Divide and Conquer: Partitioning OSPF networks with SDN
软件定义网络（Software Defined Networking，SDN）是一种新兴的网络控制范式，其重点是逻辑集中化和可编程性。与此同时，分布式路由协议（最著名的是OSPF和IS-IS）仍然在IP网络中流行，因为它们提供最短路径路由、网络故障后的快速拓扑收敛，以及可能最重要的是，基于数十年可靠运行的信心。因此，混合SDN/OSPF操作仍然是一个理想的提议。在本文中，我们提出了一种新的混合SDN/OSPF操作的方法。我们的方法是从其他混合的方法不同，因为它使用SDN节点划分成子域的OSPF域，从而实现流量工程能力相媲美的完整SDN操作。我们将SDN使能的路由器作为子域边界节点，而OSPF协议的操作继续不受影响。通过这种方式，SDN控制器可以在路由协议更新被泛洪到子域中之前，出于流量工程的目的来调整路由协议更新。虽然子域内的本地路由始终保持稳定，但可以通过确定每个遍历子域中的路由来优化子域间路由。由于非平凡拓扑中的大多数流量必须遍历多个子域，我们的模拟结果证实，一些SDN节点允许流量工程达到一定程度，使得完全SDN部署不必要。
2014-10-21 cs.NI
OSPF Weight Setting Optimization for Single Link Failures
在操作网络中，节点通过多个链路连接以实现负载共享和冗余。这样做是为了确保链路故障不会断开或隔离网络的某些部分。然而，链路故障会影响路由，因为路由器会为最初流经故障链路的流量找到替代路径。在网络中的关键链路（诸如骨干链路或承载较高业务负载的链路）故障的情况下，这种影响是严重的。当使用开放式最短路径优先（OSPF）路由协议完成路由时，正常状态拓扑的原始权重选择对于故障状态可能不那么有效。在本文中，我们研究了单链路故障问题的目标是找到一个权重设置，从而在正常和故障状态下的有效路由。我们工程师禁忌搜索迭代启发式使用两种不同的实现策略来解决链路故障情况下的OSPF权重设置问题。我们评估这些算法，并通过实验结果表明，这两个算法有效地处理故障状态的权重设置。这两种策略的比较。
2011-01-20 cs.NI
SDN Partitioning: A Centralized Control Plane for Distributed Routing Protocols
使用分布式和集中式两种控制模式的混合IP网络承诺了两个世界中最好的一个：SDN的可编程性和灵活性，以及OSPF等分布式路由协议的可靠性和容错。常见的方法遵循劳动分工的概念，其中SDN控制优先化的流量，OSPF确保尽力而为流量的无忧操作。我们提出了SDN分区，它通过将拓扑划分为具有SDN启用的边界节点的子域来建立对分布式路由协议的集中控制，使得OSPF的路由更新必须穿过SDN边界节点才能到达相邻子域。这允许中央控制器修改子域如何查看彼此，这又允许引导子域间流量。动态控制的程度与OSPF的简单性可以通过调整子域的大小来权衡。本文阐述了网络管理的技术要求，提出了一种新的平衡拓扑划分方案，并为常见的网络管理任务提供了模型。我们的性能评估表明，-已经在其最低配置与两个子域- SDN分区提供了显着的改善，在所有方面相比，传统的路由协议，而较小的子域提供网络控制能力，相当于完整的SDN部署。
2016-04-15 cs.NI
One More Weight is Enough: Toward the Optimal Traffic Engineering with OSPF
流量工程（TrafficEngineering，TE）利用网络流量的信息来生成优化流量分布的路由方案，从而提高网络性能。然而，优化OSPF的链路权重提供的流量是一个已知的NP难问题。在本文中，受拥塞控制的公平性概念的启发，我们首先提出了一个新的通用目标函数，在不同的参数设置，可以提取不同的供应商的利益。然后，我们模型的最佳TE的效用最大化的多商品流的通用目标函数，并从理论上表明，任何给定的一组最佳路线对应于一个特定的目标函数可以转换为最短路径的一组正的链接权重。这可以直接在基于OSPF的协议上配置。在此基础上，我们采用网络熵最大化（NEM）框架，并开发了一个新的OSPF为基础的路由协议，SPEF，实现了一个灵活的方式来分割流量在最短路径的分布式方式。实际上，与OSPF相比，SPEF只需要为每条链路增加一个权重，并可证明达到最优TE。数值实验已经做了比较SPEF与当前版本的OSPF，显示的有效性SPEF的链路利用率和网络负载分布。
2010-11-24 cs.NI
Routing over QUIC: Bringing transport innovations to routing protocols
针对当前互联网路由协议使用不安全传输协议的问题，设计并实现了一个库，允许用 QUIC 替换 BGP 和 OSPF 的底层传输协议，并将其应用于 BIRD 路由守护进程，展示了 QUIC 在路由协议中的安全与可靠性优势及初步实验结果。
2023-04-06 cs.NI
Formal Black-Box Analysis of Routing Protocol Implementations
