QUIC (Quick UDP Internet Connections) -- A Quick Study
传输协议的主要职责是支持两个端到端实体之间的通信。这些实体可以是主机或设备，例如路由器、防火墙等。传输协议提供了在这两个端到端设备之间具有虚拟电路路由的机制。传输协议有两种类型：面向连接的和无连接的。正如这些名称所暗示的，面向连接需要额外的建立连接的工作，并在数据包重新排序、拥塞控制、数据包的可靠传递方面提供可靠性。另一方面，无连接传输协议的适应，发送和遗忘机制。它的全部目的是传递数据报，而不必担心它的传递。有两种主要的协议，TCP和UDP，分别用于面向连接和无连接服务。作为一种面向连接的协议，TCP提供了可靠的端到端连接，并具有拥塞控制机制以避免接收方的缓冲区溢出。
2020-10-10 cs.NI
Fluctuation-induced traffic congestion in heterogeneous networks
在复杂的异构网络，特别是互联网的研究中，非常注意分析由硬件故障或过载引起的网络故障，其中网络反应被建模为重新路由的流量远离故障或拥塞的元素。在这里，我们模拟另一种类型的网络反应拥塞-急剧减少的输入流量率通过拥挤的路线，发生在更短的时间尺度。我们认为，在互联网上的局部需求和容量之间的不匹配的结果在交通损失的拥塞发作，并表明它可以被描述为一个相变的特点是在介观时间尺度上的强非高斯损失波动。由输入流量中的噪声引起的波动，由于网络的异构性而加剧，表现在无标度负载分布中。它们导致网络对拥塞的第一个迹象反应过度，显著减少了沿拥塞完全可以忽略的通信路径的输入流量。
2011-10-21 cond-mat.stat-mech cs.NI physics.soc-ph
Extending Low Latency Service Across the Internet
Stony Brook University（石溪大学）；NYU Tandon School of Engineering（纽约大学坦登工程学院）
针对L4S难以在非接入链路部署的问题，提出利用BGP团体等现有机制的部署策略，经FABRIC测试平台验证，可扩展互联网低延迟服务。
2026-08-28 cs.NI
Approximate mechanism for measuring stability of Internet link in aggregated Internet pipe
在这篇文章中，我们提出了一种方法来衡量互联网连接的稳定性，这是快速的，其复杂性的过程中可以忽略不计的开销。该方法找到用于表示互联网连接的稳定性的相对值，并且还可以扩展用于聚合的互联网连接。该方法在实时的实施的帮助下被记录，并且结果被共享。该测量方案对每个连接使用HTTP GET方法。对所识别的站点（如ISP的网关、google.com等）的归一化响应用于计算当前链路稳定性。该方法的新颖之处在于使用历史值来计算整体链路稳定性。在本讨论中，我们还记录了一种使用计算值作为动态阈值度量的方法。这在路由决策中使用，并用于对聚合带宽管道中的每个连接进行负载平衡。该方案是聚合互联网连接中非常流行的做法。
2009-07-28 cs.NI cs.PF
Toward a Push-Scalable Global Internet
推送消息传递，其中客户端与服务器保持"永远在线"的连接，以便实时通知（异步）消息到达，正在越来越多地用于互联网服务。本文中的关键信息是万维网上的推送消息传递对于服务器、中间网络元件和电池供电的移动终端客户端是不可扩展的。我们提出了一个商业部署的WWW推送电子邮件服务的测量分析，以突出这些问题。接下来，我们建议基于内容的优化，以减少推送消息的始终在线连接要求。我们的想法是基于利用人与人之间的信息传递的周期性。我们展示了机器学习如何准确地建模一天或一周中消息最不可能到达的时间，并在这些时间关闭始终在线的连接。我们将我们的方法应用到一个真实的电子邮件数据集，我们的实验表明，活跃的始终在线连接的小时数可以减少一半，同时仍然实现高达90%的所有消息的实时消息传递。
2010-11-29 cs.NI
Unlicensed Spectrum Sharing for Massive Internet-of-Things Communications
未经许可的频谱虽然是免费的，但已成为实现大规模物联网（IoT）应用的宝贵资源，其中支持互联网的设备被大规模部署。然而，在未经许可的频段上实现大规模物联网连接需要物联网设备之间的高效频谱共享以及与其他无线网络的公平共存。在本文中，我们讨论了几种频谱共享方法来解决这些网络内和网络间的共享问题。为此，我们首先考虑基于ALOHA的网络，避免频谱感知，但依赖于多样性，以提高随机接入的连接密度。然后，我们提出了基于传感的解决方案，如免许可蜂窝接入，有助于支持具有不同速率要求和连接密度的更广泛的应用。最后，我们强调了未来在未经许可的频谱上进行大规模物联网连接的研究方向。
2019-03-04 cs.NI
An Analysis of QUIC Connection Migration in the Wild
本文针对QUIC连接迁移底层支持部署情况未被充分探索的问题，通过全网扫描考察其互联网支持情况，发现虽QUIC在服务器部署发展快，但部分热门目标尚未支持该机制。
2024-10-08 cs.NI
Pinpointing Delay and Forwarding Anomalies Using Large-Scale Traceroute Measurements
了解网络健康状况对于提高互联网可靠性至关重要。例如，检测对等网络和提供商网络中的中断有助于识别连接问题。目前，这项任务对于网络运营商来说是耗时的。它涉及大量的人工观察，因为运营商对其他网络几乎没有可见性。在本文中，我们利用RIPE Atlas测量平台来监测和分析网络状况。我们提出了一套互补的方法来检测traceroute测量网络中断。一种新的方法，检测延迟的变化被用来识别拥塞的链路，并采用数据包转发模型来预测流量路径，并确定故障路由器的情况下，数据包丢失。此外，聚合每种方法的结果使我们能够轻松监控网络，并识别显示重大网络中断的协调报告，减少不感兴趣的警报。我们的贡献包括一个统计方法提供强大的估计互联网延迟和成千上万的链路延迟的研究。我们提出了三个案例，证明所提出的方法检测到真正的中断，并提供有价值的见解，以及令人惊讶的发现，对确定的事件的位置和影响。
2017-05-15 cs.NI
Can MPTCP Secure Internet Communications from Man-in-the-Middle Attacks?
