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
Integrating Deterministic Networking with 5G
本文提出并演示了完全集成的5G-DetNet，通过路由调度、5G核心应用功能及网络侧翻译器，以低成本硬件和开源软件实现端到端延迟与丢包保证，适用于5G测试平台。
2024-09-20 cs.NI
Externalization of Packet Processing in Software Defined Networking
当前的SDN控制器将所有控制平面子系统聚合到单片程序中。遵循聚合方法的控制器定义其自己的编程接口和服务集，使得应用开发依赖于特定的SDN控制器，并限制管理应用在控制器之间的可移植性。我们提出了一种新的架构，可以分解控制器功能并将数据包处理外部化，这是从集中式单片设计迁移到分散式微服务控制平面架构的关键第一步，其中SDN控制器功能被划分为较小的互连集。我们认为，将单片控制器分成更小的部分具有优势。
2019-01-09 cs.NI
WNOS: Enabling Principled Software-Defined Wireless Networking
本文研究了一种新的无线网络操作系统（WNOS）的基本设计原理，这是一种完全不同的方法，用于无基础设施的无线网络的软件定义网络（SDN）。与OpenFlow启发的众所周知的方法不同，WNOS为网络设计人员提供了一个抽象，隐藏了（i）无线协议栈的较低级别细节和（ii）网络操作的分布式特性。基于该抽象表示，WNOS采用在网络的集中式高级视图上编写的网络控制程序，并且基于分布式优化理论自动生成分布式跨层控制程序，该分布式跨层控制程序由每个单独节点在无线电硬件的抽象表示上执行。我们首先讨论WNOS的主要架构原则。然后，我们讨论了一种新的方法来自动生成解决方案的算法，在自动化的方式产生的每个子问题。最后，我们说明了一个原型实现的WNOS软件定义的无线电设备，并测试其有效性，考虑特定的跨层控制问题。实验结果表明，基于自动生成的分布式控制程序，WNOS实现了18%，56%和80.4%的效用增益在低，中，高干扰水平的网络;也许更重要的是，我们说明了如何通过修改几行代码集中抽象的全局网络行为可以控制。
2021-03-04 cs.NI
Next-Generation Industrial Networks: Integrating Time-Sensitive Networking for Smart Factory Reliability
针对传统工业网络无法同时满足智能工厂实时与重数据应用的问题，提出结合时间敏感网络与边缘计算的增强型通信网络，实现低于1毫秒的实时延迟与99.999%的数据交付率。
2025-03-05 cs.NI
An Investigation of Software Defined Wide Area Networking (SD-WAN) for Optimizing Multi-site Enterprise Networks
本研究针对传统WAN在企业网络中的扩展与管理挑战，提出在复杂多站点拓扑上应用SD-WAN技术，通过解耦控制与数据平面实现集中化管理，并全面评估了其在硬件状态、传输性能及安全性方面的优化效果。
2024-11-09 cs.NI
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
Enhancing Mobile Ad Hoc Networks (MANETs) with Software-Defined Networking (SDN): A Balanced Approach
Department of Engineering and Computer Science, Faculty of Engineering, University of Bologna（博洛尼亚大学工程学院工程与计算机科学系）
本文通过结合SDN技术优化MANETs的可扩展性、成本效益和安全性，提出了一种平衡的解决方案。
2026-01-15 cs.ET cs.NI
Software-Defined Networking Based Network Virtualization for Mobile Operators
软件定义网络（SDN）范式提供了许多特征，包括硬件抽象、可编程网络和集中式策略控制。与这些功能一起使用的主要好处之一是核心/回程网络虚拟化，其确保在移动运营商（MO）之间共享移动核心和回程网络。在本文中，我们提出了一个虚拟化的基于SDN的演进分组系统（EPS）蜂窝网络架构，包括网络虚拟化控制器的设计。在核心/回程网络元件虚拟化之后，与MO相关联的eNodeB成为回程传输提供商（BTP）的资源分配问题的一部分。我们调查的性能，我们提出的架构，eNodeB被分配到MO使用服务质量（QoS）的感知和QoS不知道的调度算法的考虑下，随时间变化的数量和位置的用户设备（UE）通过蒙特卡洛模拟。在长期演进（LTE）架构中的性能与传统的EPS进行了比较，结果表明，我们提出的架构优于传统的蜂窝网络架构。
