三种不同机制无标度网络的对比研究

采用数值模拟的方法对三种由不同机制生成的无标度网络:BA(择优机制),衰减机制网络和等级机制网络进行了拓扑和流行病动力学方面的研究.在三种网络保持幂率指数γ=3的情况下,模拟结果发现BA网络和等级网络在拓扑和流行病传播方面具有很大的相似性:大小几乎接近的集聚系数C,最短路径L,关联指数r,相同的传播阈值λc=0.06,在SIR传播过程中,几乎完全接近的三种状态(S,I,R)的人群密度随时间的演化曲线;然而衰减网络却表现出与两者截然不同的拓扑特征和传播动力学过程:大的集聚系数和最短路径,强的度关联,同时传播阈值(λc=0.1)也大于BA网络和等级网络,同时SIR的动力学过程也与前两者有明显差异.     

最短路径扩散机制下实时可靠性网络路由选择方法研究

针对网络通信实时性、可靠性的要求,提出一种最短路径扩散机制下实时可靠性网络路由选择方法,依据链路质量对加入网络的节点构建逻辑路径,形成树状结构。将某节点与其它节点之间的可用物理链路看作辅助路径,得到Mesh形网络拓扑结构。分析了最短路径扩散机制,利用最短路径扩散机制对网络中全部节点构建最短路径信息。介绍了网络交通流和交通引力场模型,考虑节点对交通流的引力作用,将传输路径看作影响引力的指标,通过交通引力场实现网络路由选择。实验结果表明,所提方法在保证网络实时可靠性的同时,可减少能耗,降低数据丢包率,提高网络吞吐量。     

最短路径扩散机制下实时可靠性网络路由选择方法

针对网络通信实时性、可靠性的要求,提出一种最短路径扩散机制下实时可靠性网络路由选择方法。依据链路质量对加入网络的节点构建逻辑路径,形成树状结构。将某节点与其他节点之间的可用物理链路看作辅助路径,得到Mesh形网络拓扑结构。分析了最短路径扩散机制,利用最短路径扩散机制对网络中全部节点构建最短路径信息。介绍了网络交通流和交通引力场模型,考虑节点对交通流的引力作用,将传输路径看作影响引力的指标,通过交通引力场实现网络路由选择。实验结果表明,所提方法在保证网络实时可靠性的同时,可减少能耗,降低数据丢包率,提高网络吞吐量。     

无标度网络中的拥塞转变动态分析

把局部流量信息与最短路径路由策略相结合,提出了一种具有感知流量信息的路由策略算法.在该算法中,存在一个调节最短等待时间和最短传输路径之间权重的控制参数,通过调节这个控制参数可以使网络的传输能力达到最优.在具有不同聚类系数的无标度网络模型中进行仿真,仿真结果表明,拥塞转变被两种不同的相变曲线所描述,并且网络容量的大小取决于网络结构的基本属性和路由策略.与最短路径算法相比,采用该路由算法无论无标度网络的聚类系数如何,网络的吞吐量均得到较大提高,但就该路由算法本身而言,吞吐量随着聚类系数的增加而减小.     

自组网中动态拓扑的性能分析

研究了自组网中动态拓扑性能．通过选用最短路径和基于最短路径的最稳定路径作为路由度量,选用平均路径稳定时间和平均路径长度作为性能度量,考查节点密度、运动速度、暂停时间等因素对网络拓扑性能的影响．仿真结果表明,暂停时间对网络拓扑的影响较小,仅在高速情况下平均路径长度随暂停时间的增加而明显增加;移动速度的增大使平均路径稳定时间急剧下降,但平均路径长度基本不变;节点密度的增加对平均路径稳定时间影响较小,但会使平均路径长度明显下降．在设计路由协议时,将路径稳定性作为路由选择的依据可显著提高系统性能,维护现有活动路径比重新发现新路由更为重要,路径有效时间随路径长度和移动速度的增加而降低．     