互联网规模的多路径通信长期以来一直是一个神话，没有部署任何实际的协议，以便在通往互联网目的地的途中可以通过同一连接采取多条路径。最近，多路径传输控制协议（MPTCP）扩展被标准化，并且正在从移动到固定接入网络、从数据中心到核心网络的许多用例中快速采用。它的主要好处之一是，可靠性得益于备用路径重新路由;吞吐量得益于链路聚合;以及保密性得益于拦截完整连接的更强能力-后者吸引的关注较少。使用MPTCP来利用多个互联网规模的路径，从而降低中间人（MITM）攻击的概率，这将是多么有趣，这是我们试图回答的一个问题。通过分析自治系统（AS）级别图，我们确定哪些国家和地区对MITM AS级别攻击表现出更高的鲁棒性，例如由于核心电缆窃听或路由劫持行为。
2017-04-24 cs.NI
Middleware Implementation in Cloud-MANET Mobility Model for Internet of Smart Devices
智能设备是非常有用的设备，使我们的生活比以前更容易。一个智能设备是方便我们建立一个连接与另一个智能设备在无线网络与分散的方法。移动自组织网络是一种新的方法，发现邻近的设备，并建立它们之间的连接，没有集中的基础设施。云提供服务的移动自组网用户访问云和通信与其他移动自组网用户。在本文中，我将移动自组网和云技术结合在一起，形成了一个新的移动模型，称为云移动自组网。在这种移动模型中，如果移动自组网的一个智能设备能够连接到互联网，那么所有的智能设备都能够使用云服务，并且可以与Cloud-MANET框架中的另一个智能设备进行交互。中间件充当MANET和云之间的接口。本文的目的是实现一个中间件在云移动自组网移动模型的智能设备在互联网上的通信。
2020-06-05 cs.NI
The QQUIC Transport Protocol: Quantum assisted UDP Internet Connections
量子密钥分发是1984年提出的一种商业化的保密通信方法，它利用量子力学的性质，使通信双方产生共享的随机秘密密钥。我们提出了QQUIC（Quantum assisted Quick UDP Internet Connections）传输协议，该协议对著名的QUIC传输协议进行了改进，在密钥交换阶段采用量子密钥分配来代替原来的经典算法。由于量子密钥分发的可证明安全性，QQUIC密钥的安全性不依赖于计算假设。也许令人惊讶的是，QQUIC在某些情况下甚至比QUIC更能减少网络延迟。为了实现这一点，附加的量子连接被用作密钥生成的专用线路。
2020-06-01 cs.CR cs.NI quant-ph
Differentiated End-to-End Internet Services using a Weighted Proportional Fair Sharing TCP
在本文中，我们研究了加权比例公平性在互联网中的数据流中的应用。我们让用户设置他们连接的权重，以最大化他们从网络中获得的效用。当与按重量和时间对连接计费的定价方案相结合时，这样的系统被称为最大化网络的总效用。我们的研究案例是一个连接到长距离链接的国家Web缓存服务器。我们提出了两种加权TCP连接的方法，通过操纵一些参数的协议，并从模拟和原型目前的结果。最后，我们讨论如何比例公平可以用来实现互联网的差异化服务。
1998-08-25 cs.NI cs.PF
Detecting Intentional Packet Drops on the Internet via TCP/IP Side Channels: Extended Version
我们描述了一种方法，用于远程检测故意丢包在互联网上通过侧信道推断。也就是说，给定互联网上满足一些简单要求的两个任意IP地址，我们提出的技术可以发现丢包（例如，由于审查），以及推断在哪个方向上发生分组丢弃。我们的方法的唯一主要要求是具有全局IP标识符（IPID）的客户端和具有开放端口的目标服务器。我们不需要对客户端或服务器进行特殊访问。我们的方法是鲁棒的噪声，因为我们应用干预分析的自回归移动平均（ARMA）模型的基础上。在使用我们的方法对来自多个大陆的客户进行的测量研究中，我们观察到，在所有被审查的Tor目录服务器的测量客户端连接中，98%来自中国，只有0.63%的测量客户端连接来自中国。这与目前对全球互联网审查的理解是一致的，这使我们得出结论，我们的方法是有效的。
2013-12-19 cs.NI
On Measuring the Geographic Diversity of Internet Routes
网络中的路由多样性对于在端点之间建立具有适当安全性的可靠、高容量连接至关重要。至于互联网，路由多样性已经研究了自治系统和路由器级拓扑结构的图论不相交路径。在本文中，我们补充这些方法，提出了一种方法来衡量在地理意义上的互联网路径的多样性。通过利用IP地理定位的最新发展，我们展示了如何将traceroute发现的路径映射到地理上等效的类中。这使我们能够确定最终主机之间的主要传输路径的地理足迹，并建立在我们的观察，我们提出了一个定量的措施，任何两个主机之间的互联网路由的地理多样性。
2016-01-06 cs.NI
QUIC Hunter: Finding QUIC Deployments and Identifying Server Libraries Across the Internet
针对 QUIC 实现多样性带来的测量挑战，提出基于 CONNECTION CLOSE 帧和传输参数顺序识别服务器库的方法，通过互联网扫描识别出 18 个库的部署，提供全面格局视图。
2024-03-19 cs.NI
SKYCASTLE: Taming LEO Mobility to Facilitate Seamless and Low-latency Satellite Internet Services