2016-09-24 cs.NI
A Brief Overview of Software-Defined Networking
互联网是新的数字世界的驱动力，它创造了一场革命。随着物联网（IoT）的概念，几乎所有东西都连接到互联网。然而，对于传统的IP网络系统，管理和配置网络在计算上非常复杂和昂贵，其中数据平面和控制平面紧密耦合。为了简化网络管理任务，已经提出了软件定义网络（SDN）作为向外部化和逻辑集中式网络控制平面的有前景的范例转变。SDN将控制平面和数据平面相结合，并提供可编程性来配置网络。为了应对这一新技术的压倒性进步，本文通过描述SDN中的不同层及其功能，提供了SDN的整体概述。本文对SDN进行了简单而有效的概述，这将为读者了解这一新技术并为这一领域做出贡献铺平道路。
2023-02-01 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
LineSwitch: Efficiently Managing Switch Flow in Software-Defined Networking while Effectively Tackling DoS Attacks
软件定义网络（Software Defined Networking，SDN）是一种新的网络架构，旨在提供网络控制（控制平面）和数据转发功能（数据平面）之间更好的解耦。这种分离带来了几个好处，例如直接可编程和（虚拟）集中式网络控制。然而，研究人员表明，SDN的控制和数据平面之间所需的通信通道在系统中产生了潜在的瓶颈，引入了新的漏洞。事实上，这种行为可能被用来发动强大的攻击，例如控制平面饱和攻击，这可能严重阻碍整个网络的性能。本文提出了一种有效的抗控制平面饱和攻击的解决方案LineSwitch。LineSwitch结合了SYN代理技术和网络流量的概率黑名单。我们实现了LineSwitch作为OpenFlow的扩展，OpenFlow是SDN的当前参考实现，并考虑不同的流量场景（有和没有攻击）评估我们的解决方案。我们的初步实验结果证实，与最先进的技术相比，LineSwitch将时间开销减少了30%，同时确保了相同的保护水平。
2015-02-08 cs.NI
Passive Optical Networking for 5G and Beyond 5G Low-Latency Mobile Fronthauling Services
无源光网络（PON）技术为支持5G和超5G移动网络前传（MFH）提供了一种具有吸引力的经济高效的替代方案。然而，鉴于其高带宽和严格的延迟要求，用于此类网络的MFH具有挑战性。为了减少这些要求，在5G网络中引入了无线电接入网络（RAN）功能划分;这在资源分配中提供了更大的灵活性，因为协议栈分布在集中式单元和分布式单元之间。与RF-PHY分离的常规MFH要求相比，由较高层分离产生的MFH业务变得更依赖于实际用户业务负载。针对RAN功能分离后MFH业务的新特点，提出了一种资源分配机制来提高MFH业务PON的性能。
2021-10-15 cs.ET cs.NI cs.PF
A Framework for Application-aware Networking by Delegating Traffic Management of SDNs
软件定义网络中逻辑集中式控制器的存在实现了对网络流量的智能和细粒度管理。通常，流量管理包括流量的测量、分析和控制，以提高资源利用率。这是通过检查相应的性能要求，使用指标，如数据包延迟，抖动，丢失率和带宽利用率从全球网络的观点。关于软件定义网络的流量管理以及如何有效地分配资源，已经有许多工作。然而，这些解决方案中的绝大多数局限于在入口和出口交换机的边界内检索的间接信息。这意味着测量、分析和控制的三阶段循环在该边界之间的交换机上执行，而网络中流动的流量源自终端主机上的应用。在这项工作中，我们提出了一个框架，将网络应用到交通管理的任务，使用软件定义网络的概念。我们演示了如何帮助应用程序获得所需的服务质量水平，通过实现一个原型的API流带宽预留使用OpenFlow和OVSDB协议。
2017-03-11 cs.NI
Resilient Time-Sensitive Networking for Industrial IoT: Configuration and Fault-Tolerance Evaluation
本文提出基于OMNeT++/INET的模块化仿真框架IN2C，通过集成时间同步与FRER等核心TSN特性及XML故障注入，评估工业物联网在真实故障下的容错性能，发现FRER能消除丢包并实现亚毫秒级恢复，为带宽受限环境部署提供指导。
2025-07-15 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
The Evolution of Decentralized ICT Networks
