绿色网络路由算法的设计与仿真实现

来源 :东北大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:engineer2007
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随着全球的能源问题和环境问题的日益加剧,国际上对节能问题的研究已经深入到人们生活的各个领域。近年来,由于服务于互联网的路由器、服务器、交换机等各种网络设备在能源消耗和二氧化碳排放量中均占据越来越大的比例,因此,旨在节约能耗的绿色网络的提出和建设便逐渐成为国内外关注的焦点。考虑到目前研究中节能算法的局限性,本文提出了一种联合考虑IP层和光层并支持多种粒度业务交换的绿色网络路由机制。首先,设计合理的节点结构和链路结构,构建网络模型,并刻画网络中存在的不同类型的业务请求;然后,根据网络模型和业务请求,刻画数学模型;再然后,设计高效合理的辅助图结构,来提高路由算法的性能;最后,根据不同的业务通信方式,分别设计单播和组播的路由算法,对于单播情况,考虑到网络业务请求的不确定性,分别设计确定业务量和不确定业务量的绿色网络单播路由算法,采用自适应步长萤火虫优化算法求解绿色网络确定业务量的单播路由,采用基于逻辑自映射的变尺度混沌粒子群优化算法求解绿色网络不确定业务量的单播路由;对于组播情况,根据不同的应用场景,分别设计一对多组播和多对多组播两种情况,采用基于全面学习的量子分布估计算法求解绿色网络确定业务量的一对多组播路由和绿色网络不确定业务量的多对多组播路由,采用基于粒子群和遗传的混合优化算法求解绿色网络不确定业务量的一对多组播路由,采用基于分布估计的启发式算法求解绿色网络确定业务量的多对多组播路由。最后,本文对所设计的绿色网络路由算法进行了仿真实现,并在不同规模的网络拓扑上对其进行了性能评价。从分析结果得出本文设计的面向不同业务类型的绿色网络路由算法均能够在满足服务质量需求的基础上生成解,能够有效地降低网络的能量消耗,并具有较好的综合性能。
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