针对空天地一体化网络中用户与卫星均移动导致的连接易中断、时延高的问题，提出含分布式卫星锚点和锚点管理器的SKYCASTLE移动性管理机制，显著提升无中断时间并降低时延。
2024-07-09 cs.NI
Flow-based analysis of Internet traffic
我们提出了基于流的分析来估计互联网连接的质量。使用排队论的结果，我们比较了两个表达式的骨干流量，有不同的适用范围。链路利用率与其中活动流数量的相关性曲线描述了网络的不同状态。我们提出了一种方法来绘制这样的曲线，使用从Cisco路由器的NetFlow协议接收的数据，确定工作区和网络的过载点。我们的测试是一种找到升级主干的简单方法。
2003-06-09 cs.NI
Solving the Problem of Poor Internet Connectivity in Dhaka: Innovative Solutions Using Advanced WebRTC and Adaptive Streaming Technologies
针对达卡互联网连接差的问题，提出融合WebRTC、自适应流媒体和服务器端录制的框架，通过动态转码、实时纠错和接口选择，显著提升吞吐量、降低延迟，为超密集城市通信提供可扩展方案。
2025-06-19 cs.NI
Space-Terrestrial Integrated Internet of Things: Challenges and Opportunities
我们星球上的大片地理区域仍然没有陆地网络连接。稀疏和密集的近地轨道卫星星座可以通过以灵活和具有成本效益的方式在全球范围内提供物联网（IoT）连接来弥补这一差距。本文提出了一种新的空间-地面集成物联网网络架构，涵盖从地面上的物联网资产直接和间接到卫星的访问。基于已确定的需求，我们分析了NB-IoT和LoRa/LoRaWAN功能，以将这些技术作为未来卫星物联网部署的有吸引力的候选技术。最后，我们列出并讨论了为实现成功的空间-地面物联网集成而需要解决的关键开放研究挑战。
2022-07-23 cs.NI
Network Traffic Obfuscation and Automated Internet Censorship
互联网审查员寻求方法来识别和阻止互联网访问他们认为令人反感的信息。审查机构越来越多地部署高级网络工具，如深度数据包检测（DPI）来识别此类连接。作为回应，活动家和学术研究人员开发并部署了网络流量混淆机制。这些应用专门的加密工具来试图向DPI隐藏连接的真实性质和内容。在这项调查中，我们概述了网络流量混淆及其在规避互联网审查中的作用。我们提供了历史和技术背景，激励需要混淆工具，并给出了一个概述的方法混淆使用的最先进的工具。我们讨论了审查机构如何发现这些努力的最新研究。我们还描述了审查规避研究目前面临的挑战，并确定具体的方法，为社会应对这些挑战。
2016-11-14 cs.CR cs.NI
Cloud-based Queuing Model for Tactile Internet in Next Generation of RAN
超低延迟是触觉互联网（TI）的最重要要求，触觉互联网是下一代无线网络（NGWN）的建议服务之一，例如，第五代（5G）网络。针对下一代无线网络的云无线接入网（CRAN）架构，应用功率域非正交多址接入（PD-NOMA）技术，提出了一种新的TI排队模型。在这个模型中，我们考虑了无线电远程头端（RRH）和基带处理单元（BBU）排队延迟的每个端到端（E2 E）之间的一对触觉用户的连接。在我们的设置，以最小化用户的传输功率，保证一个可接受的延迟的用户，和前传和接入限制，我们制定了一个资源分配（RA）的问题。此外，我们动态地设置前传和接入链路，以最小化总发射功率。鉴于所提出的RA问题是高度非凸的，为了解决它，我们利用不同的变换技术，如连续凸逼近（SCA）和两个凸函数（DC）的差异。数值结果表明，通过动态调整的接入和前传延迟，发送功率降低相比，固定的方法，每个连接。此外，正交频分多址（OFDMA）和PD-NOMA的能量效率进行了比较，为我们的设置。
2019-11-08 cs.NI
The Internet Protocol -- Past, some current limitations and a glimpse of a possible future
网络层是网络科学领域的核心。所有的数据通信都是围绕网络层发展的，其主要任务之一是允许识别网络中潜在的许多接口之间的每个单个接口/机器。本研讨会讨论了一些通常在几门课程中向年轻的计算机科学工程专业学生提出的问题，但也提出了一些在网络课程中没有提到的主题。它主要侧重于在局域网中使用互联网协议地址，也考虑了属于广域网的问题，如数据聚合。本文件是对一次研讨会内容的总结，因此它既包含了教学内容，也包含了研究内容。研讨会从网络早期到IPv6的通信协议演变历史开始。它描述了一种新的方法来定义网络接口的地址使用可变长度子网掩码，因为通常这是一个不容易的任务，计算机科学工程本科生。本发明内容还描述了当今网络中数据通信的一些限制，在可能的情况下提出了一些解决方案，包括通过扩展先前公开的研究，通过使用IPv6地址进行无连接数据传输的新颖手段。研讨会的组织方式提供了一个历史的互联网协议的过去，它的一些众所周知的当前限制的看法，并进入一个可能的未来关于改进的无连接第3层数据传输协议的一瞥。
2021-04-03 cs.NI
Structural Resilience Analysis of an Internet Fragment Against Targeted and Random Attacks -- A Case Study Based on iThena Project Data
本文基于iThena项目数据，分析互联网拓扑片段在定向与随机攻击下的结构韧性，发现移除高介数中心性节点的定向攻击破坏性更强，凸显识别关键节点对网络安全的重要性。