传统的网络系统，特别是著名的三层拓扑设计，更注重集中的网络系统，并使用冗余作为一种保护机制，以防止未来的系统故障。然而，近年来，通过几种设计技术，权力下放发生了演变。从需要物理上独立的网络来运行关键应用程序的客户端开始。随后出现了脊叶拓扑结构和软件定义网络解决方案。在这篇研究论文中，我将首先使用概率论的各个方面来证明分散化如何优于集中化。其次，我将进一步展示脊叶和软件定义网络如何本质上是分散的，冗余的，并且比传统的集中式网络更好。
2019-09-10 cs.NI
Toward Agentic AI: Generative Information Retrieval Inspired Intelligent Communications and Networking
College of Computing and Data Science, Nanyang Technological University（南洋理工大学计算与数据科学学院）；University of Technology and Design, Singapore（新加坡科技设计大学）；Institute for Infocomm Research, Agency for Science, Technology and Research（新加坡科技研究局信息通信研究院）；Auburn University（奥本大学）；University of Houston（休斯顿大学）；Kyung Hee University（庆熙大学）
本文提出生成式信息检索启发的智能体AI框架，通过多源检索与自反思验证提升电信网络规划决策的准确性、一致性与检索效率。
2025-02-24 cs.AI cs.NI
Publish/subscribe-enabled software defined networking for efficient and scalable IoT communications
- 物联网（IoT）是许多不同的使能技术的结果，诸如用于收集、处理、推断和传输数据的嵌入式系统、无线传感器网络、云计算、大数据等。整合所有这些技术需要全面和整体的研究工作，以解决这些技术带来的所有挑战，特别是从物理世界到云托管服务的感知和交付信息。在本文中，我们概述了与标准化工作，对象的移动性，网络和网关接入，QoS支持相关的最重要的问题。特别是，我们描述了一种新的物联网网络架构，集成了软件定义网络（SDN）和对象管理组的数据分发服务（DDS）中间件。拟议的架构将改善物联网系统的服务交付，并为网络带来灵活性。
2017-11-14 cs.NI
Survey on Network Virtualization Hypervisors for Software Defined Networking
软件定义网络（SDN）已经成为用于使通信网络的控制灵活的有前景的范例。SDN分离数据包转发平面，即，数据平面与控制平面分开，并采用中央控制器。网络虚拟化允许多个用户（租户）灵活地共享物理网络资源。每个租户在其虚拟网络上运行其自己的应用，即，实际物理网络的一部分。SDN网络的虚拟化承诺允许网络利用SDN联网和网络虚拟化的组合益处，并且因此近年来吸引了显著的研究关注。用于虚拟化SDN网络的关键组件是SDN管理程序，其将底层物理SDN网络抽象为多个逻辑隔离的虚拟SDN网络（vSDN），每个虚拟SDN网络具有其自己的控制器。我们在本文中全面调查了SDN网络的虚拟机管理程序。我们根据SDN虚拟机管理程序的架构将其分为集中式和分布式虚拟机管理程序。此外，我们根据其执行平台将虚拟机管理程序细分为专门在通用计算平台上运行的虚拟机管理程序，或者在通用计算平台与通用或专用网络元件的组合上运行的虚拟机管理程序。我们详尽地比较了现有SDN虚拟机管理程序的网络属性抽象和隔离功能。作为未来研究议程的一部分，我们概述了SDN虚拟机管理程序的性能评估框架的发展。
2015-10-09 cs.NI
The Role of Intent-Based Networking in ICT Supply Chains
考虑到ICT供应链的复杂性、动态性和异构性，向工业4.0的演进推动了对网络管理领域创新解决方案的需求。为此，基于意图的网络（IBN）已经被证明可以改进当今网络管理的驱动方式，可以作为促进大型ICT供应链管理的解决方案来实施。在本文中，我们首先提出了一个典型的IBN系统的主要架构组件的比较，然后，我们研究的关键工程需求时，集成IBN与ICT供应链网络系统，同时考虑人工智能方法。我们还提出了一个通用的架构设计，使意图翻译的ICT供应链规范到较低级别的政策，最后显示一个例子，访问控制是如何在一个建模的ICT供应链系统。
2021-05-11 cs.NI
Reliability Aware Multiple Path Installation in Software Defined Networking
