研究的NP难CPP，并且显然比任何以前研究的NP难CPP更困难。为了解决这个具有挑战性的问题，我们开发了一种新的算法，无缝集成的遗传算法（GA）和梯度下降（GD）优化方法。特别地，遗传算法被用来寻找合适的CPP解决方案。通过GD进一步评价每种溶液的质量。在小规模和大规模两种典型网络场景下的仿真结果表明，该算法能够有效地在控制平面利用率和网络响应时间之间取得平衡。
2019-02-14 cs.AI cs.NI
SUPPLY: Sustainable multi-UAV Performance-aware Placement Algorithm for Flying Networks
INESC TEC（葡萄牙电信与计算机科学研究院）；Faculdade de Engenharia, Universidade do Porto（波尔图大学工程学院）
本文提出 SUPPLY 算法，通过能量与性能感知的多无人机轨迹规划，在保证目标 QoS 的前提下将飞行网络能耗最多降低 25%，且对吞吐量和时延影响极小。
2024-04-09 cs.NI eess.SP
Optimization-in-the-Loop for Energy-Efficient 5G
我们考虑5G系统中的节能网络管理问题，其中回程和前传节点具有网络和计算能力。我们设计了一个优化模型，该模型考虑了5G回程和前传的主要特征，并联合解决了（i）节点开关，（ii）VNF放置和（iii）流量路由的问题。我们在SDN控制器和NFV编排器之上的应用程序中实现了优化模块，从而能够根据当前网络条件快速做出高质量的决策。最后，我们验证和测试我们的计划与现实世界的功耗，网络拓扑结构和流量需求，评估其性能以及系统的总功耗的主要贡献的相对重要性。
2018-04-14 cs.NI
Coverage and Connectivity in Three-Dimensional Networks
大多数无线地面网络是基于节点部署在二维（2D）平面上的假设来设计的。然而，这种2D假设在水下、大气或空间通信中是无效的。事实上，最近对水声自组织和传感器网络的兴趣暗示了需要了解如何在3D中设计网络。不幸的是，3D网络的设计比2D网络的设计要困难得多。例如，开尔文猜想和开普勒猜想的证明需要数百年的研究才能取得突破，而它们的二维对应物则是微不足道的。在本文中，我们考虑的3D网络的覆盖和连接问题，其目标是找到一个节点放置策略与100%的3D空间的感知覆盖率，同时最大限度地减少监控所需的节点数量。我们的研究结果表明，使用的Voronoi镶嵌的三维空间，以创建截断八面体细胞的结果在最佳的策略。在这种截角八面体布局策略中，为了保持节点之间的连通性，传输范围必须至少是感知范围的1.7889倍。如果透射范围在感测范围的1.4142和1.7889倍之间，则应当使用六棱柱放置策略或菱形十二面体放置策略。虽然六棱柱和菱形十二面体布局策略中所需的节点数量相同，但该数量比截顶八面体布局策略所需的节点数量高43.25%。我们通过模拟验证，我们的布局策略确实保证无处不在的覆盖范围。我们相信，我们的方法和我们在本文中提出的结果可以用于扩展的过程中的2D网络设计到3D网络。
2006-09-12 cs.NI
Energy Efficient Orchestration in Multiple-Access Vehicular Aerial-Terrestrial 6G Networks
Oulu University（奥卢大学）；Ruhr University Bochum (RUB)（鲁尔大学波鸿分校）；ICTFICIAL Oy（ICTFICIAL公司）；Universitat Politècnica de València（瓦伦西亚理工大学）
本文提出一种新型框架，整合无人机轨迹规划、多接入控制和服务放置，以实现高效能服务覆盖和超低延迟通信，解决动态车载环境中的干扰、资源稀缺和移动性挑战。
2026-03-29 cs.NI
A Distributed Virtual Network Function Placement Approach in Satellite Edge and Cloud Computing
卫星边缘计算已成为为偏远地区的物联网设备提供计算服务的一种很有前途的方式，这些地区不在地面网络的覆盖范围内，但由于卫星资源的限制，它不适合大规模的物联网设备。云计算可以为物联网设备提供足够的可用资源，但由于网络延迟高，无法满足延迟敏感型用户的服务需求。协作边缘和云计算是通过结合边缘和云计算的优势，为众多物联网设备提供灵活的服务。研究了协同卫星边缘和云计算环境下，以最小化卫星网络带宽使用率和服务端到端延迟为目标的虚拟网络功能（VNF）配置问题.我们制定的VNF布局问题作为一个整数非线性规划问题，并提出了一个分布式VNF布局（D-VNFP）算法来解决它，因为VNF布局问题是NP-难的。通过实验验证了该算法的有效性。实验结果表明，该算法在解决卫星边缘和云计算环境下的VNF布局问题时，性能优于已有的Greedy和Viterbi算法.
