认知网络中可信QoS路由研究与仿真实现

论文摘要

随着信息技术和通信技术的快速发展,Internet已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分。然而,在网络规模越来越大,网络用户越来越多,移动互联网设备高度普及的今天,Internet面临着可扩展性、异构性和动态性等多方面的挑战。尤其是当多媒体作为一类新型的应用出现在网络中,人们对网络的服务质量(Quality of Service, QoS)提出了新的要求。同时,逐年增加的网络安全事件也极大的影响了人们对网络的使用,人们迫切希望拥有一个安全可靠的网络。认知网络和可信网络正是为了解决以上问题而提出的。本文针对网络的可信性和服务质量路由进行了研究,设计了一种认知网络中的可信QoS路由机制,包括网络节点的信任评估与控制机制,单播路由机制和组播路由机制。信任评估与控制机制,采用了以滑动窗口和窗台为核心的动态评估机制,通过对网络节点行为记录的分析,得出节点的信任评估情况,为后续寻找高可信的路径提供了基础。本文参考认知科学的基本理论,借鉴人体免疫系统和人工免疫系统的智能特性,将网络的认知行为设计在免疫器官中,并加入网络模型,提高了QoS路由的性能。采用一种基于概率的随机路由算法,很好的结合了网络的认知行为,具有良好的自适应性。在网络建立的初始阶段可以很好的平衡网络流量,避免网络拥塞的发生。随着网络的不断运行,算法将偏向网络中性能较好的节点,同时考虑网络资源的利用率,又避免了网络流量过于集中。另外,引入了多种智能优化算法对初始路由结果进行优化,使得最终的结果具有更好的QoS表现。在Microsoft Visual Studio2008平台上对认知网络中的可信QOS路由机制进行了仿真实现,并与经典的算法进行了对比分析。结果表明,本文设计的可信QoS路由机制在为用户提供更优服务质量等方面具有更好的性能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 认知网络
• 1.1.1 Internet的发展与危机
• 1.1.2 认知网络的产生
• 1.1.3 国内外研究现状
• 1.2 可信网络
• 1.2.1 可信网络的提出
• 1.2.2 国内外研究现状
• 1.2.3 可信路由
• 1.2.4 认知网络中可信路由
• 1.3 QoS
• 1.3.1 基本概念
• 1.3.2 QoS控制模型
• 1.3.3 QoS路由
• 1.3.4 认知网络中QoS路由
• 1.4 课题来源
• 1.5 本文组织结构
• 第2章 相关基础知识
• 2.1 认知科学
• 2.2 免疫系统
• 2.2.1 人体免疫系统
• 2.2.2 人工免疫系统
• 2.3 优化算法
• 2.4 本章小结
• 第3章 认知网络中的可信QoS路由机制设计
• 3.1 网络模型
• 3.1.1 网络QoS参数
• 3.1.2 认知行为
• 3.2 信任评估与控制
• 3.2.1 基于滑动窗口的动态评估机制
• 3.2.2 直接信任与间接信任
• 3.2.3 综合信任值
• 3.2.4 三重认证机制
• 3.3 用户需求
• 3.3.1 单播用户需求
• 3.3.2 组播用户需求
• 3.4 用户满意度
• 3.4.1 满意度函数
• 3.4.2 满意度算法
• 3.5 评价方法
• 3.5.1 单播路径评价
• 3.5.2 组播树评价
• 3.6 数学模型
• 3.6.1 单播模型
• 3.6.2 组播模型
• 3.7 节点行为设计
• 3.8 路由算法的设计
• 3.8.1 单播路由算法的设计
• 3.8.1.1 基于狩猎搜索优化的单播路由算法
• 3.8.1.2 基于免疫种群自适应优化的单播路由算法
• 3.8.2 组播路由算法设计
• 3.8.2.1 基于风驱动优化的组播路由算法
• 3.8.2.2 基于无性繁殖优化的组播路由算法
• 3.9 随机拓扑生成算法设计
• 3.10 本章小结
• 第4章 仿真实现与性能评价
• 4.1 仿真环境
• 4.2 仿真实现
• 4.2.1 单播路由机制
• 4.2.2 组播路由机制
• 4.3 性能评价
• 4.3.1 拓扑用例
• 4.3.2 基准算法
• 4.3.3 单播路由机制性能评价
• 4.3.4 组播路由机制性能评价
• 4.4 本章小结
• 第5章 结束语
• 参考文献
• 致谢