作为一种最先进的网络，软件定义网络（SDN）通过在逻辑上集中的实体（称为控制器）处实现控制平面和管理平面，将控制平面和管理平面从转发设备的数据平面中分离出来。这有助于使网络控制和管理变得简单和容易。链路故障在计算机网络中经常发生。现有的方法在处理链路故障时，不考虑主路径的可靠性，在SDN中的交换机上为一个流计算并设置多条路径，这不仅增加了计算多条路径的计算量，而且增加了网络中设置额外流规则的计算时间和流量。在这项研究工作中，我们提出了一种新的方法，计算链路的可靠性，然后安装多个路径的基础上的可靠性值。更具体地说，如果一个主路径具有较高的可靠性，那么就应该安装较少数量的备用路径。这将减少控制器的路径计算时间和流量规则安装负载。因此，交换机流表中的流规则条目应该更少，这反过来将避免流表的溢出。通过仿真结果，我们所提出的方法相比，现有的方法在控制器的计算开销，端到端的数据包传输延迟和流量的流量开销安装方面表现更好。
2020-12-17 cs.NI
A Look Inside 5G Standards to Support Time Synchronization for Smart Manufacturing
连接性在当前的智能制造转型中发挥着重要作用。5G被视为支持智能制造运营的端到端网络基础设施的组成部分。5G与时间敏感网络（TSN）的集成被视为智能工厂的整体通信解决方案。下一代工业化包括实时流程、自动化、固定和蜂窝网络以及高度多样化的设备。在单一基础设施中集成固定和蜂窝设备以实现端到端确定性通信需要高精度的时间同步。为了满足工业通信的需求，固定网络中的传输技术正朝着TSN和确定性网络的方向发展。5G的最新蜂窝规范旨在实现超可靠和低延迟通信，从而实现工业物联网。本文描述了基于3GPP TS 23.501 Release 16中给出的支持将TSN与5G网络集成的最新技术水平。介绍了工厂自动化和与5G网络集成的时间同步要求，以及标准化过程中的最新进展。
2022-05-20 cs.NI cs.SY eess.SY
A Software-Defined Opto-Acoustic Network Architecture for Internet of Underwater Things
在本文中，我们设想了一种用于水下物联网（IOUT）的混合光声网络设计。软件定义的水下网络（SDUN）是一种使光学和声学系统的混合优势，并使IOUT节点适应具有挑战性和动态变化的水下环境的推动者。我们解释了不可避免地交织在一起的不同层的功能之间的关系，并分析其对关键网络属性的影响。然后引入网络功能虚拟化（NFV）概念以通过NFV管理和编排系统实现应用特定的跨层协议套件。最后，我们讨论了SDUN和NFV如何根据不同的水下应用的不同服务需求来分割可用的网络资源。这种革命性的架构模式转变不仅可以解决长期存在的水下网络问题，而且还可以顺利集成IoUT和IoT生态系统。
2019-09-30 cs.NI cs.SY eess.SY
Rama: Controller Fault Tolerance in Software-Defined Networking Made Practical
在软件定义网络（SDN）中，网络应用使用由控制器提供的逻辑集中式网络视图来远程编排网络交换机。为了避免控制器成为单点故障，采用传统的容错技术来保证可用性，这是生产环境中的基本要求。不幸的是，这些技术无法确保在控制器故障下的正确网络行为。这些技术的问题在于它们只处理了问题的一部分：保证应用程序和控制器状态在副本之间保持一致。然而，在SDN中，交换机保持也必须一致地处理的硬状态。因此，容错SDN必须将交换机状态纳入问题中。最近提出的容错控制器平台Ravana通过扩展容错SDN控制来解决这个问题，该容错SDN控制具有保证控制消息在控制器和交换机处被事务性地且精确地处理一次的机制。即使在控制器和开关崩溃的情况下也能提供这些保证。这种解决方案的优雅是有代价的。Ravana要求修改交换机，并对OpenFlow进行扩展，以增加迄今为止未预见到的协议。面对这一挑战，我们提出了Rama，这是一个容错SDN控制器平台，它提供了与Ravana相同的强大保证，而无需修改交换机或OpenFlow协议。我们的原型实现的实验表明，额外的开销是适度的，使Rama的第一个容错SDN解决方案，可以立即部署。
2019-02-05 cs.NI
DQ Scheduler: Deep Reinforcement Learning Based Controller Synchronization in Distributed SDN
在分布式软件定义网络（SDN）中，实现多个物理SDN控制器，每个物理SDN控制器管理网络域，以平衡集中式控制、可扩展性和可靠性要求。在这样的联网范例中，控制器彼此同步以维持逻辑上集中的网络视图。尽管有各种分布式SDN控制器架构的建议，大多数现有的作品只假设这种逻辑上集中的网络视图可以实现一些同步设计，但控制器应该如何精确地彼此同步，以最大限度地提高同步的好处在最终的一致性假设下的问题在很大程度上被忽视。为此，我们将控制器同步问题表示为马尔可夫决策过程（MDP），并将强化学习技术与深度神经网络相结合，以训练智能控制器同步策略，我们称之为Deep-Q（DQ）策略。评估结果表明，DQ的反熵算法优于ONOS控制器中实现的域间路由任务高达95.2%。