Internet基础设施完全依赖于其路由协议的开放标准。然而，互联网上的大多数路由器都是闭源的。因此，没有直接的方法来分析它们。具体来说，人们不能轻易地识别路由器的路由功能与路由协议标准的偏差。这种偏差（无论是故意的还是无意的）的识别是特别重要的，因为它们可能会降低网络的安全性或弹性。基于模型的测试过程是一种允许基于待测试系统的模型系统地生成测试的技术;从而发现系统中与模型相比的偏差。然而，将这种方法应用于复杂的多方路由协议需要大量的测试来覆盖所需的功能。我们提出了有效的和实用的优化基于模型的测试过程中，量身定制的路由协议的分析。这些优化允许设计一个正式的黑盒方法来挖掘闭源路由协议实现中的偏差。该方法仅依赖于测试目标协议实现并观察其输出的能力。偏差的识别是全自动的。我们评估我们的方法对一个复杂的和广泛使用的路由协议在互联网上-OSPF。我们寻找思科OSPF实施中的偏差。我们的评估发现了许多可能被滥用以损害网络安全的重大偏差。思科确认了这些偏差。我们进一步采用我们的方法来分析Quagga路由套件的OSPF实现。分析发现了一个重大偏差。在披露偏差后，IBM、联想和华为也在自己的产品中发现了其中一些偏差。
2017-09-23 cs.CR cs.NI
RRO: A Regularized Routing Optimization Algorithm for Enhanced Throughput and Low Latency with Efficient Complexity
针对无线网络中高吞吐量与低延迟需求，本文提出正则化路由优化算法（RRO），在保持与 OSPF 相当的低复杂度的同时显著提升吞吐量并降低延迟，且易于集成至 5G 及以上网络。
2024-07-26 cs.NI
Babel Routing Protocol for OMNeT++ - More than just a new simulation module for INET framework
计算机网络的路由和交换能力就像是一个封闭的环境，包含了一组有限的已部署协议，没有人敢改变。大多数有线网络设计都坚持使用OSPF（保证网络层上的动态路由交换）和RSTP（确保无环路数据链路层拓扑）。最近，出现了更多特定于用例的路由协议，例如Babel。这些技术声称具有比当前行业标准更好的特性。Babel是距离矢量路由协议家族的一个新贡献，它在小型双栈（IPv6和IPv4）网络中的发展势头越来越大。本文简要介绍了Babel行为，并提供了详细的OMNeT++离散事件模拟器中的实现。
2016-09-16 cs.NI
Towards Cognitive Routing based on Deep Reinforcement Learning
Beijing University of Posts and Telecommunications（北京邮电大学）
路由是网络基础设施稳定运行的关键功能之一。随着网络业务量的快速增长和业务需求的不断变化，对智能路由算法提出了更高的要求。为此，我们提出了认知路由的定义和基于深度强化学习（DRL）的实现方法。为了方便基于DRL的认知路由的研究，我们引入了一个名为RL4Net的模拟器，用于基于DRL的路由算法的开发和仿真。然后，我们设计并实现了一个基于DDPG的路由算法。在一个典型网络拓扑上的仿真结果表明，基于DDPG的路由算法比OSPF和随机权值路由算法具有更好的性能。初步论证了认知路由在未来网络中的可行性和潜在优势。
2020-03-19 cs.AI cs.LG cs.NI
PMSR - Poor Man's Segment Routing, a minimalistic approach to Segment Routing and a Traffic Engineering use case
段路由（SR）架构的当前规范要求增强域内路由协议（例如OSPF和IS-IS），使得节点可以通告段标识符（SID）。我们提出了一个更简单的解决方案，称为PMSR（穷人的段路由），不需要任何增强路由协议。我们比较了PMSR和传统SR的流程，表明PMSR可以降低操作和管理的复杂性。我们分析了当前SR草案中的用例集，我们声称PMSR可以支持其中的绝大多数。由于控制平面的大幅简化，我们已经能够开发PMSR的开源原型。在本文的第二部分中，我们考虑一个流量工程用例，从传统的流分配优化问题，分配逐跳路径流。我们提出了一个SR路径分配算法，并证明了它是最优的分配给一个流的段数。
2015-12-16 cs.NI
UML modelling of geographic routing protocol "Greedy Perimeter Stateless Routing" for its integration into the "Java Network Simulator"