2025-04-16 cs.NI
A Quantum Internet Architecture
提出以量子递归网络架构（QRNA）为核心的量子互联网架构，通过递归命名与连接控制实现可扩展性，支持端到端纠缠并平滑演进至多方纠缠与量子纠错。
2021-12-14 cs.NI quant-ph
Research on Life Characteristics of Internet Based on Network Motifs
从生物系统到复杂系统，生命的研究一直是一个重要的领域。受非生命系统进化的超循环理论的启发，基于网络拓扑结构的节点实体、连接关系和功能子图--模体，研究了互联网中的新陈代谢、自我复制和突变行为。首先提出了一个复杂网络演化框架，分析了1998年1月至2013年8月期间互联网拓扑结构的生灭现象。然后从节点、模体到全局拓扑的角度分析了网络的新陈代谢行为，即一个出生节点只加入到网络中，随后参与局部的重构活动。同时也出现了节点的死亡和基元的死亡。在局部重构的过程中，虽然互联网系统通过添加或删除动作重复复制模体，但系统特性和全局结构并没有被破坏。对全连通子图模体M3的统计表明，它的新陈代谢过程是波动的，从而引起互联网的突变。此外，我们还发现，突变是互联网在受到互联网泡沫、社交网络兴起、金融危机等内外部环境影响时的本能反应。互联网的新陈代谢、自我复制和变异行为表明了其作为复杂人工生命体的生命特征。这对人们从拓扑结构的角度研究其他复杂系统的类生命现象具有启发意义。
2016-11-03 cs.NI
Traffic dynamics on dynamical networks: The connection between network lifetime and traffic congestion
对于许多功率受限的网络，如无线传感器网络和移动ad hoc网络，最大化网络的生命周期是在相关的设计和维护活动的首要关注。从网络科学的角度研究了网络生命周期。在我们的动态网络中，节点最初被分配了固定的能量，并在发送数据包时消耗能量。我们将网络流量分为四种状态：无、慢、快和绝对拥塞状态。我们推导出的网络生命周期考虑的状态的流量。我们发现，网络的生命周期一般是相反的流量拥塞，流量越拥挤，网络的生命周期越短。我们还发现了数据包生成速率、通信半径、节点移动速度等因素的影响，网络寿命和流量拥塞。
2016-04-15 cs.NI physics.data-an
Dimming the Internet: Detecting Throttling as a Mechanism of Censorship in Iran
在2009年6月有争议的总统选举之后的几天里，试图接触新闻内容和社交媒体平台的伊朗人遭受了前所未有的通信渠道退化、封锁和干扰。有传言称，政府没有关闭网络，而是将连接速度降低到几乎无法使用的速度，特别是对于多媒体内容的消费和分发。自那以后，其他地方的政治动荡一直与诸如“巴林的高使用率使互联网变慢”和“叙利亚互联网在周五抗议活动中再次变慢”等头条新闻联系在一起，进一步的谣言将缅甸和西藏的政治不稳定与网络连接不良联系在一起。对于受到公众言论威胁的政府来说，限制互联网连接似乎是一种越来越受欢迎的、不易察觉的扼杀信息自由流动的方法。为了评估这种感知的趋势，并开始建立这种做法的问责制和透明度的系统，我们试图概述一个初步的战略，利用一套无处不在的网络测量作为监测服务，然后应用这种方法来阐明在伊朗的审查最近的历史。
2013-06-18 cs.NI
AACT: Application-Aware Cooperative Time Allocation for Internet of Things
随着物联网（IoT）设备数量的不断增加，这些设备需要以前所未有的速度传输和处理数据。通过利用设备到设备（D2D）连接的无线设备之间的协作是有希望的，其中协作设置中的聚合资源可以被所有设备利用，这将增加设置的总效用。在本文中，我们专注于资源分配问题的协作物联网设备与多个异构应用程序。特别是，我们开发的应用程序感知的协同时间分配（AACT）框架，它优化的时间，每个应用程序利用聚合的系统资源，考虑到异构设备的约束和应用程序的要求。AACT基于滚动时域控制（RHC）的概念，其中通过在估计的系统参数的移动控制窗口上迭代地求解凸优化问题来做出决策。仿真结果表明，显着的性能增益。
2017-08-22 cs.NI
A QUIC Implementation for ns-3
快速UDP互联网连接（QUIC）是最近提出的传输协议，目前正在由互联网工程任务组（IETF）进行标准化。它旨在克服TCP的一些缺点，同时保持与流和拥塞控制、重传和重传相关的逻辑。它支持在同一连接中多路复用多个应用层流，更精确的选择性确认方案和低延迟连接建立。它还在协议设计中集成了加密功能。此外，QUIC部署在应用层，并将其数据包封装在UDP数据报中。考虑到人们对新QUIC特性的广泛兴趣，我们认为向网络社区提供一种在可控和隔离环境中的实现是很重要的，即，网络模拟器，如ns-3，可以测试QUIC的性能，了解设计选择和可能的限制。因此，在本文中，我们提出了一个NS-3的QUIC本地实现，描述了我们实现的功能，主要假设和与QUIC互联网草案的差异，以及一组示例。
2019-11-08 cs.NI
Leveraging the SCION Internet Architecture to Accelerate File Transfers over BitTorrent