2018-12-03 cs.NI
SbDN: Source-based TSN-Grade Deterministic Networking using Commodity Switches
Eindhoven University of Technology（埃因霍温理工大学）
该研究提出基于源的多智能体架构SbDN，用商用交换机实现TSN级确定性网络，通过TNP和TP两种方法保证时间关键流的端到端延迟，成本更低且调度时间短。
2026-08-18 cs.NI
Efficient Asynchronous Federated Evaluation with Strategy Similarity Awareness for Intent-Based Networking in Industrial Internet of Things
Guangxi University Key Laboratory of Intelligent Networking and Scenario System (School of Information and Communication, Guilin University of Electronic Technology)（广西智能网络与场景系统重点实验室（信息与通信学院，桂林电子科技大学））；National Engineering Laboratory for Comprehensive Transportation Big Data Application Technology (Guangxi)（综合交通运输大数据应用技术国家工程实验室（广西））；School of Automation, Guangdong University of Technology（自动化学院，广东工业大学）；School of Architecture and Transportation Engineering, GUET（建筑与交通工程学院，桂林电子科技大学）
本文提出了一种基于联邦学习的增强意图网络框架FEIBN，利用大语言模型将用户意图转化为结构化策略元组，并通过策略相似性意识联邦学习机制提升训练效率和通信效率，从而在工业互联网-of-things环境中实现更高效的策略评估。
2026-06-04 cs.AI cs.NI
Centralized Network Utility Maximization with Accelerated Gradient Method
本文针对SDN场景下集中式网络效用最大化研究忽略效率的问题，通过构造光滑目标函数应用Nesterov加速梯度法，提出兼具效率与流量维度可扩展性的算法，实现$O(d/t^2)$收敛速率与接近最优的效用。
2024-08-16 cs.NI
DHNet: A Distributed Network Architecture for Smart Home
本文提出面向智能家居的分布式网络架构DHNet及基于向量路由的分簇通信算法，通过网卡地址直用和服务发现下沉至网络层，显著降低接入与通信延迟，并实现与TCP/IP应用的兼容。
2024-03-29 cs.NI
SNSAPI: A Cross-Platform Middleware for Rapid Deployment of Decentralized Social Networks
在本文中，我们提出的设计，实现和我们一年的维护经验，SNSAPI，基于Python的中间件，统一的接口和数据结构的异构社会网络服务（SNS）。与大多数以前的作品，我们的中间件是面向用户的，需要零基础设施的支持。它使用户能够以可编程的、跨平台的方式容易地进行在线社交活动，同时逐渐减少对集中式在线社交网络（OSN）的依赖。更重要的是，由于SNSAPI中间件可用于通过传统通信渠道（如RSS或电子邮件）支持分散式社交网络服务，因此它可以以增量、自组织方式部署分散式社交网络（DSN）。为了证明这种类型的DSN的可行性，我们已经部署了一个实验性的6000节点的SNSAPI为基础的DSN的PlanetLab和评估其性能，通过重播的痕迹，从主流的OSN收集的在线社交活动。我们的研究结果表明，只有轻微的资源消耗，SNSAPI为基础的DSN可以实现可接受的转发延迟相媲美的集中式OSN。我们还开发了一个分析模型来描述我们的DSN中的资源消耗和消息转发延迟之间的权衡。通过PlanetLab上的20个参数化实验，我们发现经验测量结果与我们的分析模型预测的性能合理匹配。
2014-03-18 cs.NI cs.SI
Implementing Software Defined Load Balancer and Firewall
软件定义网络（SDN）是一种旨在使网络快速灵活的架构。SDN的目标是通过使服务提供商和企业能够快速响应不断变化的业务需求来改善网络控制。在SDN中，管理员可以从集中式控制台对流量进行整形，而不必修改属于网络的任何单个交换机。集中式SDN控制器指导交换机在任何需要的地方提供网络服务，而不管服务器和设备之间的特定连接。这种方法是对传统网络架构的转变，在传统网络架构中，各个网络设备根据其配置的路由表做出流量决策。在本文中，我使用Floodlight控制器构建并测试了SDN负载平衡器和防火墙模块。