2021-04-06 cs.DC cs.NI
Virtual Network Function Placement in Satellite Edge Computing with a Potential Game Approach
卫星网络作为地面网络的补充，可以为偏远地区的物联网用户提供有效的计算服务。由于卫星在计算、存储、能源等方面的资源限制，物联网用户的计算任务可以分为多个部分，由多颗卫星协同完成，以提高卫星网络的整体运行效率。网络功能虚拟化（NFV）被视为按需分配网络资源的新范例。卫星边缘计算与NFV技术相结合正在成为一个新兴的话题。在本文中，我们提出了一个潜在的游戏方法虚拟网络功能（VNF）的卫星边缘计算的布局。VNF放置问题旨在最大限度地增加分配的IoT用户数量，同时最大限度地降低整体部署成本。我们制定的VNF布局问题的最大网络支付作为一个潜在的游戏，并分析了问题的博弈论的方法。我们实现了一个分散的资源分配算法的基础上潜在的游戏（PGRA），以解决VNF放置问题，找到一个纳什均衡。最后，我们进行实验来评估所提出的PGRA算法的性能。仿真结果表明，PGRA算法能够有效解决卫星边缘计算中的VNF布局问题。
2021-04-06 cs.DC cs.NI
Quantum-Assisted Joint Caching and Power Allocation for Integrated Satellite-Terrestrial Networks
本文针对星地一体化网络中的内容分发问题，提出一种混合量子-经典广义Benders分解算法，通过联合优化缓存放置、内容分发策略和功率分配来最大化网络吞吐量，并利用量子退火器高效求解大规模混合整数非线性规划。
2023-12-22 cs.NI eess.SP
DBSCAN-based Vehicle Clustering and UAV Placement for NOMA-based Resource Management in Cellular V2X Communications
本文研究C-V2X网络中的无线资源管理，提出两阶段方法：先基于DBSCAN和车辆状态聚类并部署UAV，再在簇内构建NOMA分组分配资源，仿真证明其在频谱效率等指标上表现优越。
2025-04-30 cs.NI
On Improving Service Chains Survivability through Efficient Backup Provisioning
随着软件定义网络（SDN）和网络功能虚拟化（NFV）的日益普及，大规模NFV基础设施部署正在获得动力。这些基础设施是数千个网络服务功能链（SFC）的所在地，每个SFC由处理传入业务流的虚拟网络功能（VNF）链组成。不幸的是，在这样的环境中，单个节点的故障可能会破坏几个VNF，从而同时破坏许多服务链。在本文中，我们解决了这个特殊的问题，并研究了可能的解决方案，以确保受影响的服务链的生存能力，通过提供备份VNF，可以在故障的情况下接管。具体来说，我们提出了一个生存性管理框架，以有效地管理SFC和备份VNF。我们制定的SFC生存性问题作为一个整数线性规划，确定所需的备份，以保护系统中的所有SFC的最小数量，并确定其在基础设施中的最佳位置。我们还提出了两个启发式算法，以应付大规模的情况下的问题。通过广泛的模拟不同的部署方案，我们表明，这些算法提供了接近最佳的解决方案，最小的计算时间。
2018-10-15 cs.NI
Design and Optimization of Aerial-Aided Multi-Access Edge Computing towards 6G
网络覆盖的普遍性是5G的主要特征之一，预计将在6 G中扩展到计算领域。为了在通信和计算中提供这种普遍存在的整体方法，可以预见卫星、空中和地面网络的整合。特别是，诸如机上娱乐和连接服务（IFECS）和支持SDN的卫星等应用数量的增加使网络管理更具挑战性。此外，由于严格的服务质量（QoS）要求，边缘计算对于这些应用的重要性增加。在这里，可以通过将航空网络的组件（如飞机）视为潜在的多访问边缘计算（MEC）节点来提高网络性能。因此，我们提出了一种空中辅助多访问边缘计算（AA-MEC）架构，该架构为空中计算资源和基于互联网的服务的优化管理提供了一个框架。此外，我们制定了优化问题，以最大限度地减少两个用例的网络延迟，即为天空中的其他飞机提供IFECS和为从卫星卸载AI/ML任务提供服务。由于卫星和空中网络的动态性质，我们提出了一个可重新配置的优化。对于转换网络，我们不断地为每个应用识别最佳MEC节点和到目的MEC节点的最佳路径。总之，我们的研究结果表明，使用AA-MEC将网络延迟性能提高了10.43%，而传统的方法仅使用地面MEC节点用于延迟关键型应用，如在线游戏。此外，在将我们提出的动态方法与静态方法进行比较时，我们记录了IFECS的流延迟至少减少6.7%和计算卸载减少56.03%的好处。
