基于細(xì)菌覓食優(yōu)化的應(yīng)用層組播路由算法研究.pdf

1、伴隨著多媒體技術(shù)、通信技術(shù)、存儲(chǔ)技術(shù)的更迭，近年來(lái)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中涌現(xiàn)出各種新穎的應(yīng)用和多樣化的業(yè)務(wù)，加上信息技術(shù)與各行業(yè)的融合吸引來(lái)了愈加龐大的在線群體，皆使得計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)承受的壓力越來(lái)越大。尤其是像遠(yuǎn)程會(huì)議、在線直播、實(shí)時(shí)監(jiān)控此類對(duì)帶寬和時(shí)延要求較高的業(yè)務(wù)，更是需要高效的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來(lái)滿足需求。IP組播技術(shù)理論上能有效緩解網(wǎng)絡(luò)壓力，一度被認(rèn)為是解決多接收點(diǎn)大流量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)膬?yōu)良解決方案，但其自身存在局限的擴(kuò)展性、硬件升級(jí)壁壘、計(jì)費(fèi)以及安全方

2、面的諸多缺點(diǎn)，使得它未能成為主流方案。然而組播服務(wù)的思路是合理的，并且網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展現(xiàn)況也亟需這樣的服務(wù)來(lái)滿足壓力需求。為此人們將組播的實(shí)現(xiàn)機(jī)理從網(wǎng)絡(luò)層提升到應(yīng)用層，提出了更加靈活并易于部署的應(yīng)用層組播方案。
　　應(yīng)用層組播中，網(wǎng)絡(luò)層的路由器依舊沿襲基本單播功能，組播中數(shù)據(jù)流的復(fù)制分發(fā)以及QoS功能全部由端節(jié)點(diǎn)主機(jī)來(lái)負(fù)擔(dān)，對(duì)節(jié)點(diǎn)主機(jī)壓力較大，因而在實(shí)現(xiàn)構(gòu)建組播樹(shù)的環(huán)節(jié)，要保證時(shí)延和開(kāi)銷得到優(yōu)化的同時(shí)，也要考慮節(jié)點(diǎn)度數(shù)得到控制，于是應(yīng)用

3、層組播重點(diǎn)需要設(shè)計(jì)一棵帶有延遲和度約束的最小生成樹(shù)。這是一種被證明為NP-C的問(wèn)題，因此考慮運(yùn)用智能算法進(jìn)行優(yōu)化求解，這也是本文所主要關(guān)注的研究方面。
　　本文在眾多智能算法中重點(diǎn)研究了細(xì)菌覓食算法，這種算法在種群更新過(guò)程中，有趨化、繁殖和遷移三個(gè)基本操作，有較強(qiáng)的尋優(yōu)能力且不易陷入局部最優(yōu)解，收斂速度較快，魯棒性高，是一種較新的隨機(jī)優(yōu)化算法。本文分析了細(xì)菌覓食算法優(yōu)化機(jī)制，將其引入應(yīng)用層組播中的組播轉(zhuǎn)發(fā)樹(shù)優(yōu)化當(dāng)中，在仿真平臺(tái)作出

4、實(shí)驗(yàn)，并與其他算法的結(jié)果進(jìn)行比對(duì)。
　　在此之上，本文在通過(guò)研究原始算法的過(guò)程中，針對(duì)細(xì)菌覓食算法中存在的不足之處，提出了混合細(xì)菌覓食算法策略一一將微粒群優(yōu)化算法中粒子位置更新操作步驟融入細(xì)菌算法的趨化操作中，不僅加快全局尋優(yōu)，還引入了歷史最優(yōu)記憶機(jī)制，并對(duì)細(xì)菌算法的遷移步驟作出修改，保證解的多樣性同時(shí)避免扼殺已尋找到的較好解。在最后的分析仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，論文提出的算法在延遲和度約束的最小生成樹(shù)問(wèn)題求解中有較好的效率，是一種可行