2022-11-28 cs.NI
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
Energy-Efficient Distributed Machine Learning in Cloud Fog Networks
预计形成物联网（IoT）的数十亿个对象将产生大量数据。各种自动化服务（如监控）将在很大程度上取决于不同机器学习（ML）算法的使用。传统上，ML模型由集中式云数据中心处理，物联网读数通过接入层、城域网和核心层中的多个网络跳卸载到云端。这种方法将不可避免地导致过度的网络功耗以及服务质量（QoS）下降，例如延迟增加。相反，在本文中，我们提出了一种分布式ML方法，其中处理可以在中间设备（如物联网节点和雾服务器）中进行。我们将ML模型抽象为虚拟服务请求（VSR），以表示深度神经网络（DNN）的多个互连层。使用混合线性规划（MILP），我们设计了一个优化模型，以节能的方式在云/雾网络（CFN）中分配DNN的层。我们评估了DNN输入分布对CFN性能的影响，并将这种方法的能效与DNN的所有层都在集中式云数据中心（CDC）中处理的基线进行了比较。
2021-05-20 cs.NI eess.SP
Knowledge Graph Embedding in Intent-Based Networking
本研究将基于意图的网络与知识图谱结合，采用知识图谱嵌入技术实现意图到服务的映射与验证，在自定义意图知识图谱上取得超80%的准确率，为网络管理提供了更高效的服务编排方案。
2024-05-13 cs.NI
Architecting Information Centric ETSI-M2M systems
欧洲电信标准协会（ETSI）发布了一组规范来定义用于实现跨异构机器对机器（M2M）系统的无缝服务供应的REST式架构。此体系结构的当前版本是高度集中的，因此需要对其可伸缩性、容错和灵活性进行新的增强。为了弥合这一差距，本文提出了一种基于信息中心网络设计的覆盖服务能力层。还讨论了主要功能，示例用例和初步性能评估，以突出我们方法的潜力。
2014-03-06 cs.NI
AI-Aided Integrated Terrestrial and Non-Terrestrial 6G Solutions for Sustainable Maritime Networking
Brno University of Technology（布尔诺理工大学）；Tampere University（坦佩雷大学）；Ericsson Research（爱立信研究院）；KTH Royal Institute of Technology（瑞典皇家理工学院）
海运业正在经历一场技术革命，影响到造船、远洋和内河船舶的运营、货物管理和港口的工作实践。这种持续的转型是由使生态系统更具可持续性和成本效益的雄心驱动的。数字化和自动化通过将航运和巡航转变为更具成本效益和能源效率以及脱碳的行业来帮助实现这些目标。这些流程中的关键推动因素是始终可用的连接和内容交付服务，这不仅可以帮助航运公司提高运营效率和减少碳排放，还有助于提高船员福利和乘客体验。由于最近在整合高容量和超可靠的地面和非地面网络技术方面取得的进展，无处不在的海上连接正在成为现实。为了应对管理这些集成系统日益增加的复杂性，本文提倡使用基于人工智能和机器学习的方法来满足各种海上通信场景中的服务要求和能效目标。
2022-01-25 cs.AI cs.NI
Advanced Algorithms in Heterogeneous and Uncertain Networking Environments
如今，通信网络在各个地方和各种规模上都得到了使用：从家庭的小型物联网（IoT）网络开始，通过校园和企业网，一直到互联网提供商的一级网络。因此，网络设备应该支持在处理时间、带宽能量消耗、最后期限等方面具有高度异构特性的过多任务，评估这些特性以及用于处理它们的当前可用资源的量需要分析所有到达的输入、从许多远程设备收集信息，并且整合所有这些信息。在当今的网络环境中，实时的执行所有这些任务是非常具有挑战性的，其特征在于延迟的严格限制和不断增加的数据率。因此，网络算法通常应该在不确定性下做出决策。这项工作解决了在异构和不确定的网络环境中优化性能。我们首先详细介绍了异质性和不确定性的来源，并表明不确定性出现在网络设计的各个层面，包括执行任务所需的时间;可用资源的数量;以及成功完成任务的预期收益。接下来，我们调查当前的解决方案，并显示其局限性。基于这些见解，我们开发一般的设计概念，以解决异构性和不确定性，然后使用这些概念来设计实用的算法。对于我们的每一种算法，我们都提供了严格的数学分析，从而显示了最坏情况下的性能保证。最后，我们在各种输入轨迹上实现并运行建议的算法，从而进一步了解我们的算法设计原则。
2021-10-11 cs.NI
