【摘 要】
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研究表明,大型的网络如因特网、电力网、城市公交网都具有无标度网络特性。这些网络与我们人类的关系越来越密切,在现代生活中占据越来越重要的地位。因此,如何缓解拥塞,提高网络
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研究表明,大型的网络如因特网、电力网、城市公交网都具有无标度网络特性。这些网络与我们人类的关系越来越密切,在现代生活中占据越来越重要的地位。因此,如何缓解拥塞,提高网络通信能力的问题受到了越来越多的关注。在改善网络性能的诸多方法中,优化路由策略是比较容易实现的一个途径。所以,在无标度网络上研究网络的路由策略具有十分重要的现实意义。本文对无标度网络上的路由策略进行了研究,具体工作分为以下几点:1)分类比较了当前复杂网络上的路由策略。在传统的路由策略上,主要介绍了广度优先路由策略和随机游走路由策略;在优化的路由策略上,重点对基于全局信息的路由策略和基于局域信息的路由策略进行了描述,并对它们各自的适应范围和本身的特点作了评述,旨在对设计和优化网络路由策略提供一个有益的参考。2)在基于局域静态信息路由策略的基础上,提出了一种新的动态路由算法,该算法综合考虑了邻居节点的转发能力及其队列长度信息,自带一个可调参数α,通过仿真实验,调节该参数以获取最优的网络性能。在仿真实验中,设定每一节点处的数据包的排队长度可以无限长,报文的转发遵守先进先出规则(FIFO)和路径重复避免规则(PIA),使用序参数来描述网络从自由态到拥塞态的过程。模拟结果显示:当参数值α=3时,网络的通信能力获得了最大值,网络的性能也近似最优。此外,在具有不同连接度的网络上测试了改进的路由策略,结果表明:增大网络连边有利于提高网络的吞吐量。通过与其它路由策略的对比,验证了改进的路由策略可以在一定程度上改善网络通信性能。3)探讨了网络节点特性对路由策略的影响。首先具体分析了设置处理能力C为常数和设置C与节点度相等两种模型的优劣;其次,重点讨论了特殊节点失效与路由策略的关系。实验结果表明:在C与节点度相等的模型中,基于动态信息的路由策略相对于基于静态信息的路由策略在面对蓄意攻击(针对高度节点的攻击)时具有更强的鲁棒性;在C为常数的模型中,多数低度节点部分失效后的网络性能会比个别高度节点部分失效后的网络性能要好,但当网络数据包产生率增长到一定程度时,低度节点失效后的网络拥塞相对会更严重。
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