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期刊信息/Journal information
计算机研究与发展
计算机研究与发展

徐志伟

月刊

1000-1239

crad@ict.ac.cn

010-62620696;62600350

100190

北京中关村科学院南路6号

计算机研究与发展/Journal Journal of Computer Research and DevelopmentCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊是中国科学院计算技术研究所和中国计算机学会联合主办、科学出版社出版的学术性刊物、中国计算机学会会刊，我国第一个计算机刊物。主要刊登计算机科学技术领域高水平的学术论文、最新科研成果和重大应用成果。
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    面向移动高端装备的银河衡芯敏捷交换芯片

    杨惠李韬刘汝霖吕高锋...
    1238-1241页
    查看更多>>摘要：面向为航空航天、舰船等移动高端装备提供受限条件下的高算力,嵌入式云、天基超算等集成多样化异构资源的集中式计算平台逐渐成为新一代高端装备电子信息系统的研究热点.现有商用以太网交换芯片面向数据中心、园区网等大规模高性能网络组网需求设计,难以满足移动高端装备集中式计算平台在能效、散热、业务优化等方面的敏捷交换需求.面向为移动高端装备中异构计算资源提供高能效、低功耗的敏捷连接能力,国防科技大学计算机学院提出了端到端敏捷交换解决方案,并自主研发了系列化银河衡芯敏捷交换芯片,是现有国产以太网交换芯片的有力补充.其中,YHHX-DS40嵌入式敏捷交换芯片面向数据流交换,集成4个万兆以太网接口和4个千兆以太网接口,支持应用层精细交换和异构资源统一连接,具有全线速交换能力,典型功耗仅为1.6 W.

    敏捷交换低功耗嵌入式协议无关异构

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    枫林一号:一款面向高端装备定制的低功耗时间敏感网络芯片

    全巍付文文孙志刚李韬...
    1242-1245页
    查看更多>>摘要：时间敏感网络(time sensitive networking,TSN)作为一种可提供高带宽、高确定性传输服务的新型网络技术,近几年获得了国内外学术界和工业界的广泛关注与研究.然而,由于面向场景的TSN芯片定制困难,目前国内的TSN设备大多采用国外芯片或者基于国外核心IP通过FPGA实现,还没有全自主的TSN芯片可用于核心装备的网络升级换代.为此,OpenTSN项目组基于开源TSN芯片设计方法,面向高端装备的中小型数据交换网络需求,研制了 一款低功耗的TSN芯片"枫林一号".该芯片可提供亚微秒级时钟同步精度、单跳数据传输延迟(头进头出)和抖动保障能力,支持端、交换和交换端3种工作模式,功耗小于0.5 W,可满足高端装备多样化的确定性组网需求.

    时间敏感网络芯片现场总线以太网延迟和抖动高可靠

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    前言

    崔来中李克秋徐恪廖小飞...
    1246-1247页
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    面向云网融合的数据中心能效评估方法

    龙赛琴黄金娜李哲涛裴廷睿...
    1248-1260页
    查看更多>>摘要：云网融合的加速发展,既推动着数据中心规模快速增长,也带来了巨大的能源消耗.如何制定合理的数据中心能效评估标准已成为指导数据中心能效提升亟需解决的关键问题.针对单一指标很难全面衡量数据中心的能源效率,且不同的数据中心能效指标各有侧重,甚至互相矛盾的问题,提出了将多指标进行融合来综合评估数据中心的能效,采用了主客观结合的赋权方法,为不同的能效指标设置权重,设计了基于云模型的多指标融合评估策略,得到了更加科学、全面的数据中心能效评估结果.最后,利用灰色关联法分析了评估结果与各能效指标之间的关系,分析结果对数据中心能效的提升具有重要的指导意义.

    多指标数据中心能效云模型灰色关联

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    一种减少网络振动的智能路由选择算法设计

    邵天竺王晓亮陈文龙唐晓岚...
    1261-1274页
    查看更多>>摘要：近来,研究人员开始关注基于数据驱动的智能网络协议设计方法,以此取代依赖人类专家的传统协议设计方式.智能化路由技术也随之得到快速发展,但仍存在亟待解决的问题.研究了当前智能路由算法在路由更新过程中带来的大范围路由抖动以及转发效率下降问题.提出了 一种路由抖动抑制的智能路由选择算法FSR(flap suppression routing),在追求全网链路负载均匀、转发资源高利用率的同时,寻求与现有路由策略最相似的更新方案,使得每个路由更新周期的路由抖动减小,缩短路由收敛时间,提升网络整体转发性能.实验表明:FSR算法能显著提升路由收敛速度,与对照算法相比提升约30％的网络吞吐量,同时降低路径长度和拥塞概率.

    路由算法机器学习深度神经网络流量规划网络振动

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    面向云网融合的细粒度多接入边缘计算架构

    王璐张健浩王廷伍楷舜...
    1275-1290页
    查看更多>>摘要：随着智能终端设备的爆发式增长,多接入边缘计算(multi-access edge computing,MEC)成为支持多服务、多租户生态系统的关键技术之一.多接入边缘计算通过结合云端的移动计算技术和接入网的无线通信技术,实现了云端和网络的高效融合.然而,目前的边缘计算技术对于所有可能的资源(例如计算、通信、缓存)并没有细粒度的控制能力,因此并不能对延迟敏感的实时服务提供很好的支持.为了解决这个关键问题,设计了 一种基于软件定义(software defined)的细粒度多接入边缘计算架构,可以对网络资源和计算资源进行细粒度的控制并进行协同管理,并设计了一种基于深度强化学习Q-Learning的两级资源分配策略,从而提供更有效的计算卸载和服务增强.大量的仿真实验证明了该架构的有效性.

