基于演化算法的QoS約束選播路由研究.pdf

1、選播是IPv6中新定義的一種標(biāo)準(zhǔn)通信模式,它能使得用戶通過(guò)一個(gè)選播地址就可以訪問(wèn)到該地址所標(biāo)識(shí)的一組服務(wù)器中對(duì)用戶來(lái)說(shuō)是“最優(yōu)”的一個(gè)。選播通信可以有效地改善網(wǎng)絡(luò)流量分布,增強(qiáng)服務(wù)的可用性,具有廣闊的應(yīng)用空間。同時(shí),隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速普及,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展,人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量也提出了越來(lái)越高的要求,因而在選播通信中如何解決多QoS約束的選播路由問(wèn)題變得十分迫切。
　　本論文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)如下:
　　(1)提出了一種根據(jù)選

2、播組中成員服務(wù)器的負(fù)載來(lái)初始化種群的優(yōu)化方法。該方法生成的初始種群中包含了從源主機(jī)到選播組中各個(gè)成員服務(wù)器的可行路徑,使得路徑的條數(shù)與服務(wù)器的負(fù)載成反比,這樣能夠有效地克服傳統(tǒng)算法未考慮選播組服務(wù)器負(fù)載均衡的不足,增加了初始種群的多樣性,避免算法陷入局部最優(yōu),有利于改善網(wǎng)絡(luò)流量分布,提高網(wǎng)絡(luò)的吞吐量。
　　(2)提出了一種區(qū)分度更高的QoS約束懲罰函數(shù)。在解決QoS約束選播路由問(wèn)題的傳統(tǒng)演化算法中,對(duì)于滿足QoS約束的可行路徑設(shè)置

3、的懲罰函數(shù)過(guò)于簡(jiǎn)單,不能夠有效地區(qū)分出兩條滿足QoS要求路徑的優(yōu)劣,而使用區(qū)分度更高的QoS約束懲罰函數(shù)可以克服這點(diǎn)不足,使得算法在演化過(guò)程中能夠找到具有更好QoS性能的可行路徑,收斂到全局最優(yōu)解而不僅是只找到滿意解。
　　(3)針對(duì)選播組服務(wù)器的負(fù)載不均衡問(wèn)題,提出了一種基于演化算法的QoS網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡選播路由算法(QLBE)。該算法引入了基于選播組負(fù)載的種群初始化方法,使用了區(qū)分度更高的QoS約束懲罰函數(shù)來(lái)組成適應(yīng)度函數(shù)。在隨

4、機(jī)生成的Waxman網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洵h(huán)境下進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,與傳統(tǒng)算法相比,QLBE算法得到的最優(yōu)選播路由能夠有效地均衡選播組服務(wù)器負(fù)載,且能在更少的代數(shù)內(nèi)收斂,有利于改善網(wǎng)絡(luò)流量分布,提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量。
　　(4)針對(duì)選播路由的QoS性能最優(yōu)化問(wèn)題,提出了一種基于精英遷移策略演化算法的QoS性能最優(yōu)選播路由算法(BQEM)。該算法將網(wǎng)絡(luò)路徑搜索空間依據(jù)選播組的大小劃分為子種群,在各個(gè)子種群獨(dú)立演化過(guò)程中,構(gòu)造一種精英遷移策略,將