2022-06-29 cs.NI
Approximation Algorithms for the NFV Service Distribution Problem
分布式云网络建立在网络功能虚拟化（NFV）和软件定义网络（SDN）的基础上，以使得能够以在分布式云位置处的通用服务器上实例化的弹性虚拟网络功能（VNF）的形式部署网络服务。我们解决了NFV服务分发问题（NSDP）的快速近似算法的设计，其目标是确定VNF的放置，服务流的路由，以及以最小成本满足客户端需求的云和网络资源的相关分配。我们表明，在负载比例成本的情况下，由此产生的分数NSDP可以被公式化为一个云增广图上的多商品链流问题，并设计了一个基于长度的算法，名为QNSD，它提供了一个O（ε）的时间近似O（1/ε）。然后，我们解决的情况下，资源成本是分配的资源的整数数量的函数，并设计一个QNSD的变化，有效地推动流合并到有限数量的活动资源，以最大限度地减少整体云网络成本。
2021-05-20 cs.NI
Free-Placement Optimization of Ground Station Locations for Low-Earth Orbit Satellites
Department of Aeronautics and Astronautics, Stanford, CA（航空航天系，斯坦福大学，加州斯坦福）；Department of Computer Science, Stanford University, Stanford, CA（计算机科学系，斯坦福大学，加州斯坦福）
提出SCORE方法，通过两阶段自由布局优化地面站位置，相比差分进化算法减少5倍函数评估次数并提升13%下行吞吐量，相比固定站点方法提升15%总下行量。
2026-06-12 cs.AI cs.NI cs.SY
AstroTimer: Rethinking Non-Access Stratum Timers in LEO Constellations
University of Manitoba（曼尼托巴大学）
AstroTimer通过自适应调整LEO特定参数，优化5G注册过程中的定时器，提升非地面5G/6G部署的可靠性与效率。
2026-01-23 astro-ph.IM cs.NI cs.SY
Integrating UAV-Enabled Base Stations in 3D Networks: QoS-Aware Joint Fronthaul and Backhaul Design
本文研究3D网络中无人机基站的战略性放置问题，提出凝聚层次聚类算法优化基站位置和遗传算法设计回传连接，有效满足前传覆盖与回传负载需求，提升网络弹性。
2024-04-26 cs.NI
Optimizing Orbital Parameters of Satellites for a Global Quantum Network
本文提出利用贝叶斯优化和遗传算法优化卫星轨道参数，以提高全球量子网络中纠缠生成的效率。
2026-03-03 cs.LG cs.NI quant-ph
Digital Twin Satellite Networks: A Paradigm for Intelligent, Efficient, and Resilient Operations
University of Manitoba（曼尼托巴大学）
针对低轨巨型卫星星座运行面临的挑战，提出数字孪生卫星网络（DTSN）框架，结合多技术实现卫星网络的智能管理，经仿真验证可保障服务不中断与网络弹性。
2026-08-14 cs.NI cs.SY eess.SY