Towards integrating hardware Data Plane acceleration in Network Functions Virtualization
本文提出了一种用于在网络功能虚拟化（NFV）架构中集成数据平面（DP）加速的框架。数据平面编程（DPP）被证明对NFV环境是有益的，因为它通过使用自行设计的算法提供了完整的数据包转发灵活性。此外，DPP还提供高性能网络，因为DP可以配置为在专用硬件上执行特定功能。我们提出了在ETSI NFV架构中集成DP加速，该架构利用使用P4语言在硬件交换机中实现的自定义DP功能。此外，OpenStack和Kubernetes用作虚拟化基础设施管理器（VIM），开源MANO（OSM）用作管理和部署（MANO）元素。
2022-03-21 cs.NI
Towards Resilient Access Equality for 6G Serverless p-LEO Satellite Networks
低轨道（LEO）巨型星座融合了政府空间系统和商业实践，由于其全球覆盖和无处不在的服务于军事和民用用例的良好优点，已经成为第六代（6 G）网络的使能技术。然而，以低地球轨道为基础的聚合卫星联网基础设施仍然缺乏利用空间和地面系统的协同作用。因此，本文通过无服务器边缘学习架构扩展了传统的无服务器云平台，用于6 G激增的LEO（p-LEO）卫星生态系统，并从网络角度提供了一种新的分布式培训设计。所提出的设计动态编排异构物理单元之间的通信和计算功能和资源，以有效地实现多代理深度强化学习的服务级别协议。创新的生态系统增强功能，包括超宽带接入，抗干扰传输，弹性网络和相关的开放挑战，也被调查的端到端的连接，通信和学习性能。
2022-05-17 cs.NI
Towards Time Sensitive Networking on Smart Cities: Techniques, Challenges, and Solutions
本文综述了时间敏感网络（TSN）在智慧城市中的应用，分析了其面临的互操作性、可扩展性等挑战，并提出将TSN从汽车和工业领域适配到城市环境的技术路线与解决方案。
2025-05-07 cs.NI
DE-LIoT: The Data-Energy Networking Paradigm for Sustainable Light-Based Internet of Things
本文提出DE-LIoT，一种基于VLC的新型WPANs概念，采用密集分布节点与中央控制器实现数据与能量网络同步运行，通过实际硬件验证了其在延长节点寿命和提升资源效率方面的有效性与可持续性。
2024-04-22 cs.ET cs.NI
Centralized Management of a Wifi Mesh for Autonomous Farms
该研究针对自主农场的高吞吐量网络需求，设计了结合2.4GHz与5GHz频段的Cornet多跳WiFi mesh网络及集中式流量工程系统，较标准策略提升1.4倍网络利用率。
2023-11-08 cs.NI
Time-Sensitive Networking (TSN) for Industrial Automation: Current Advances and Future Directions
本文综述面向工业自动化的时间敏感网络（TSN）研究进展，梳理IEEE TSN标准体系，分析其融入工业自动化的机遇与挑战，并指出未来应用研究方向。
2024-07-16 cs.NI
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
Description of the UPPAAL Models for SRP and CSRP and Verification of their Termination and Consistency Properties
IEEE音频视频桥接（AVB）任务组（TG）的创建旨在为以太网提供软实时保证。后来，TG更名为时间敏感网络（TSN），其范围扩大到支持硬实时和关键应用。流预留协议（SRP）是TG的关键工作，因为它允许预留网络中的资源，保证所需的服务质量（QoS）。AVB的SRP基于分布式架构，而TSN基于集中式架构。TSN支持并使用SRP的分布式版本。然而，它并没有被设计为提供对关键应用重要的特性。因此，我们提出了一个新版本的SRP增强服务称为一致性流预留协议（CSRP）。在本文中，我们描述了我们开发的SRP和CSRP UPPAAL模型，以及我们用来验证其终止性和一致性属性的查询。
2020-08-09 cs.NI cs.SY eess.SY
AI Reasoning for Wireless Communications and Networking: A Survey and Perspectives
本综述系统梳理了AI推理（尤其大语言模型智能体）在无线通信网络中的应用，提出了分类体系与逐层分析框架，并展望了未来研究方向，为推理技术融入下一代无线网络提供路径指引。
2025-09-11 cs.NI