随着互联网用户和应用程序的需求在过去十年中发生了显着变化，域间路由变得更加重要，以满足这些需求。互联网上数据流的方式仍然完全掌握在网络运营商手中，他们根据自己的本地网络视图优化流量。我们从中观察到两个潜在的限制：根据本地视图进行优化可能a）导致全局网络中未使用的容量，b）无法满足用户和应用程序的实际需求。为了识别和克服这些限制，我们提出了我们的BitTorrent在SCION的方法，它使多路径通信和智能路径选择的endhost在全球洪流网络。我们比较了我们的实施对BitTorrent在BGP和BGP-M在一个小规模的互联网拓扑结构，观察增加了48%的有效吞吐量通过多路径相比，BitTorrent在BGP和33%相比，BGP-M候选人。此外，我们表明，我们提出的不相交的路径选择算法是能够提高流量在网络中的数量较少的传出连接到unchoked同行。
2023-01-31 cs.NI
Micro Congestion Control: Every Flow Deserves a Second Chance
今天，大量的互联网流量从数据中心发送到用户。随着网络基础设施和用户设备的不断升级，网络中心的服务器所提供的连接特性通常是多样的，并且随着时间的推移而变化。因此，特定的拥塞控制算法很难适应异构性，并且在各种场景中表现良好。在这项工作中，我们提出了微拥塞控制（MCC）-一个新的框架，互联网拥塞控制。通过MCC，可以有目的地为同一服务器上的连接分配不同的算法以适应异构性，并在每个连接的生存周期中选择不同的算法以适应网络的动态变化。我们在Linux下设计并实现了MCC，实验验证了MCC能够在各种候选算法之间平滑地动态切换，从而在现实世界中获得潜在的性能增益。同时，MCC引入的管理费用适中，可以接受。
2018-10-22 cs.NI
Enabling Edge Cooperation in Tactile Internet via 3C Resource Sharing
触觉互联网通常需要（i）超可靠和超响应的网络连接，以及（ii）边缘设备的主动和智能驱动。解决这两个要求的有希望的方法是使移动边缘设备能够经由设备到设备（D2D）连接共享它们的通信、计算和缓存（3C）资源。在本文中，我们提出了一个通用的3C资源共享框架，其中包括许多现有的1C/2C共享模型在文献中的特殊情况。与1C/2C模型相比，3C框架在设备协作和资源调度方面具有更大的灵活性，可以进一步提高资源利用效率。作为一个典型的例子，我们专注于在拟议的3C框架下的能源利用。具体来说，我们制定了一个能源消耗最小化问题下的3C框架，这是一个整数非凸优化问题。为了解决这个问题，我们首先将其转化为一个等价的整数线性规划问题，更容易解决。然后，我们提出了一个启发式算法，基于线性规划，它可以进一步减少计算时间，并产生一个结果，是经验接近最优解。此外，我们评估的能量减少由于3C共享分析和数值。数值结果表明，与现有的1C/2C方法相比，在D2D能量可以忽略的情况下，所提出的3C共享框架可以将总能耗降低83.8%.当每单位时间的D2D传输能量是每单位时间的蜂窝传输能量的两倍大时，能量减少仍然是27.5%。
2018-09-22 cs.NI
Providing better confidentiality and authentication on the Internet using Namecoin and MinimaLT
在本文中，我们介绍了两个改进的互联网，将导致更好的安全性。互联网上的身份验证模型被破坏，TLS连接有相当大的开销。我们试图通过应用层的变化来解决这些问题，讨论DNS系统的替代品，以及在传输层中，建立在UDP之上的TCP的直接替代品，以便它可以在今天的互联网基础设施上运行。
2014-07-24 cs.CR cs.NI
Optimizing Networks for Internet Access Using Tethering
我们调查的情况下，互联网接入到用户设备（节点）是只能通过蜂窝网络。然而，并非每个节点都可以直接连接到它。相反，一些节点可以使用网络共享通过WiFi连接到共享其Internet连接的节点。实际上，节点分为热点和客户端。热点是直接连接到蜂窝网络的节点，并且可以向通过WiFi连接的其他节点提供互联网连接。客户端仅通过热点连接到蜂窝网络。在这项工作中，我们考虑的问题，确定热点和客户端的分裂，以及它们之间的关联，最大化所有节点的速率的总和，受到约束，任何节点得到至少它得到的速率时，所有节点都直接连接到蜂窝网络。通过易处理的网络，我们提供了深入了解节点之间的WiFi连接和它们与蜂窝塔的链接速率之间的相互作用，最大化总速率的分裂，在少数情况下具有可证明的最佳分裂。我们提出了一种新的启发式方法来拆分任何网络，并通过模拟详细阐述了从网络共享中获得的收益。
2017-09-04 cs.NI
On the multiresolution structure of Internet traffic traces
网络链路上的互联网流量可以建模为随机过程。在利用统计工具检测和量化这一过程的特性之后，开发了一系列数学模型，最终能够产生“交通”，其表现出-作为一个关键特征-在不同时间尺度的行为上的相同差异，正如在实际交通中观察到的那样，而且通过其他统计测试也无法与实际交通区分开来。然后使用从模型中得到启发的工具来确定和校准在每个时间尺度中发生的活动类型。令人惊讶的是，上述过程不需要源自网络动态或将总业务分解为其组成用户连接的任何详细信息，而是仅需要这些连接对非常弱的条件的顺应性。
2003-02-03 cs.NI math.PR
A Novel Technique to Parameterize Congestion Control in 6TiSCH IIoT Networks
针对6TiSCH IIoT网络中RPL在动态拥塞下的不足，本文提出基于指数加权队列长度的路由度量及父节点选择与交换机制，以降低丢包并提升重负载下性能。
2024-02-11 cs.NI
Low-cost Highly-interoperable Multiplatform Campus Network: Experience of YARSI University
YARSI大学通过成立CMIS，结合开源系统与Cisco交换技术设计低成本校园网，并利用captive portal共享网络，显著降低了建设与运营成本，为预算有限的组织提供了可借鉴的方案。
