基于QoS约束的选播路由算法研究

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随着计算机和网络技术的迅猛发展,网络服务需求已超过了网络的服务容量,对具有QoS服务的应用产生了严重的影响。为了增强服务的可用性和改善网络的流量分布,通常的方法是在网络中复制服务器。为研究此类网络通信,近年来,人们提出了“选播”的通信模型,选播使得用户通过一个选播地址就能访问到该地址所表示的一组服务器中对用户来说“最近的”一个,由于越来越多的应用需要选播服务,因此选播通信已被规定为IPv6中的一种标准通信模型。 本文首先介绍了选播通信服务的研究现状以及QoS路由的基础理论,然后在分析基本QoS选播路由算法的基础上,提出了两个算法:一是基于时延、带宽和费用约束的选播路由算法,该算法以SSP(Shortest Shortest Path)算法为基础,以各条路径的瓶颈带宽与最小时延和费用乘积的比值作为选路的依据,均衡网络负载,同时减小网络费用;二是基于遗传算法的选播路由算法,该算法考虑了时延和费用,采用了一个新的适应度函数,可以根据网络的实际需求通过调整参数来选择路径,从而达到网络的时延和费用折衷。该算法充分体现遗传算法所具有的鲁棒性强、并行搜索、群体寻优的特点。 为了验证两种算法的可行性,我们进行了仿真实验。仿真结果表明,第一种算法所用时延与SSP算法相差不多,但费用明显降低;第二种算法利用节点序列编码使得遗传操作更加容易、有效,提出的路径选择算子能够避免路由计算陷于局部最优解,采用的适应度函数使时延和代价能在较小的进化代数内收敛到全局最优解。因此,这两种算法是可行的,同时具有很好的性能。
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