Real-Time Aware IP-Networking for Resource-Constrained Embedded Devices
针对资源受限嵌入式设备在实时IP网络中的优先级反转与网络拥塞问题，提出软硬件协同的实时感知网络子系统与调度架构，保障无线工业物联网场景下的实时任务执行。
2024-11-07 cs.NI cs.OS
REDUS: Adaptive Resampling for Efficient Deep Learning in Centralized and Federated IoT Networks
本文提出REDUS自适应重采样技术，通过优先误分类样本并剔除冗余数据优化深度学习训练，在CICIoT2023数据集上实现训练时间最多减少72.6%而准确率仅损失1.62%，适用于集中式和联邦物联网网络。
2025-07-02 cs.NI
An Overview of Machine Learning-Enabled Network Softwarization for the Internet of Things
本文概述物联网、网络软化与机器学习的基础，并综述机器学习赋能的网络软化在物联网中的最新进展，以应对复杂网络服务挑战。
2024-02-07 cs.NI
Efficient Complex Event Processing in Information-centric Networking at the Edge
以信息为中心的网络（ICN）是一种新兴的互联网架构，它提供了有前途的功能，如网络缓存和命名数据寻址，以支持边缘计算范式，特别是物联网（IoT）应用。ICN可以从复杂事件处理（CEP）中受益，CEP是一种网络内处理范例，用于指定和执行数据流上的高效查询操作。然而，由于以下原因，将CEP集成到ICN中是一项具有挑战性的任务：（1）典型的ICN架构不提供对转发和处理连续数据流的支持;（2）物联网应用通常需要较短的响应时间并需要强大的事件检测，这两者都难以使用现有的CEP系统来实现。在这篇文章中，我们提出了一种新的网络架构，称为INetCEP，用于有效的基于CEP的网络内处理，作为ICN的一部分。INetCEP通过（1）支持连续数据流的统一通信模型，（2）CEP指定数据平面中的数据处理操作的Meta查询语言，以及（3）解析指定操作的查询处理算法，在ICN中实现高效的数据处理。我们对两个物联网用例和数据集的实验结果表明，INetCEP在高工作负载下提供了非常短的响应时间，最高可达73 μs，并且在转发事件方面比最先进的CEP系统Flink快15倍以上。此外，复杂查询的交付和处理比Flink快32倍左右，比基于简单拉取的引用方法快100倍以上，同时保持100%的准确性。
2020-12-13 cs.DC cs.NI
A Goal-Oriented Networking Approach for Intelligent IoT Service Deployment
CNIT WiLab（意大利国家先进通信研究中心无线实验室）；DEI, University of Bologna（博洛尼亚大学电气、电子和信息技术工程系）；Huawei Heisenberg Research Center（华为海森堡研究中心）
提出一种目标导向（GO）通信框架，通过多目标优化模型评估能耗、延迟和目标准确率之间的权衡，仿真表明该范式能提升网络效率。
2026-05-27 cs.NI
OVS Meets PQ-TLS: Exploring Post-Quantum TLS for SDN's Southbound API
Ozyegin University（伊兹密尔经济大学）
该研究针对 SDN 南向 API 传统 TLS 依赖 legacy 密码算法的问题，提出 PQ-TLS 应用的概念验证，对比纯/混合 PQ-TLS 与传统 TLS 的延迟、CPU 利用率及不同后量子密码方案性能，为 SDN 南向接口后量子安全提供参考。
2026-08-18 cs.NI
Aqua Computing: Coupling Computing and Communications
作者介绍了为连接设备提供计算服务的新愿景。它基于以下关键概念：未来的计算资源将与通信资源耦合，以增强所连接的用户的用户体验，并且还用于优化提供商的基础设施中的资源。这种耦合通过联合/协作资源分配算法、通过集成计算和通信服务以及通过集成网络中的硬件来实现。这种类型的计算，其中计算服务不是独立提供的，而是依赖于网络服务，被称为水计算。作者认为Aqua Computing是一种将计算资源交付给终端设备的新方法，一旦连接到支持Aqua Computing的网络，设备的计算能力就会自动增强。资源耦合的过程称为计算溶解。然后，提出了一种用于移动边缘网络的水计算架构，其中计算和无线网络资源由移动云控制器联合或协作地分配，以利于最终用户和/或服务提供商。最后，展示了系统的工作原型，收集的结果显示了Aqua Computing原型的性能。
2015-10-25 cs.CY cs.DC cs.NI
