基于改进离散萤火虫算法的QoS组播路由优化
发布时间：2020-10-30 11:58
近几年网络高速发展,5G时代显然已来临,在5G的时代下,人工智能、物联网、大数据等将得到广泛的应用,为了保证关键业务正常运行,网络传输能力显得尤为重要。组播通信广泛存在于这些应用中,因此研究满足时延、丢包率、带宽等QoS约束的组播路由优化问题很有意义。本文通过对QoS组播通信的特征的分析,以及当前组播路由优化问题的研究,阐述了新的见解。由于对萤火虫算法的研究尚还处于初期,尤其在解决离散目标优问题的不足,本文首先针对TSP问题,提出了一种ODFA算法,之后将问题扩大到带约束的组播路由问题,提出一种BRDFA算法,通过实验证明本文所提出的两种算法是有效的。本文的主要研究内容和相关工作可以概括如下:1.基本的萤火虫算法只是适用于连续问题的优化,而组播路由优化问题属于NP-Complete问题,是一种离散目标优化问题,基本的萤火虫算法不在适用于解决此类问题。TSP被证明具有NP-C计算复杂性,被当做离散目标优化问题的基准,因此本文首先从解决TSP问题入手,提出了一种基于OX操作的离散萤火虫算法(ODFA)解决TSP问题。通过利用局部搜索程序C2-Opt和3-Opt来实现寻优和多样化之间的平衡,以提高搜索性能并加速收敛。此外,还引入动态变异因子,防止陷入局部最优。使用TSPLIB库中的实例进行实验,通过验证分析,证明了 ODFA算法可行有效,为后面研究QoS组播路由问题提供了依据。2.在解决TSP问题的基础下,本文提出一种基于BR策略的离散萤火虫算法(BRDFA)来解决QoS组播路由问题。针对QoS组播路由问题中树编码解码难复杂的问题,BRDFA算法提出一种前驱节点的萤火虫编码方式;同时对当前采用惩罚函数和树修复策略来处理约束条件,效率低且产生不可行解的问题,本文使用BR策略来保证搜索到的组播树都是满足QoS约束,加快了寻优的收敛。此外,为了防止陷入局部最优,增加种群多样性,引入了萤火虫扰动机制。通过仿真实验验证,证明了 BRDFA具有很好的可行性和适应性,提供了一种新的思路用于解决QoS组播路由优化问题。
【学位单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TP18
【部分图文】：
图２．?２广播传输方式??（３）组播（Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ）：?—对多的通信方式。从源点发出数据包经过网络设备，??通过汇聚点复制数据包，将数据包发送到各个组播组。只有加入组播组的成员才??能接收该数据包。相比单播，效率较高，相比广播，节约了网络资源，有效地缓??解了网络拥塞。其工作原理图如图２．３所示。??ｉｍ?一戀接收者??接收者??图２．?３组播传输方式??２．３．２组播技术的优势??
￣＂?接收者??图２．?１单播传输方式??接牧者??１—??接收者??图２．?２广播传输方式??（３）组播（Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ）：?—对多的通信方式。从源点发出数据包经过网络设备，??通过汇聚点复制数据包，将数据包发送到各个组播组。只有加入组播组的成员才??能接收该数据包。相比单播，效率较高，相比广播，节约了网络资源，有效地缓??解了网络拥塞。其工作原理图如图２．３所示。??ｉｍ?一戀接收者??接收者??图２．?３组播传输方式??２．３．２组播技术的优势??上小节讲阐述了单播、广播和组播三种技术的原理，通过对比分析可见组播??技术能从本质上优化网络性能，消除冗余，提高网络利用率等。结合组播技术相??１１??
￣＂?接收者??图２．?１单播传输方式??接牧者??１—??接收者??图２．?２广播传输方式??（３）组播（Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ）：?—对多的通信方式。从源点发出数据包经过网络设备，??通过汇聚点复制数据包，将数据包发送到各个组播组。只有加入组播组的成员才??能接收该数据包。相比单播，效率较高，相比广播，节约了网络资源，有效地缓??解了网络拥塞。其工作原理图如图２．３所示。??ｉｍ?一戀接收者??接收者??图２．?３组播传输方式??２．３．２组播技术的优势??上小节讲阐述了单播、广播和组播三种技术的原理，通过对比分析可见组播??技术能从本质上优化网络性能，消除冗余，提高网络利用率等。结合组播技术相??１１??
【参考文献】
本文编号：2862443
【学位单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TP18
【部分图文】：
图２．?２广播传输方式??（３）组播（Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ）：?—对多的通信方式。从源点发出数据包经过网络设备，??通过汇聚点复制数据包，将数据包发送到各个组播组。只有加入组播组的成员才??能接收该数据包。相比单播，效率较高，相比广播，节约了网络资源，有效地缓??解了网络拥塞。其工作原理图如图２．３所示。??ｉｍ?一戀接收者??接收者??图２．?３组播传输方式??２．３．２组播技术的优势??
￣＂?接收者??图２．?１单播传输方式??接牧者??１—??接收者??图２．?２广播传输方式??（３）组播（Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ）：?—对多的通信方式。从源点发出数据包经过网络设备，??通过汇聚点复制数据包，将数据包发送到各个组播组。只有加入组播组的成员才??能接收该数据包。相比单播，效率较高，相比广播，节约了网络资源，有效地缓??解了网络拥塞。其工作原理图如图２．３所示。??ｉｍ?一戀接收者??接收者??图２．?３组播传输方式??２．３．２组播技术的优势??上小节讲阐述了单播、广播和组播三种技术的原理，通过对比分析可见组播??技术能从本质上优化网络性能，消除冗余，提高网络利用率等。结合组播技术相??１１??
￣＂?接收者??图２．?１单播传输方式??接牧者??１—??接收者??图２．?２广播传输方式??（３）组播（Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ）：?—对多的通信方式。从源点发出数据包经过网络设备，??通过汇聚点复制数据包，将数据包发送到各个组播组。只有加入组播组的成员才??能接收该数据包。相比单播，效率较高，相比广播，节约了网络资源，有效地缓??解了网络拥塞。其工作原理图如图２．３所示。??ｉｍ?一戀接收者??接收者??图２．?３组播传输方式??２．３．２组播技术的优势??上小节讲阐述了单播、广播和组播三种技术的原理，通过对比分析可见组播??技术能从本质上优化网络性能，消除冗余，提高网络利用率等。结合组播技术相??１１??
【参考文献】
相关期刊论文 前8条
1 于宏涛;高立群;韩希昌;;求解旅行商问题的离散人工萤火虫算法[J];华南理工大学学报(自然科学版);2015年01期
2 魏立津;左丞;;基于ISIS协议的大型IP网络路由规划与设计分析[J];硅谷;2014年06期
3 刘长平;叶春明;;一种新颖的仿生群智能优化算法:萤火虫算法[J];计算机应用研究;2011年09期
4 许亚梅;包怀忠;;IP组播技术的优势及其应用[J];中国科技信息;2009年09期
5 朱晓姝;周娅;黄桂敏;;基于小世界层次分布式路由模型研究[J];计算机工程;2006年15期
6 高海昌;冯博琴;朱利b;;智能优化算法求解TSP问题[J];控制与决策;2006年03期
7 张春青,张宏科;OSPF动态路由协议中的路由计算[J];北方交通大学学报;2003年03期
8 王征应,石冰心;基于启发式遗传算法的QoS组播路由问题求解[J];计算机学报;2001年01期
本文编号：2862443
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/sousuoyinqinglunwen/2862443.html