具有不可靠链路的通信网最佳可靠路由的确定

研究了对给定拓扑结构的通信网在假定节点完全可靠而边存在随机破坏的情况下,通过计算点对间的路由概率确定最佳可靠路由的两种算法———邻接矩阵算法和动态路由算法－ 邻接矩阵算法通过构造网络的邻接矩阵及一些相关矩阵,利用深度优先搜索的方法找到点对间的所有路由,进而计算各路由的概率并由此确定最佳可靠路由－ 动态路由算法则给出了在链路失效后,按照最短路径原则由失效链路的起始点重新构造最佳可靠路由的方法－ 图１,参５－     

低开销的片上网络无关容错路由策略

现有容错路由技术大多依赖重路由的解决方案，通过绕行方式避开故障区域，导致故障周围出现流量拥塞；无关路由算法尽管降低了路由开销，但其容错能力有限。针对存在故障节点或故障链路的片上网络，在网络资源受限的情况下，提出了一种不需要提前构建绕行路径的无虚通道低开销无关容错路由策略(OFTR)。当检测到当前节点与目标节点对之间无故障时，采用FTOE-APA规则路由数据包，实现了路径选择的多样性；当检测到节点或链路故障时，根据源节点、当前节点以及目的节点的相对位置关系动态修改输出端口的优先级，使数据包可以通过最短路径转发，最大限度地减少重路由。OFTR路由策略通过改进的奇偶转向规则和动态改变输出端口的优先级既避免了网络死锁，又降低了数据包进入故障周围的概率。仿真结果表明：OFTR路由策略降低了网络平均延迟，节约了网络开销，与其它确定性容错路由算法相比，饱和吞吐率平均提高了8%以上。     

无线传感器网络自适应拥塞控制的路由算法分析

无线传感器网络中节点的覆盖范围有限,因而采用多跳路由传输方式.无线自组网中的多跳路由是由普通节点协作完成的,选择不同的转发节点,会对网络的信息传输产生不同的影响.对不同路由(洪泛路由、最短路径等)算法下的网络自适应拥塞控制进行了分析,研究了不同路由算法下的网络性能和拥塞控制效果.根据节点跳数与缓存占用的关系,提出一种基于节点跳数和缓存占用的性能函数的改进最短路径算法,算法选取使性能函数值最小的节点作为转发节点.最后,通过实验比较了最短路径算法与改进路由算法的网络性能,发现改进路由算法相比最短路径算法,具有较好的网络性能和服务质量.     

基于二叉树的有向双环网络的最短路径算法

定义了有向双环网络G(N;r,s)新的路由模型--二叉树模型,给出了O节点到二叉树模型任意一层节点的最短路径的路南策略.证明了有向双环网络的直径等于其二叉树的树高,研究了任意两节点之问的最短路径与其所在层及其相应位置的关系,给出有向双环网络任意两节点最短路径的算法.运用此算法,只需简单的算术运算和关系运算,就能快速求出任意两节点的最短路径.     

求最短路径问题的自适应路由遗传优化算法的设计与实现

从最短路径问题的研究背景、最短路径问题概述、求解最短路径问题的自适应路由遗传优化算法的设计及其实现等方面提出了一种新的求解最短路径问题的自适应路由遗传优化算法,实验仿真比较了该算法与Dijkstra算法的路由过程、算法的收敛性和执行的效率,结果初步证明该算法高效可行,尤其适合于大规模网络.     

支持流量感知的软件定义网络高效路由方案

针对目前软件定义网络的实现方案中,路由策略所采取的最短路径模型无法保证网络信息交付延迟最小的问题,以信息交付延迟作为路由方案效率的衡量指标,提出了一种支持流量感知的高效路由方案.基于全网流量信息,本方案采用多元优化方案综合考虑转发路径的可用带宽、丢包率、延迟、交换机无效服务率以及路由长度,做出路由决策以提高路由效率.实验证明,与目前Open Flow框架下采用的路由方案相比,本方案可以将数据交付效率提高90%.此外,本方案有利于维护网络负载均衡.     