    云网融合多接入边缘计算细粒度接入网软件定义网络深度强化学习

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    支持网络切片和绿色通信的软件定义虚拟化接入网

    王廷刘刚
    1291-1306页
    查看更多>>摘要：接入网络中存在大量不同的接入技术和海量的接入设备,导致运营复杂度和成本急剧增加,这迫使运营商亟待寻找一种有效的解决方案来提升收支比,以此实现可持续的商业模式.为了应对这些挑战,提出了 一种基于软件定义网络(software defined networking,SDN)的新型接入网体系架构SDVAN,其可以提供具有高成本效益的网络管控机制,同时具备高扩展性并支持定制化.SDVAN将所有物理设备的控制平面抽象化集中化,并通过软件定义的方式实现对接入网的灵活定制.SDVAN节点的可编程性为不同的接入技术提供了弹性支持.此外,SDVAN还提供了一种高效的资源建模机制和网络抽象方法,实现了网络服务的自动化编排,并可基于信任级别来体现网络的可视性和可控性.最后,SDVAN实现了支持多租户和多版本网络设备的网络切片功能.实验结果证明了 SDVAN方案在网络节能、资源利用率、成本等方面的有效性和实用性.

    接入网绿色通信网络切片网络虚拟化软件定义网络

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    基于预测的数据中心间混合流量调度算法

    王然张宇超王文东徐恪...
    1307-1317页
    查看更多>>摘要：为解决在线流量和离线流量共用一个数据中心传输网络,且2种类型的流量在链路中的分配模式固定不变而导致的链路利用率低的问题,提出了一种基于在线流量预测的离线流量调度方式.首先使用结合了 EWMA方法和贝叶斯拐点检测算法的Sliding-k算法对链路中需要优先保障的在线流量进行预测,使预测既能在网络环境突然变化时灵敏响应,又能在网络平稳时减少不必要的重调整.根据预测结果计算出离线流量的可用剩余空间,实现动态的带宽分配之后,使用能够同时考虑流量截止时间和流量大小2个维度的SEDF算法对离线流量进行调度.实验结果表明:Sliding-k能够同时满足网络突变和网络无变化情况下的预测需求,并且能够提高传统EWMA方法的准确率,它和SEDF的结合能够提高数据中心链路的利用率.

    数据中心流量工程预测算法调度指数加权移动平均

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    面向多边缘设备协作的任务卸载和服务缓存在线联合优化机制

    张秋平孙胜
    1318-1339页
    查看更多>>摘要：移动边缘计算通过在边缘设备上部署通信、计算、存储等资源,有效克服传统云计算存在的传输距离较长、响应时延过慢等问题,满足新兴的计算密集型和时延敏感型应用的服务需求.然而,移动边缘计算中存在边缘设备资源有限且多边缘设备间负载不均衡的问题.为了解决上述问题,多边缘设备协作成为一种必然趋势.然而,多边缘设备协作面临任务卸载与服务缓存相互耦合、边缘设备的任务负载及资源状态随时空双维变化等两大挑战,极大增加了求解难度.针对上述挑战,提出一种面向多边缘设备协作的任务卸载和服务缓存在线联合优化机制,将任务卸载和服务缓存联合优化问题解耦为服务缓存和任务卸载2个子问题.针对服务缓存子问题,提出基于情景感知组合多臂赌博机的协作服务缓存算法;针对任务卸载子问题,设计基于偏好的双边匹配算法.仿真实验表明所提算法能够有效降低任务整体执行时延,同时实现边缘设备间负载均衡.

    移动边缘计算任务卸载服务缓存协同计算联合优化

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    基于预测误差自适应编码的图像加密可逆数据隐藏

    杨尧林和红杰陈帆原长琦...
    1340-1350页
    查看更多>>摘要：针对现有算法中加密图像存在安全隐患,及选用编码不佳导致图像压缩率较低的问题,提出了一种基于预测误差自适应编码的图像加密可逆数据隐藏算法.图像加密阶段,设计了一种基于误差维持的图像加密算法,首先对3×3的图像块做块间置乱和像素调制加密,然后根据图像块中心像素值将非中心像素分组置乱.数据嵌入阶段,根据图像自身预测误差分布自适应编码,使用编码表对像素进行标记分类后,将编码表与附加数据共同隐藏在加密图像中生成携密加密图像.实验结果表明:加密阶段分组置乱操作,使原始图像与加密图像中特征值差异块数增多,难以确定加密前后图像中各图像块间的对应关系,提高了加密图像的安全性,且图像整体的预测误差分布保持不变;相较于现有算法,平均嵌入率提高0.49 bpp以上,且能无损提取附加数据、恢复原始图像.

    可逆数据隐藏误差维持加密分组置乱自适应编码隐私保护

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