基于細菌覓食優(yōu)化的應用層組播路由算法研究.pdf

1、伴隨著多媒體技術、通信技術、存儲技術的更迭，近年來計算機網(wǎng)絡中涌現(xiàn)出各種新穎的應用和多樣化的業(yè)務，加上信息技術與各行業(yè)的融合吸引來了愈加龐大的在線群體，皆使得計算機網(wǎng)絡承受的壓力越來越大。尤其是像遠程會議、在線直播、實時監(jiān)控此類對帶寬和時延要求較高的業(yè)務，更是需要高效的網(wǎng)絡技術來滿足需求。IP組播技術理論上能有效緩解網(wǎng)絡壓力，一度被認為是解決多接收點大流量數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)膬?yōu)良解決方案，但其自身存在局限的擴展性、硬件升級壁壘、計費以及安全方

2、面的諸多缺點，使得它未能成為主流方案。然而組播服務的思路是合理的，并且網(wǎng)絡的發(fā)展現(xiàn)況也亟需這樣的服務來滿足壓力需求。為此人們將組播的實現(xiàn)機理從網(wǎng)絡層提升到應用層，提出了更加靈活并易于部署的應用層組播方案。
　　應用層組播中，網(wǎng)絡層的路由器依舊沿襲基本單播功能，組播中數(shù)據(jù)流的復制分發(fā)以及QoS功能全部由端節(jié)點主機來負擔，對節(jié)點主機壓力較大，因而在實現(xiàn)構建組播樹的環(huán)節(jié)，要保證時延和開銷得到優(yōu)化的同時，也要考慮節(jié)點度數(shù)得到控制，于是應用

3、層組播重點需要設計一棵帶有延遲和度約束的最小生成樹。這是一種被證明為NP-C的問題，因此考慮運用智能算法進行優(yōu)化求解，這也是本文所主要關注的研究方面。
　　本文在眾多智能算法中重點研究了細菌覓食算法，這種算法在種群更新過程中，有趨化、繁殖和遷移三個基本操作，有較強的尋優(yōu)能力且不易陷入局部最優(yōu)解，收斂速度較快，魯棒性高，是一種較新的隨機優(yōu)化算法。本文分析了細菌覓食算法優(yōu)化機制，將其引入應用層組播中的組播轉發(fā)樹優(yōu)化當中，在仿真平臺作出

4、實驗，并與其他算法的結果進行比對。
　　在此之上，本文在通過研究原始算法的過程中，針對細菌覓食算法中存在的不足之處，提出了混合細菌覓食算法策略一一將微粒群優(yōu)化算法中粒子位置更新操作步驟融入細菌算法的趨化操作中，不僅加快全局尋優(yōu)，還引入了歷史最優(yōu)記憶機制，并對細菌算法的遷移步驟作出修改，保證解的多樣性同時避免扼殺已尋找到的較好解。在最后的分析仿真實驗結果表明，論文提出的算法在延遲和度約束的最小生成樹問題求解中有較好的效率，是一種可行