基于ACO的路由優(yōu)化及流量負(fù)載問題研究.pdf

1、網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)需求的快速增長對互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)質(zhì)量(QoS)提出更高的要求，而業(yè)務(wù)交換節(jié)點(diǎn)成為制約網(wǎng)絡(luò)性能的主要“瓶頸”之一。由于互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜的動態(tài)特性可以通過網(wǎng)絡(luò)所負(fù)載的流量來反映，同時網(wǎng)絡(luò)流量又是網(wǎng)絡(luò)動態(tài)行為的主導(dǎo)因素，所以我們希望通過路由優(yōu)化對網(wǎng)絡(luò)流量進(jìn)行合理調(diào)度從而改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)的性能。因此提高網(wǎng)絡(luò)管理的效率以改善網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行環(huán)境的質(zhì)量逐漸成為，如何進(jìn)行路由尋優(yōu)以及實(shí)現(xiàn)流量合理調(diào)度以平衡網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的意義就顯得尤為重要。
　　 工作在網(wǎng)絡(luò)層上的路

2、由器可以連接不同類型的網(wǎng)絡(luò)，所以它是能夠選擇數(shù)據(jù)傳送路徑并對數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。為了幫助路由器選擇路徑進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，應(yīng)使用路由算法對路由表進(jìn)行初始化和維護(hù)。本文對路由算法相關(guān)理論進(jìn)行了研究，綜述了螞蟻算法的原理以及用螞蟻算法解決問題的思想以及國內(nèi)外基于螞蟻算法的路由算法系列原理，基于蟻群算法對多重鏈路的網(wǎng)絡(luò)路由優(yōu)化及負(fù)載均衡進(jìn)行了研究，提出了基于收斂梯度的快速收斂算法，實(shí)現(xiàn)路由尋優(yōu)的快速收斂，在理論上優(yōu)化了蟻群算法在路由尋優(yōu)過程中的

3、多次迭代收斂問題，能較快地得到最優(yōu)路徑；進(jìn)一步地把快速收斂算法應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)流量負(fù)載均衡上，在理論上優(yōu)化了鏈路上因流量的分配而產(chǎn)生擁塞問題，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，提高了資源利用率。經(jīng)過仿真實(shí)驗(yàn)比較該算法與傳統(tǒng)路由算法，螞蟻算法應(yīng)用到路由算法上可以起到節(jié)省網(wǎng)絡(luò)帶寬、減小路由器存儲和處理資源利用率的作用、具有良好的可擴(kuò)展性，對實(shí)現(xiàn)大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)來說是一種新的解決途徑。
　　 論文的主要貢獻(xiàn)如下：
　　 (1)提出了基于收斂梯度的快速收斂算

4、法針對收斂速度問題，定義了收斂梯度概念，并在此基礎(chǔ)上提出了快速收斂算法。通過比較各條鏈路上的收斂梯度值，終止迭代的進(jìn)行，直接選擇收斂梯度大的路徑為最優(yōu)路徑。解決了以往算法研究的收斂反復(fù)迭代問題，在一定程度上縮短了收斂時間，提高了效率。
　　 (2)基于快速收斂算法的逆向蟻群算法的快速流量優(yōu)化針對網(wǎng)絡(luò)中鏈路上的流量分配問題，在引入收斂期望和收斂梯度的基礎(chǔ)上提出了一種逆向蟻群算法實(shí)現(xiàn)流量均衡的方法。根據(jù)螞蟻在鏈路上尋優(yōu)時路徑上信息素