2025-09-17 cs.NI
Limiting Self-Propagating Malware Based on Connection Failure Behavior through Hyper-Compact Estimators
自传播恶意软件（例如，因特网蠕虫）利用软件中的安全漏洞来感染服务器，然后利用它们来扫描因特网以寻找更易受攻击的服务器。虽然蠕虫感染的机制和传播模型已经很好地理解，但对蠕虫的防御仍然是一个悬而未决的问题。防御研究的一个分支是研究蠕虫感染的宿主和正常宿主之间的行为差异，以将它们区分开来。一个特别的观察是，一个蠕虫感染的主机，它扫描互联网与随机选择的地址，有一个更高的连接失败率比正常主机。人们提出了限速算法，通过基于连接失败率的流量整形来控制蠕虫的传播。然而，这些速率限制算法可以正常工作，只有当它是可能的，以有效和准确地测量故障率的个别主机。本文指出了现有方法中存在的一个严重问题。为了解决这个问题，我们首先提出了一个解决方案的基础上，一个高效的双位图数据结构，它只需要很小的内存占用的路由器，同时提供良好的测量连接失败率，其准确性可以通过系统参数进行调整。在此基础上，提出了基于共享寄存器阵列数据结构的算法，与双位图算法相比，该算法具有更高的存储效率和更大的估计范围。
2016-02-09 cs.CR cs.NI
A Reflection on the Organic Growth of the Internet Protocol Stack
在过去的15年里，互联网架构继续有机地发展，为经典的TCP/IP协议栈引入了新的报头和协议。更具体地说，我们确定了两个主要趋势。首先，通常大多数通信都是在L3或L4加密的。第二，由于协议僵化，开发人员已经求助于上层来引入新功能（L4及以上）。例如，QUIC的连接迁移功能提供了L4的移动性。在本文中，我们提出了这些变化的反映，并试图通过向TCP/IP堆栈添加两个额外的协议头来形式化它们：一个用于安全性，另一个用于新功能。我们必须注意到，我们并不是在展示一个新的架构，而是在尝试绘制它已经存在的东西。此外，我们详细阐述了使我们来到这里的力量，我们列举了目前正在形成这些新标题的建议。我们还详细分析了这些趋势的三个例子：零信任网络范式，QUIC传输协议和现代SD-WAN系统。最后，我们提出了一个形式化的这种体系结构，通过增加这两个额外的层的TCP/IP协议栈。我们的目标是引发对当前互联网架构变化的讨论。
2022-08-10 cs.NI
Accelerating QUIC's Connection Establishment on High-Latency Access Networks
网络上大量的连接建立都需要客户端事先进行域名解析。特别是在高延迟的接入网络上，这些DNS查找会导致客户端与服务器建立连接时的显著延迟。为了减少QUIC的连接建立与这些网络上的DNS查找之前的开销，我们提出了一种新的QuicSocks代理。基本上，客户端将域名解析委托给QuicSocks代理。我们的研究结果表明，我们的代理与现实世界的ISP提供的DNS解析器提供了很大的性能增益。例如，在我们分布在德国ISP的474个样本节点中，有10%的节点在每次QUIC连接建立时至少节省30毫秒。我们建议的设计旨在通过避免IP地址欺骗，预期网络地址转换器和使用标准DNS和QUIC协议，在互联网上易于部署。总之，我们的建议促进了在高延迟接入网络上为客户端更快地建立QUIC连接。
2019-07-02 cs.NI
Efficient and Fair Collaborative Mobile Internet Access
激增的全球移动数据流量对蜂窝网络的经济可行性提出了挑战，并要求创新的解决方案来减少网络拥塞和改善用户体验。在这种情况下，用户提供的网络（UPN），移动用户共享他们的互联网接入，利用他们的不同的网络资源和需求，是非常有前途的。使用高级手持设备的异构用户可以以分布式方式建立连接，并释放网络边缘的休眠网络资源。然而，这种服务的成功在很大程度上取决于用户贡献其资源的意愿，例如网络接入和设备电池能量。在本文中，我们介绍了UPN服务的一般框架，并设计了一个基于讨价还价的分布式激励机制，以确保用户的参与。所提出的机制确定了每个用户应该贡献的资源，以最大化UPN中的聚合数据率，并在用户之间公平地分配收益。数值结果表明，该服务总是可以提高性能，并且这种改善随着用户资源的多样性而增加。在数量上，即使只有6个移动用户，它也可以达到典型场景的总服务流量平均30%的增长。
2016-12-15 cs.NI
Entanglement Accessibility Measures for the Quantum Internet
我们定义了度量和措施，以表征在量子互联网中的复杂网络故障的可访问的量子纠缠的比率。复杂网络故障模拟了量子互联网中的一组量子节点和一组纠缠连接变得不可用的情况。复杂故障可以涵盖量子存储器故障、物理链路故障、窃听活动或任何其他随机物理故障场景。在这里，我们定义了术语纠缠可达性比，纠缠可达性比的累积概率，纠缠可达性比的概率减少，域纠缠可达性比，发生系数。所提出的方法可以应用于任意拓扑的量子网络，以提取相关的统计信息，并处理量子互联网中的量子网络故障场景。
2020-03-11 cs.NI quant-ph
Protocols for Packet Quantum Network Intercommunication
量子网络涉及多方相互发送量子信息，可以彻底改变通信，计算和基础科学。未来的互联网将是一个由各种分组交换量子网络和经典网络组成的全球系统，我们称之为\emph{quantum internet}。为了构建量子互联网，需要支持量子信息在其中分发的统一协议。IntuitoneOne将扩展经典的互联网协议来处理量子信息。然而，经典的网络机制，特别是那些与错误控制和可靠连接相关的机制，隐含地假设信息可以复制，这在量子世界中是不正确的，因为不可克隆定理和纠缠的一夫一妻制。在本文中，我们研究并提出了分组量子网络互通协议。为了解决传输中的丢包问题，我们提出了一个基于量子秘密共享方案的量子重传协议。还讨论了其他互联网协议。特别地，逻辑进程到进程连接的创建是通过三次握手协议的量子版本来完成的。
