光突發(fā)交換中基于免疫遺傳算法的路由技術(shù)研究.pdf

1、光突發(fā)交換(Optical Burst Switching)是下一代Intemet骨干網(wǎng)的光交換模式技術(shù)。它可以使協(xié)議層次扁平化，因而可以更加充分地利用DWDM技術(shù)的帶寬潛力。 但是，由于光突發(fā)交換是將突發(fā)包和控制分組分開(kāi)在不同的信道上傳輸，并且二者傳送的方式分別是全光和光一電一光。這與傳統(tǒng)的光電路交換以及還在研究的光分組交換有很大的區(qū)別。目前，它還有許多有待解決的難題，其中路由技術(shù)是光突發(fā)交換中的關(guān)鍵技術(shù)之一，它在很大程度上影

2、響著光突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)的性能。 目前對(duì)光突發(fā)交換中的路由技術(shù)的研究主要有最短路徑算法，P—routing算法。但最短路徑算法容易引起負(fù)載的不均衡，P—routing算法要和混合交換技術(shù)結(jié)合使用效果更明顯。另外，突發(fā)包的沖突解決也是路由機(jī)制的關(guān)鍵，對(duì)其的研究也是當(dāng)前路由技術(shù)研究的重點(diǎn)。 免疫遺傳算法IGA(Immune Genetic Algorithm)是借鑒生命科學(xué)中免疫的概念與理論提出的一種智能算法，它將免疫機(jī)理引入基本

3、遺傳算法(Simple GeneticAlgorithm)，是一種啟發(fā)式搜索算法。具有并行性、分布式、自適應(yīng)性等特點(diǎn)。對(duì)于解決多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。 光突發(fā)交換中的路由問(wèn)題本質(zhì)上是多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題，因此作為試探性的研究，針對(duì)光突發(fā)交換多目標(biāo)路由優(yōu)化問(wèn)題，創(chuàng)新性地將免疫遺傳算法應(yīng)用于光突發(fā)交換路由方案中，改進(jìn)現(xiàn)有光突發(fā)交換路由技術(shù)的不足。仿真實(shí)驗(yàn)表明：將免疫遺傳算法與光突發(fā)交換路由相結(jié)合，較好地克服了基本遺傳算法中出現(xiàn)的退化現(xiàn)

4、象，得到了比基本遺傳算法更快的收斂速度，同時(shí)也降低了突發(fā)的丟失率。 論文分析研究了光突發(fā)交換的特點(diǎn)和路由結(jié)構(gòu)體系。包括光突發(fā)交換的網(wǎng)絡(luò)體系、分層結(jié)構(gòu)、資源預(yù)留協(xié)議等。并引入了免疫遺傳算法的基本思想。在此基礎(chǔ)上提出并構(gòu)建了基于免疫遺傳算法的光突發(fā)交換路由算法模型，同時(shí)設(shè)計(jì)了基于此算法的仿真平臺(tái)，并對(duì)算法進(jìn)行了仿真測(cè)試和改進(jìn)。本論文的主要工作如下： (1)分析和總結(jié)了光突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。包括網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)、控制分組和

5、突發(fā)包的格式、邊緣和核心節(jié)點(diǎn)的功能特點(diǎn)、資源預(yù)留協(xié)議等與路由 有關(guān)的功能模塊，以及光突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)的路由技術(shù)特點(diǎn)。 (2)分析研究免疫遺傳算法的基本思想，創(chuàng)新性地將免疫遺傳算法的智能元素應(yīng)用于光突發(fā)交換路由方案。該方案是通過(guò)在基本遺傳算法中引入免疫算子，并利用生物免疫機(jī)制中的抗原識(shí)別、抗體記憶來(lái)控制收斂方向，保證遺傳算法盡快收斂到全局最優(yōu)解。較之傳統(tǒng)基于最短路徑的光突發(fā)交換路由方案，該方案能在運(yùn)行中綜合考慮網(wǎng)絡(luò)資源狀態(tài)，避