基于禁忌遗传优化的网络拥塞控制研究

论文摘要

近二十年来，在Internet的发展过程中，网络拥塞已成为制约网络发展和应用的瓶颈。在Internet中实施拥塞控制是其它服务质量(QoS)机制正常工作的前提，也是优化网络性能、保证网络鲁棒性的重要手段。因此对网络拥塞控制的研究具有重要的意义。计算机网络是一个非常复杂的系统，应用优化理论可以有效地解决网络拥塞问题，达到拥塞预防与控制的目的。本论文对基于禁忌遗传优化的网络拥塞控制方法进行了研究，所做的主要工作有：1．在对网络拥塞控制、网络路由及其服务质量进行综述与分析的基础上，提出了利用禁忌遗传优化算法解决网络拥塞控制的思想，并将网络仿真软件NS2用于网络建模、网络拥塞控制的仿真研究中，取得了较好的效果；2．对网络拓扑模型进行了分析和研究，在对QoS及QoS路由分析的基础上，给出了QoS路由优化数学模型，为进行网络路由优化、网络拥塞的预防和控制提供了条件；3．将禁忌搜索(TS)和遗传算法(GA)相结合，给出了禁忌遗传优化算法。该算法首先用GA进行全局搜索，使个体比较稳定地分布在解空间的大部分区域，待收敛到一定程度后再用TS进行局部搜索，这样既克服了遗传算法爬山能力差的弱点，也可为禁忌搜索找到较好的初始点，减少了调用禁忌搜索的次数，从而加快了收敛速度，提高了解的质量。通过仿真表明了该优化算法的有效性和可靠性；4．提出了一种以网络资源消耗最小化和网络负载均衡分布为目标函数的多约束QoS路由优化问题，建立了基于禁忌遗传优化的网络拥塞控制算法，给出了算法实现及其仿真，并进行了性能分析。仿真结果表明该优化算法可实现网络拥塞控制，提高网络性能，达到拥塞预防的目的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 网络拥塞及网络拥塞控制
• 1.2.1 拥塞和拥塞控制的基本概念
• 1.2.2 Internet中拥塞发生的原因
• 1.2.3 网络拥塞控制算法概述
• 1.3 基于优化理论的网络拥塞控制方法
• 1.4 互联网仿真工具环境
• 1.4.1 互联网仿真软件NS2介绍
• 1.4.2 NS2在网络拥塞研究中的应用
• 1.5 本文的主要工作
• 2 网络拓扑与QoS路由优化数学模型
• 2.1 引言
• 2.2 网络拓扑模型
• 2.2.1 拓扑模型
• 2.2.2 网络优化拓扑图
• 2.3 QoS路由优化数学模型
• 2.3.1 QoS与QoS路由描述
• 2.3.2 QoS路由优化的数学模型
• 3 禁忌遗传优化算法
• 3.1 引言
• 3.2 遗传算法
• 3.2.1 遗传算法
• 3.2.2 遗传算法的实现及特点
• 3.3 禁忌搜索算法
• 3.3.1 禁忌搜索算法
• 3.3.2 禁忌搜索算法的实现及特点
• 3.4 禁忌遗传优化算法
• 3.4.1 禁忌遗传优化算法
• 3.4.2 禁忌遗传优化算法的实现及特点
• 3.4.3 仿真实例
• 4 基于禁忌遗传优化的网络拥塞控制方法
• 4.1 引言
• 4.2 QoS路由优化问题
• 4.3 基于禁忌遗传优化的网络拥塞控制方法
• 4.4 系统仿真及性能分析
• 4.4.1 仿真实例
• 4.4.2 性能分析
• 5 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录：攻读硕士学位期间发表的学术论文