2021-09-12 cs.NI quant-ph
Internet of Drones
University of Waterloo（滑铁卢大学）
无人机互联网（IoD）是一种分层网络控制架构，主要用于协调无人机对受控空域的访问，并在称为节点的位置之间提供导航服务。IoD为各种无人机应用提供通用服务，如包裹递送、交通监控、搜索和救援等。在本文中，我们提出了一个概念模型，这样的架构可以组织，我们指定的功能，IoD系统的基础上，我们的架构应该实现。为此，我们从三个现有的大规模网络中提取关键概念，即空中交通管制网络，蜂窝网络和互联网，并探索它们与我们的无人机交通管理新架构的联系。
2016-02-02 cs.NI cs.RO
Addressless: A New Internet Server Model to Prevent Network Scanning
消除不必要的暴露是服务器安全性的一个原则。巨大的IPv6地址空间通过使扫描不可行来增强安全性，然而，随着IPv6扫描技术的最新进展，网络扫描再次威胁服务器安全。本文提出了一种新的无地址服务器模型，该模型将服务器分为入口模块和主服务模块，并为主服务模块分配IPv6前缀而不是IPv6地址。入口模块通过加密客户端地址在此前缀下生成合法的IPv6地址，以便客户端可以在每个连接中不同的目的地址上访问主服务器。通过这种方式，该模型提供了对主服务器的隔离，防止网络扫描，并最大限度地减少暴露。此外，它还提供了一种新颖的框架，支持灵活的负载均衡、高可用性和其他所需的特性。该模型很简单，不需要对客户端或网络进行任何修改。我们实现了一个原型和实验表明，我们的模型可以防止主服务器被扫描，在轻微的性能成本。
2020-09-27 cs.NI
Resource Management and Admission Control for Tactile Internet in Next Generation of RAN
针对下一代无线网络的云无线接入网（C-RAN）架构，提出了一种新的触觉互联网（TI）排队模型，5G，通过正交频分多址（OFDMA）技术辅助。该模型包括每对触觉用户之间的每个端到端（E2 E）连接的无线电远程头（RRH）和基带处理单元（BBU）排队延迟和可靠性。对于这种设置，以最小化用户的发射功率为目的，保证用户的可容忍延迟，以及前传和接入限制，我们制定了一个资源分配问题。由于所提出的优化问题是高度非凸的，为了以有效的方式解决它，我们利用了不同的变换技术，如连续凸近似（SCA）和两个凸函数（DC）的差异。此外，我们提出了一个接纳控制（AC）算法，使问题的可行性。在我们提出的系统模型中，我们动态地调整前传和接入链路，以尽量减少发射功率。仿真结果表明，通过动态调整的接入和前传延迟，传输功率可以节省的情况下，每个传输会话的固定方法相比。此外，网络中被拒绝的用户数量显著减少，更多的用户被接受。
2019-11-08 cs.NI
Massive MIMO for Internet of Things (IoT) Connectivity
大规模MIMO被认为是新兴5G系统的关键技术之一，也是适用于其他无线系统的概念。利用大规模MIMO的大量自由度（DoF），对于实现高频谱效率、高数据率和密集分布用户的极端空间复用至关重要。一方面，将大规模MIMO应用于宽带通信的益处是众所周知的，并且已经存在关于设计通信方案以支持高速率的大量研究。另一方面，将大规模MIMO用于物联网（IoT）仍然是一个发展中的话题，因为IoT连接的要求和限制与宽带连接有很大不同。在本文中，我们研究了大规模MIMO对物联网连接的适用性。具体来说，我们将讨论5G中设想的两种通用类型的物联网连接：大规模机器类型通信（mMTC）和超可靠低延迟通信（URLLC）。本文通过确定利用大规模MIMO进行物联网连接的机会和挑战来填补这一重要空白。我们提供了深入的见解时出现的大规模MIMO应用于mMTC或URLLC的权衡，并提出了一些合适的通信方案。讨论继续到无线资源的网络切片和使用大规模MIMO同时支持具有非常异构要求的物联网连接的问题。主要结论是，大规模MIMO可以为物联网连接的场景带来好处，但它需要物理层技术与协议设计的紧密集成。
2019-05-15 cs.IT cs.NI math.IT
Data-Driven Model for Failure Analysis of Internet of Things Devices: A Preliminary Study
本文提出了物联网设备数据驱动的故障分析模型的初步研究。该模型重点研究了C类低功耗广域网（LoRaWAN）中数据传输对数据获取和接收的影响。为了建立网络，作者开发了四个几个技术部分的组合，包括1）LoRa物联网的终端设备网关网络服务器，2）用于将数据存储在数据库中的应用服务器，3）用于显示并获得用户命令的仪表板，和4）的方法基于贝叶斯信念网络的故障分析模型，计算收集上下行传输数据的概率值在这项研究中，网络连接。在测试阶段，将分离后的数据输入到数据驱动的故障分析模型中，通过关注故障对整个系统的影响和风险，对连接的时间和延迟进行分析。该模型将显示故障的概率值。作者希望利用这些结果来澄清经过测试的物联网设备是否适合使用。
2022-06-06 cs.NI cs.SY eess.SY
Internet of Things (IoT) Connectivity in 6G: An Interplay of Time, Space, Intelligence, and Value
