复杂网络上的交通动力学研究

发布时间：2017-01-31 20:57

  本文关键词：复杂网络上的交通动力学研究，由笔耕文化传播整理发布。

《厦门大学》 2009年

复杂网络上的交通动力学研究

廖其珍  

【摘要】： 以TCP/IP为基础的通信网络在过去的二十年中取得了巨大的发展,网络规模和用户数量都呈爆炸式的增长。随着网络应用的不断深入,人类已经进入了一个以网络为基础的信息时代。拥塞是一种无法完全避免的基本网络现象,严重的拥塞会造成传输时延,传输速率和吞吐量等性能指标的恶化。所以如何缓解拥塞,提高通信网络通信能力(亦即网络吞吐量)已成为复杂网络交通动力学研究的重要课题。通常网络通信能力受几个因素影响:路由策略,节点通信能力和网络拓扑结构。而且当大量信息涌入网络时,有限的内存也会对网络阻塞产生重要影响。 现在通信网络中最基本的路由策略是以最快传输为目标,也就是说它是基于从源地址到目的地的估计最短路径。Internet和其它一些通信网络采用这种基本路由策略,并正常可靠的运行,但是这种基本路由策略在遇到网络通信拥塞时,通信效率会快速下降。因此第三章介绍一种新的路由策略,它引入局域交通负载信息(邻居节点的负载信息)。新算法部分克服了基本路由算法的缺点,但是它并没有考虑邻居节点到目的地节点的负载情况。第四章利用通信的历史信息对这一点进行改进。BA无标度网络的仿真结果显示,改进后的算法不但提高了网络的通信能力,而且增强了算法对于网络链路随机故障的适应能力。 第五章,我们提出一个新的单节点通信能力分配策略,使得当整个网络所有节点的通信能力之和固定时,网络通信效率比平均分配节点通信能力时更高。在这个模型中,度为k_i的单节点i的通信能力与k_i~β成正比,其中β是可控参数,并使用最短路径路由算法。模拟仿真结果显示存在最佳的β值,使得网络的通信能力达到最大值。 最后对全文工作进行了总结,并指出了下一步可深入研究的方向。

【关键词】：
【学位授予单位】：厦门大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TN915.01
【目录】：

摘要4-5

ABSTRACT5-11

第一章 绪论11-17

1.1 复杂网络11-14

1.1.1 复杂网络概述11-12

1.1.2 复杂网络中交通动力学研究概述12-14

1.2 本研究课题的背景和动机14-15

1.3 本文的组织方式15-17

第二章 论文研究的理论基础17-34

2.1 基本概念17-23

2.1.1 网络的图表示17

2.1.2 平均路径长度17-18

2.1.3 聚类系数18-19

2.1.4 度与度分布19-21

2.1.5 序参数21-22

2.1.6 网络通信能力22

2.1.7 网络平均传输时间22

2.1.8 网络的介数22-23

2.2 网络拓扑基本模型及其性质23-34

2.2.1 规则网络23-24

2.2.2 随机图24-25

2.2.3 小世界网络模型25-28

2.2.4 无标度网络模型及性质28-31

2.2.5 网络的鲁棒性与脆弱性31-34

第三章 基于局域交通信息的路由算法34-40

3.1 引言34

3.2 网络模型及路由算法描述34-36

3.2.1 网络模型34

3.2.2 网络流模型34-35

3.2.3 路由算法描述及单个节点通信能力设定35-36

3.3 仿真及结果分析36-38

3.4 小结38-40

第四章 基于历史信息的路由算法设计40-46

4.1 引言40

4.2 路由算法描述及单个节点通信能力设定40-41

4.3 仿真及结果分析41-45

4.4 小结45-46

第五章 在有限的通信能力下节点通信能力的最佳分布46-51

5.1 引言46

5.2 路由算法描述及单个节点通信能力设定46-47

5.3 仿真及结果分析47-49

5.4 小结49-51

第六章 结束语51-53

参考文献53-58

作者在攻读硕士期间发表的论文58-59

致谢59

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本文编号：239692