在这项工作中，我们提出了一个UML建模的“贪婪周长无状态路由”（GPSR）协议，将这种地理路由协议，到“JavaNetwork Simulator”模拟和研究这个协议在第一时间，并提供一些改进这些功能。Java Network Simulator（JNS）是由“伦敦大学学院计算机科学系“发起的将网络模拟器（NS）“翻译”为Java语言的项目。这个模拟器不像ns-2那样完整，但对于不熟悉Tcl的程序员来说，它更容易使用。Java Network Simulator目前还不支持车载自组网的路由协议，所有的路由决策都是静态的或者使用RIP和OSPF。通过将GPSR路由协议建模并集成到JNS中，用户将能够理解地理路由的概念以及路由信息如何在车载自组网节点之间传输和更新。本文首先分析了Java网络模拟器的体系结构，然后简要介绍了路由协议GPSR，最后给出了在Java网络模拟器中结合GPSR的UML建模。
2012-03-21 cs.NI
Designing Core Layer in Campus Network Using Software-Defined Networking
Universitas Jenderal Soedirman（松迪曼将军大学）
本研究以大学校园网核心层为案例，采用SDN范式，基于RouteFlow平台结合OSPF协议设计核心层，通过两台VM组成的测试环境验证其连通性与最短路径路由功能。
2026-08-27 cs.NI
BIGP- a new single protocol that can work as an igp (interior gateway protocol) as well as egp (exterior gateway protocol)
EGP和IGP是目前互联网基础设施的关键组成部分。域中的路由器在域内和域之间转发IP数据包。每个域使用称为内部网关协议（IGP）的域内路由协议（如IS-IS、OSPF、RIP等）来填充其路由器的路由表。还必须在域之间交换路由信息，以确保一个域中的主机可以到达远程域中的另一个主机。此角色由称为外部网关协议（EGP）的域间路由协议执行。目前使用的EGP基本上是边界网关协议（BGP）。两者之间的基本区别是BGP与IGP相比具有较小的收敛性。另一方面，与BGP相比，IGP的可扩展性较低。因此，本文提出了一个建议，建立一个新的协议，它可以作为一个IGP时，我们考虑域间传输的流量，并作为BGP时，我们考虑域内传输的流量。
2012-07-12 cs.NI
Advanced LEACH: A Static Clustering-based Heteroneous Routing Protocol for WSNs
无线传感器网络在异构网络中有着广泛的应用。在本文中，我们提出并评估先进的低能耗自适应分簇层次结构（Ad-LEACH），这是静态分簇的异构路由协议。首先将整个网络域划分为静态簇，然后在每个簇中应用单独的Ad-LEACH协议。我们提出的协议是继承LEACH与分布式节能分簇（DEEC）的簇头选择标准。这使得Ad-LEACH能够应对节点的异构性。由于小的静态集群，每个节点降低其广播消息功率，因为它只需要覆盖一个小的区域。我们在MATLAB中进行仿真，以检查Ad-LEACH的效率。仿真结果表明，Ad-LEACH协议在能量效率和吞吐量方面均优于LEACH和DEEC协议。
2013-06-05 cs.NI
Joint Optimization of Application Specific Routing in an Anycast Network
联网领域的最新发展为网络提供了有效满足用户的应用特定需求的机会。在这种情况下，路由路径不仅取决于网络状态，而且还根据使用网络的应用的最佳利益来计算。这些高级路由算法可以利用应用状态数据来增强高级网络服务，例如任播、边缘云计算和网络物理系统（CPS）。在这项工作中，我们的目标是设计这样一个路由算法的路由器的决定是基于凸优化技术。
2018-08-18 cs.NI
Generalizing Biased Backpressure Routing and Scheduling to Wireless Multi-hop Networks with Advanced Air-interfaces
针对无线多跳网络中BP路由在MIMO收发器下的数据包重复调度及最后数据包问题，提出基于Lyapunov漂移理论的Max-Utility链路共享与基于归因容量超图的MaxWeight调度方法，有效缓解了轻流量下的最后数据包问题并扩展了网络容量区域。
2025-04-30 cs.NI cs.SY eess.SP
M-BEHZAD: Minimum distance Based Energy efficiency using Hemisphere Zoning with Advanced Divide-and-Rule Scheme for Wireless Sensor Networks
无线传感器网络中的路由协议是提高网络能量效率的重要手段。在本文中，我们提出了一种新的路由协议，最小距离基于能源效率使用半球分区与先进的分而治之方案（M-BEHZAD），以最大限度地提高网络寿命，吞吐量和稳定期的传感器部署在无人值守的网络区域。为了实现这些目标，已经使用了静态聚类技术以及阈值意识传输。我们所提出的方案的鲁棒性在于它的簇头（CH）的选择和网络字段划分，我们正在介绍的“半球分区（HZ Zoning）”。我们已经实现了3层架构，以最大限度地减少通信距离，这不仅导致更好的网络性能，而且还显着减少了能量和覆盖漏洞，并导致更长的稳定期。我们还利用均匀随机模型（URM）来计算数据包丢弃，使我们的计划更实用的方法。利用MATLAB进行的综合仿真结果验证了该方法的适用性。
