基于演化算法的QoS約束選播路由研究.pdf

1、選播是IPv6中新定義的一種標準通信模式,它能使得用戶通過一個選播地址就可以訪問到該地址所標識的一組服務器中對用戶來說是“最優(yōu)”的一個。選播通信可以有效地改善網絡流量分布,增強服務的可用性,具有廣闊的應用空間。同時,隨著互聯(lián)網的快速普及,計算機網絡技術的不斷發(fā)展,人們對網絡服務質量也提出了越來越高的要求,因而在選播通信中如何解決多QoS約束的選播路由問題變得十分迫切。
　　本論文的主要創(chuàng)新點如下:
　　(1)提出了一種根據(jù)選

2、播組中成員服務器的負載來初始化種群的優(yōu)化方法。該方法生成的初始種群中包含了從源主機到選播組中各個成員服務器的可行路徑,使得路徑的條數(shù)與服務器的負載成反比,這樣能夠有效地克服傳統(tǒng)算法未考慮選播組服務器負載均衡的不足,增加了初始種群的多樣性,避免算法陷入局部最優(yōu),有利于改善網絡流量分布,提高網絡的吞吐量。
　　(2)提出了一種區(qū)分度更高的QoS約束懲罰函數(shù)。在解決QoS約束選播路由問題的傳統(tǒng)演化算法中,對于滿足QoS約束的可行路徑設置

3、的懲罰函數(shù)過于簡單,不能夠有效地區(qū)分出兩條滿足QoS要求路徑的優(yōu)劣,而使用區(qū)分度更高的QoS約束懲罰函數(shù)可以克服這點不足,使得算法在演化過程中能夠找到具有更好QoS性能的可行路徑,收斂到全局最優(yōu)解而不僅是只找到滿意解。
　　(3)針對選播組服務器的負載不均衡問題,提出了一種基于演化算法的QoS網絡負載均衡選播路由算法(QLBE)。該算法引入了基于選播組負載的種群初始化方法,使用了區(qū)分度更高的QoS約束懲罰函數(shù)來組成適應度函數(shù)。在隨

4、機生成的Waxman網絡拓撲環(huán)境下進行仿真實驗,實驗結果表明,與傳統(tǒng)算法相比,QLBE算法得到的最優(yōu)選播路由能夠有效地均衡選播組服務器負載,且能在更少的代數(shù)內收斂,有利于改善網絡流量分布,提高網絡吞吐量。
　　(4)針對選播路由的QoS性能最優(yōu)化問題,提出了一種基于精英遷移策略演化算法的QoS性能最優(yōu)選播路由算法(BQEM)。該算法將網絡路徑搜索空間依據(jù)選播組的大小劃分為子種群,在各個子種群獨立演化過程中,構造一種精英遷移策略,將