面向网络融合的服务覆盖技术研究

在网络融合的背景下，越来越多的业务应用（如语音通话、视频会议、即时通信等）将需要在多ISP网络上提供，如何保障业务应用的跨域端到端服务质量显得更加重要和紧迫。服务覆盖技术是解决这一问题的有效途径，它基于应用层覆盖思想构建服务覆盖网络。本项目针对服务覆盖网络在拓扑构造、资源优化、覆盖路由三个关键方面存在的不足，以"满足服务质量并最大化提供商收益"为目标展开深入研究，主要内容包括：（1）建立路径失效代价模型和链路成本模型，拟提出支持故障容错与链路成本差异的覆盖拓扑构造方法；（2）设计覆盖节点接入控制策略和覆盖路径带宽分配策略，拟提出基于流量接入控制与带宽动态分配的资源优化方法；（3）建立流量拟合与预测模型，拟提出QoS感知的自适应覆盖路由与负载均衡机制。本项目的预期成果将有利于促进网络融合的发展，有助于融合型业务的开展和推广。

本项目围绕服务覆盖问题开展研究，主要是包括P2P缓存部署、流媒体拓扑构造、内容中心网络建模等研究要点。（1）提出一种基于点路结合的骨干网P2P缓存部署方法（Node-Link Based Cache Deployment, NLCD），随着缓存部署过程中P2P流量分布和缓存存储状态的动态变化灵活选择骨干节点或骨干链路作为部署位置。建立了以网络负载最小化为目标的缓存部署模型，基于该模型将P2P缓存部署问题建模为一个最优化问题，由于流量分布和缓存状态会在部署过程中不断变化，不具有最优子结构性质。证明了该最优化问题为NP完全问题，并设计了一种启发式贪婪算法进行求解。（2）提出一种基于多树的拓扑构造算法（MTCA）。在构造拓扑结构时，综合考虑了用户节点上传带宽以及用户节点的等待时间，从而有助于降低新用户的启动延迟。实验结果表明，MTCA算法与对比算法相比，能有效加快系统规模的增长，降低节点平均启动延迟，并改善系统服务拒绝率。同时，在权重因子设置合理时，MTCA算法能取得更优的性能。（3）在内容中心网络缓存中，缓存被作为一项基础服务由网络本身提供，它不同于传统互联网中内容提供商为了优化某一业务而部署的缓存，那么，有必要分析其性能特征和内在关系。本文针对线型/树状拓扑结构、LFU/LRU替换算法的多种组合情形，基于随机概率理论，对内容中心网络缓存进行性能建模推导和分析；在性能评价结果中，通过仿真实验，刻画和比较了缓存命中率、内容响应距离等关键指标，并分析了这些指标受缓存大小因素的影响情况。.在本项目的支持下，课题组发表 SCI 论文 3 篇，EI 检索论文 6 篇，其中包括顶级期刊 JSAC 论文 1 篇，申请发明专利6项。共有 1 名硕士生， 2 名博士生参与了本项目。课题组人员出国进行国际交流 5人次，邀请国际知名专家访问 2 人次。