智能IP QOS路由算法的研究.pdf

1、當(dāng)前，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，電信網(wǎng)、有線電視網(wǎng)和計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)等各種網(wǎng)絡(luò)正趨向于相互滲透和相互融合，“三網(wǎng)合一”已成為國(guó)際化的大趨勢(shì)。IP網(wǎng)絡(luò)，作為“三網(wǎng)合一”的統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，不僅要提供“盡力而為”的數(shù)據(jù)應(yīng)用，還必須能提供具有服務(wù)質(zhì)量(QualityofService，QoS)保證的實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)。因此，如何保證IP網(wǎng)絡(luò)中的QoS逐漸成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。而研究QoS路由算法對(duì)IP網(wǎng)絡(luò)提供QoS保證具有重要的意義。　　QoS路由算法的難點(diǎn)主要表現(xiàn)

2、在：QoS路由算法通常受到多個(gè)QoS度量的約束，而多個(gè)QoS度量約束的QoS路由問題是NP完全問題；將來(lái)的網(wǎng)絡(luò)需要同時(shí)提供QoS和“盡力而為”業(yè)務(wù)，這使得問題變得更復(fù)雜；每個(gè)節(jié)點(diǎn)獲得的狀態(tài)信息總是具有一定的不準(zhǔn)確性，這些不準(zhǔn)確性在一定程度上影響了QoS路由算法的有效性。　　近年來(lái)，基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，遺傳算法，粒子群優(yōu)化和蟻群優(yōu)化等算法的智能技術(shù)已成為人工智能，專家系統(tǒng)等領(lǐng)域的主要技術(shù)。由于它們?cè)谔幚泶笠?guī)模非確定參數(shù)的復(fù)雜系統(tǒng)等方面表現(xiàn)出巨

3、大的潛力，因而引起了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛的關(guān)注。而將這些算法適當(dāng)?shù)亟Y(jié)合起來(lái)，將使它們變得更有效和實(shí)用。 本文針對(duì)QoS路由的難點(diǎn)，結(jié)合智能技術(shù)的方法對(duì)QoS路由問題進(jìn)行了研究，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與遺傳算法相結(jié)合算法；該算法借鑒了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中BP網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)算法。在遺傳算法的每一次迭代結(jié)束后，進(jìn)行BP算法處理，將每一代中最好個(gè)體和其他各個(gè)個(gè)體進(jìn)行比較，以此來(lái)指導(dǎo)BP算法。在遺傳算法加入BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法加速了收斂速度，能有效地跳出局部最優(yōu)解，避免早熟

4、現(xiàn)象，提出的算法能更快找到可行路由。由于采用了易于擴(kuò)展的數(shù)學(xué)模型，該算法具有很好的擴(kuò)展性，能擴(kuò)展到多個(gè)QoS度量約束的單播和組播路由問題?！　』煦鐑?yōu)化與遺傳算法相結(jié)合算法；該算法利用混沌變量的遍歷性、隨機(jī)性、規(guī)律性等特點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化搜索，將混沌優(yōu)化與遺傳算法相結(jié)合。從而加速了收斂速度，能有效地跳出局部最優(yōu)解，避免早熟現(xiàn)象。算法中，節(jié)點(diǎn)序列的編碼機(jī)制簡(jiǎn)化了交叉和變異的操作；自適應(yīng)的變異操作既保持了群體的多樣性，又能避免過(guò)多的變異導(dǎo)致的局部收

5、斂和早熟；算法能擴(kuò)展到多個(gè)QoS約束的情況。與基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)遺傳算法的QoS路由算法相比，本算法得到的解質(zhì)量?jī)?yōu)于前者，算法適用于對(duì)QoS度量要求嚴(yán)格的情況下?！　×Ｗ尤簝?yōu)化算法；在分析粒子群優(yōu)化算法原理的基礎(chǔ)上，本文首次將粒子群優(yōu)化算法應(yīng)用于求解QoS路由問題。算法有如下特點(diǎn)，引入插入算子，刪除算子，算子系列和基本算子序列等概念，并在此基礎(chǔ)上對(duì)基本的粒子群優(yōu)化算法進(jìn)行改進(jìn)；分析基本粒子群易于陷入停滯的現(xiàn)象，采用階段變異的機(jī)制，使算法跳出

6、局部最優(yōu)解的限制；提出用源節(jié)點(diǎn)到各目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)系列進(jìn)行組播路由編碼的方案，并構(gòu)造了由網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)排列組合構(gòu)成的離散多維搜索空間。算法在求解QoS組播路由問題上的應(yīng)用是可行的，在大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)中，尋優(yōu)速度上優(yōu)于基于遺傳算法的其他算法；階段變異操作的引入，增加了解的多樣化，使算法能跳出停滯階段并加速算法的收斂。該算法適合于收斂速度要求較高而對(duì)收斂精度要求不是很高的情況?！　≈悄苈酚上伻簝?yōu)化算法；對(duì)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)動(dòng)態(tài)變化的問題，提出了一種基于蟻群網(wǎng)絡(luò)(