Telecom networks scale with growing users and data-intensive applications, generating heavy traffic that causes congestion, reducing throughput, increasing delay, and raising computational costs. Traditional routing protocols act only after performance degradation, making them unsuitable for dynamic traffic and topological changes. Addressing these challenges requires a routing approach that adapts in real time, scales with network growth, operates without disrupting active services, and provides continuous feedback for congestion-aware traffic optimisation. The Network Digital Twin (NDT) addresses these needs by mirroring global network behaviour using Message Passing Neural Networks (MPNNs) through bidirectional communication with the physical network. To align the NDT with physical network behaviour, synthetic traffic is generated with increasing load across topological structures that incrementally scale as routers are added. These topologies are created by graph-generating models such as Erdos-Renyi, Barabasi-Albert, and Watts-Strogatz, customised with vertex degree limitations. The NDT collects performance metrics from routers and links, and MPNNs classify edges based on local vertex and global network behaviours. Based on these classifications, feedback is sent as Policy-Based Routing (PBR) protocol commands to each router, enabling optimal traffic distribution across links of the physical network.


翻译:随着用户数量和数据处理密集型应用的增加,电信网络规模不断扩大,由此产生的高流量负载导致网络拥塞,进而降低吞吐量、增加时延、提升计算成本。传统路由协议仅在性能退化后作出响应,无法适应动态流量及拓扑变化。为应对这些挑战,需采用一种能够实时自适应调整、随网络扩展而扩展、不影响现有服务运行,并为拥塞感知流量优化提供持续反馈的路由策略。网络数字孪生(NDT)通过消息传递神经网络(MPNN)与物理网络建立双向通信,以镜像全局网络行为,从而满足上述需求。为使NDT与物理网络行为对齐,在路由器逐步添加的递增式拓扑结构中,通过生成递增负载的合成流量进行模拟。这些拓扑结构由Erdos-Renyi、Barabasi-Albert和Watts-Strogatz等图生成模型创建,并针对顶点度数进行定制化限制。NDT收集来自路由器和链路的性能指标,MPNN根据局部顶点行为与全局网络行为对边进行分类。基于这些分类结果,向每个路由器发送基于策略的路由(PBR)协议命令作为反馈,从而实现物理网络中链路间的流量最优分配。

0
下载
关闭预览

相关内容

《基于学习的下一代智能网络优化方法》180页
专知会员服务
26+阅读 · 2025年4月4日
异质信息网络链路预测方法综述
专知会员服务
17+阅读 · 2024年8月8日
网络空间安全中的数字孪生技术研究
专知会员服务
67+阅读 · 2024年1月7日
64页|电力行业数字孪生技术应用白皮书(2022)
专知会员服务
76+阅读 · 2022年10月24日
专知会员服务
41+阅读 · 2021年5月30日
重磅!数字孪生技术应用白皮书(2021)
专知
14+阅读 · 2021年12月8日
【数字孪生】超棒PPT解读Digital Twin十大领域应用!
产业智能官
103+阅读 · 2019年3月26日
车路协同构建“通信+计算”新体系
智能交通技术
11+阅读 · 2019年3月26日
【知识图谱】知识图谱+人工智能=新型网络信息体系
产业智能官
14+阅读 · 2018年11月18日
【学界】基于条件深度卷积生成对抗网络的图像识别方法
GAN生成式对抗网络
16+阅读 · 2018年7月26日
智慧公路建设方案
智能交通技术
30+阅读 · 2018年2月28日
阿里流行音乐趋势预测-深度学习LSTM网络实现代码分享
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年12月5日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
VIP会员
最新内容
《无人机脆弱性利用:网络空间力量的新域》
专知会员服务
2+阅读 · 今天4:08
美空军如何将人工智能从战场部署至后方机关
专知会员服务
11+阅读 · 7月31日
《史诗怒火行动:多域前瞻评估》49页报告
专知会员服务
7+阅读 · 7月31日
《英国防部:未来空战系统数字化战略》33页
专知会员服务
5+阅读 · 7月31日
《面向自主飞行网络的智能体人工智能架构》
专知会员服务
7+阅读 · 7月31日
“史诗怒火”行动:现代多域作战的重要节点
专知会员服务
8+阅读 · 7月30日
《下一代无线网络中的多无人机通信资源管理》
相关VIP内容
相关资讯
重磅!数字孪生技术应用白皮书(2021)
专知
14+阅读 · 2021年12月8日
【数字孪生】超棒PPT解读Digital Twin十大领域应用!
产业智能官
103+阅读 · 2019年3月26日
车路协同构建“通信+计算”新体系
智能交通技术
11+阅读 · 2019年3月26日
【知识图谱】知识图谱+人工智能=新型网络信息体系
产业智能官
14+阅读 · 2018年11月18日
【学界】基于条件深度卷积生成对抗网络的图像识别方法
GAN生成式对抗网络
16+阅读 · 2018年7月26日
智慧公路建设方案
智能交通技术
30+阅读 · 2018年2月28日
阿里流行音乐趋势预测-深度学习LSTM网络实现代码分享
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年12月5日
相关基金
国家自然科学基金
6+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员