2018-04-03 cs.NI
Coop-RPL: A Cooperative Approach to RPL-based Routing in Smart Grid AMI Networks
下一代电网具有称为高级计量基础设施（AMI）的可扩展且可靠的双向通信基础设施，以允许监测和控制电网资源。在这种通信系统中，包括数千个资源受限的节点，如智能电表，路由协议起着关键的作用，以保证可靠性和低延迟的数据传输。目前IETF正在对低功耗有损网络路由协议（RPL）进行标准化，期望将其作为标准路由协议来满足AMI网络的需求。另一方面，合作路由最近得到了很多关注。协同路由通过利用无线信道的广播特性，提高了传统路由的性能。我们的目标是在本文中提出了一个合作的方法，RPL应用在AMI网络。我们提出的协议，称为Coop-RPL，是专门为AMI网络的挑战而设计的。Coop-RPL通过选择最佳中继节点来确保可靠的分组传输。性能评估证明了Coop-RPL在AMI网络中的有效性，其目的是提高PDR，减少重传次数和端到端延迟。
2017-06-16 cs.NI
Communication-Constrained Routing and Traffic Control for Autonomous Vehicles
自动驾驶汽车（Autonomous Vehicles，AV）是一种先进的技术，可以带来便利，提高道路网络的吞吐量，减少交通事故。为了实现更高水平的自动化（LoA），需要将大量的传感数据上传到网络进行处理，然后必须将机动决策返回给AV。此外，乘客可能对各种数据饥饿和延迟敏感的应用有更高的传输速率需求。
2019-09-26 cs.NI cs.SY eess.SP
A comparative performance study of the routing protocols RPL, LOADng and LOADng-CTP with bidirectional traffic for AMI scenario
随着智能电网的引入，先进计量基础设施（AMI）已成为当前电力系统的主要组成部分。AMI的有效实现在很大程度上取决于其通信基础设施和提供可靠的双向通信的协议。在本文中，我们研究了两个路由协议的理念，低功耗和有损网络（LLN）和他们的应用程序的智能计量方案。本研究旨在详细评估IETF提出的两种路由协议，即RPL（低功耗和有损网络的IPv6路由协议）和LOADng（LLN按需Ad-hoc距离矢量路由协议-下一代）最近作为互联网草案提出的反应性候选人，仍处于设计阶段，是ITU-T G.9903建议的一部分。在这项研究的过程中，我们还实现了一个扩展版本的LOADng命名为LOADng-CTP的IETF草案扩展与收集树，在LLN中有效的数据采集指定。我们进行检查的控制开销，端到端延迟和数据包交付率的两个协议相关的多点到点（MP2 P），点到多点（P2 MP）的流量在一个现实的智能计量架构。
2016-01-08 cs.NI
TDMP-Reliable Target Driven and Mobility Prediction based Routing Protocol in Complex VANET
车辆自组网（VANET）中的车对车（V2X）通信是一种无需基础设施的通信机制，是智能交通系统（ITS）中实现特殊信息传输和车与车之间通信的重要组成部分。VANET的主要研究挑战之一是设计和实现网络路由协议，该协议设法触发V2X通信，具有可靠的端到端连接和高效的分组传输。道路运输车辆的有机变化性质对VANET的数据包递送的准确性和可靠性构成了重大威胁。因此，基于位置的路由协议往往是VANET中的主导方法，因为它们有效地克服了车辆运动的快速变化。然而，现有的路由协议有一些局限性，如（i）不准确的高动态网络拓扑结构，（ii）有缺陷的链路状态估计，（iii）差的运动预测异构道路布局。在本文中，目标驱动和移动性预测（TANG）为基础的路由协议，因此开发的车辆的高速移动性和动态拓扑结构，波动的交通流量和不同的道路布局在VANET。在TPERT中的主要思想是，驱动程序的目的地目标被包括在移动性预测中，以帮助路由协议的实现。与现有的地理路由协议主要是基于数据包的当前位置和局部道路布局将数据包重转发到下一跳的策略相比，TTRIP协议考虑了车辆间链路状态的估计，以及在移动性波动和全局道路布局情况下对车辆位置的动态预测，从而提高了数据包的传输效率.
2020-12-02 cs.NI
Asynchronous Entanglement Routing for the Quantum Internet
本文针对量子原生中继器网络提出异步纠缠路由协议，借鉴经典有损网络中的动态拓扑维护思想，异步更新纠缠链路并选择最优交换路径，显著提升了纠缠速率和性能上界。
2023-12-21 cs.NI quant-ph