物联网（IoT）连接在5G无线通信系统中具有突出的存在。随着这些系统的部署，对6G无线系统的研究工作和愿景激增。为了在6G系统中定位物联网的发展，本文首先对5G中支持物联网连接的方式进行了批判性的分析。接下来，从时间、空间、智能和价值等多个维度讨论了无线物联网的演进。我们还推测，重点将从物联网设备及其连接扩展到复杂物联网环境的出现，被视为整个物联网生态系统的构建块。
2021-11-11 cs.IT cs.NI math.IT
Machine Learning for Massive Industrial Internet of Things
University of Sydney（悉尼大学）；Queen Mary University of London（伦敦玛丽女王大学）
工业物联网（IIoT）通过将物联网技术集成到工业环境中，彻底改变了未来的制造设施。随着大规模IIoT设备的部署，无线网络难以支持具有不同服务质量（QoS）要求的无处不在的连接。尽管机器学习被认为是优化无线网络的强大数据驱动工具，但如何应用机器学习来处理具有独特特征的海量IIoT问题仍然是一个未解决的问题。在本文中，我们首先总结了典型的大规模非关键和关键IIoT用例的QoS要求。然后，我们确定了大规模工业物联网场景中的独特特征，以及相应的机器学习解决方案及其局限性和潜在的研究方向。我们进一步提出了现有的机器学习解决方案，用于解决大规模工业物联网中的单层和跨层问题。最后，分别基于深度神经网络和深度强化学习技术，对大规模接入问题进行了案例研究，验证了机器学习在大规模工业物联网场景下的有效性。
2021-03-10 cs.LG cs.NI
Ricci Curvature of the Internet Topology
互联网拓扑结构的分析表明，互联网拓扑结构具有负曲率，由Gromov的“薄三角形条件”测量，这与核心拥塞和路由可靠性密切相关。在这项工作中，我们分析了离散Ricci曲率的互联网，定义奥利维尔，林等Ricci曲率措施是否局部距离发散或收敛。它是一个更局部的度量，使我们能够了解网络中曲率的分布。我们通过各种互联网数据集显示，Ricci曲率的分布是分散的，这表明网络拓扑结构是非均匀的。我们还表明，Ricci曲率有有趣的连接到本地的措施，如节点度和聚类系数，全球措施，如介数中心和网络连接，以及辅助属性，如地理距离。这些观察增加了复杂网络理论中几何结构的丰富性。
2015-01-17 cs.CG cs.NI cs.SI
OSCAR: Object Security Architecture for the Internet of Things
数十亿智能但受限的对象无线连接到全球网络，需要网络设计的新范式。为受限设备量身定制的新协议标准已经考虑到诸如异步应用流量、缓存需求和组通信等要求而设计。现有的面向连接的安全架构无法跟上-首先，在支持的功能方面，而且在小型受限设备上的规模和导致的延迟方面。在本文中，我们提出了一个体系结构，利用安全概念都以内容为中心的和传统的面向连接的方法。我们依赖于通过（D）TLS建立的安全信道来进行密钥交换，但我们摆脱了通信实体之间的“状态”概念。我们提供了一种机制，以防止重放攻击耦合我们的计划与CoAP应用协议。我们的基于对象的安全体系结构（OSCAR）本质上支持缓存和组播，并不影响受约束的对象的无线电占空比操作。我们在两种情况下评估OSCAR：802.15.4低功耗和有损网络（LLN）和机器对机器（M2M）通信两个不同的硬件平台和MAC层上的一个真正的测试平台，并使用Cooja仿真器。我们在有限的服务器和合理的延迟显着节省能源。我们还讨论了OSCAR对智慧城市部署的适用性。
2014-04-30 cs.CR cs.NI
Monitoring, Analyzing, and Controlling Internet-scale Systems with ACME
在各种条件下分析和控制大型分布式服务是困难的。然而，这些能力对于许多重要的开发和操作任务（如基准测试、测试和系统管理）来说是必不可少的。为了促进这些任务，我们已经建立了应用程序控制和监控环境（ACME），一个可扩展的，灵活的基础设施，用于监测，分析和控制互联网规模的系统。ACME由两部分组成。ISING（Internet Sensor In-Network agGregator）查询传感器并在通过覆盖网络路由时汇总结果。ENTRIE是触发Internet事件的引擎，它使用ISING提供的数据流，结合用户的XML配置文件，来触发执行器，例如在鲁棒性基准测试期间终止进程或在观察到预定义的异常条件时寻呼系统管理员。在本文中，我们描述的设计，实施和评估ACME及其组成部分。我们发现，对于一个512节点的系统上运行一个模拟的互联网拓扑结构，ISING的使用网络聚合可以减少端到端的查询响应延迟超过50%相比，使用直接的网络连接或相同的覆盖网络没有聚合。我们还发现，ACME的未调优实现可以调用一个或所有节点上的执行器响应于一个离散或聚合事件在不到4秒，我们说明ACME的适用性，具体的基准测试和监控方案。
2004-08-14 cs.DC cs.NI
The Rise of Certificate Transparency and Its Implications on the Internet Ecosystem
在本文中，我们分析了证书透明性（CT）随着时间的推移的演变，并从安全和隐私的角度探讨了暴露证书DNS名称的影响。我们发现CT日志中的证书呈指数级增长。对CT的网站支持也不断增加，现在已有33%的连接支持CT。随着CT部署的增加，由于所有证书在CT日志中可见，因此也存在信息泄漏的问题。为了理解这种威胁，我们引入了一个CT蜜罐，并显示来自CT日志的数据被用来识别在证书颁发后几分钟内扫描活动的目标。我们提出并评估了一种方法来学习和验证新的子域从CT记录证书中提取的大量域。
2018-09-21 cs.CR cs.NI