一种改进的多路径负载分配均衡算法

分析了实现均衡路由的功能模型和算法,重点研究了LDM(多路径负载分配)算法。为了充分利用候选路径的信道容量,提出了一种改进的LDM算法。改进后的算法在多个候选路径之间根据比例系数均衡分配通信流量。通过算法性能分析表明:改进后的算法和最初的LDM算法具有相同的复杂度,但对于给定的通信流量能够提升网络性能。     

自适应网络中针对疾病传播暂态的局部隔离策略

自适应网络中疾病传播的研究往往关注于稳态动力学特性及其控制,而最近的研究表明暂态动力学特性对于疾病的控制有着非常重要的作用.为了及时而有效地控制疾病爆发,本文提出了一种局部控制策略——熟人隔离策略.该策略能有效地控制疾病的传播,效果非常接近基于全局信息的最佳隔离策略.另外,我们通过分析不同隔离策略对各参数的敏感性来验证熟人隔离策略在控制效果方面的鲁棒性,并揭示了不同参数下隔离策略的控制效果对暂态过程中形成的社区结构的依赖性.     

基于边权与节点负载的路由策略研究

随着交通网、航空网等包交换网在人类生活中的地位日益提高,包交换网络中的路由策略问题引起了一些学者的关注.运用复杂网络理论的相关研究手段,利用包交换网的静态属性和动态特性,对包交换网的拥塞现象进行了分析,并从以上两个角度分别给出了解决方案.随后提出了基于边权与节点负载的路由策略,该策略根据网络中边的权值和节点的负载情况动态地选择转发路径,与现有策略相比,可以有效地缓解网络拥塞,提升网络效率,具有一定的实用价值.     

一种带路径约束的多商品流网络设计问题及其禁忌算法

多商品流网络设计问题在实际中有很广阔的应用背景,然而在多商品流模型中,有些实际应用问题对运送商品的路径提出了额外要求,如时间、可行性等．在此,将考虑一种带路径约束的多商品流网络设计问题,并借助改进单纯形法、列生成和最短路径算法为提出的模型构造一种禁忌(tabu search)算法,最后给出该算法的计算实验结果．     

传染病在小世界网络中传播的相变

为了研究传染病在小世界网络中传播的动力学特性,数值模拟了小世界网络中传染病的传播行为,观察到了相变现象.使用Watts等提出的小世界网络模型以及传统的SIR模型作为传染病模型,分别模拟了在固定传染概率Pi、改变构建小世界网络的无序参数Ps以及固定无序参数Ps、改变传染概率Pi两种情况下的传染病动力学行为.研究了以Pi和Ps为变量的传染病在小世界网络中传播的三维相变行为,并讨论了传染病传播过程中出现的这种相变行为与传染速度之间的关系.结果表明,在上述两种情况下,传染病的传播动力学行为都会有明显的相变发生,可以观测到在传染病稳定期传染人数从收敛态向振荡态的相变.     

全光Johnson网络容错路由设计

随着光通信技术的发展，如何在光网络中提供较好的容错路由成为光网络的主要研究内容．本文在Johnson网络模型中通过对结点位串中相异子串的转换运算，先找出网络中的任意结点间最短路，在寻找次短路时在源结点和目标结点的相同位串中转换一位后再在不同位串上应用最短路算法，最终提出一种按预先商定模式（pre-negotiated mode）的容错路由，使全光Johnson网络J（n,k）中任意两结点之间存在k条内部不相交的路，它们由最短路与次短路组成．     

静态和动态交换相结合的多粒度光交叉连接的新型结构

为了降低光网络中光开关矩阵的复杂度,减少交换端口的数目,降低网络阻塞率,提出了一种新型的可以同时支持静态和动态光交换的多粒度光交叉连接(MG-OXC)结构;采用新型路由选择和波长分配(RWA)算法,提出了支持这种多粒度光交换网络的整数线性规划(ILP)模型.实验结果表明,当网络负载较低时,这种新型的MG-OXC网络的阻塞率会大大低于传统的使用最短波长路由和随机波长选择策略的多层和单层MG-OXC;当网络负载相对较高时,这几种MG-OXC网络的阻塞率基本相同.这种模型不仅适用于新型的MG-OXC网络,也适用于传统的MG-OXC网络,有较强的兼容性.