有效提高Internet传输性能的社团结构改善策略

发布时间：2019-08-15 12:31

【摘要】：提出一种增添能最有效减弱网络社团特性的边以提高Internet网络传输性能的策略,即减弱社团结构策略(WCS策略),并基于光逻辑链路可以提供与实际物理链路相当的高性能,以实现WCS策略的Internet网络的拓扑重构。在伪随机网络、具有社团结构的无标度人工网络和实际Internet网络上分别进行了基于全局最短路径路由和局部路由的实验。实验结果表明,利用WCS策略在社团之间少量边的添加,就能实现网络负载能力和平均最短路径的大幅改善。
【图文】：

实例图,策略,实例,社团

VG和最短路径路由策略下的网络节点数据分组的临界产生概率c的影响，并且验证了WCS策略对伪随机网络传输性能的改善效果。伪随机网络的产生方式如下：由128个节点组成，划分为4个社团，每个社团内的节点均为32个。社团内节点之间连接的概率为pin，社团之间节点连接的概率为pout，，Zin表示节点与它所在社团内部节点连边数目的期望值，outZ表示节点与社团外节点连边数目的期望值，且整个网(a)添边之前网络(Q=0.41，c=0.149，LAVG=2.70)(b)添边之后网络(Q=0.28，c=0.219，LAVG=2.36)图1WCS策略实现的简单实例

关系图,网络模块,社团

·176·通信学报第34卷络节点度的期望值保持为16。随着Zin从0开始不断增加，网络的社团结构由模糊变为清晰，当Zin>8时，网络开始具有明显的社团结构，如图2所示。接下来在实验中，通过调节Zin的大小产生不同的伪随机网络进行分析(本文中仿真结果的数值是进行10次仿真后的平均值)。从图3和图4可以看出，随着Zin的增大，LAVG逐渐增大，c逐渐减少，且LAVG增大和c减少的曲线斜率也增大。结果表明，随着网络模块度Q值的增大，网络在最短路径路由策略下的传输性能加速降低。以Zin=14生成的网络为例，应用WCS策略减弱网络社团结构，社团之间增添链路比例La与Q，LAVG和c的之间的关系如图5~图7所示。由图可得，随着La的增加，LAVG减少和c增加的速度变慢。在此期间Q减少了约33.1%，c增加了约为112.5%，而LAVG减少了约12.5%。图2网络模块度Q与Zin关系图3平均最短路径LAVG与Zin的关系图4c与Zin的关系图5Q与La的关系图6c与La的关系图7LAVG与La的关系由此可见，WCS策略对伪随机网络的负载能力和平均路径长度改善的作用明显，但受网络社团结构明显程度的影响。4.2在无标度网络中的验证由于随机网络不能反映现实Internet网络的异构特性，本文引用了由XIE等人提出的CBEN模型[25]，该模型生成的网络不仅全网节点的度和社团内节点的数目都具有无标度特征，而且网络社团特性明显，与现实中Internet网络比较接近。选择合适参数生成模块度Q=0.63的1000个节点的网络，标记为Net1。首先分析WCS策略对Net1网络在最短路径路由策略下对其传输性能的改善，并与在网络中随机添边策略(RS)进行比较。如图8所示，在RS
【作者单位】：广东技术师范学院电子与信息学院;中山大学电子与信息工程系;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(60970146,61070154,61202271,61272381) 国家自然科学基金-广东联合基金资助项目(U0735002) 国家高技术研究发展计划(“863”计划)基金资助项目(2007AA01Z449) 广东省自然科学基金资助项目(S2012040007184)~~
【分类号】：TP393.08

【参考文献】