[发明专利]一种提高无标度网络传输容量的局部信息动态路由方法有效

专利信息
申请号: 201810487471.8 申请日: 2018-05-21
公开(公告)号: CN108712336B 公开(公告)日: 2021-05-07
发明(设计)人: 柳康;韩定定;唐明 申请(专利权)人: 复旦大学
主分类号: H04L12/721 分类号: H04L12/721;H04L12/801
代理公司: 上海蓝迪专利商标事务所(普通合伙) 31215 代理人: 徐筱梅;张翔
地址: 200433 *** 国省代码: 上海;31
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摘要: 发明公开了一种提高无标度网络传输容量的局部信息动态路由算法,该算法同时考虑邻居节点以及次近邻节点的度值与队列长度信息,引入两个可调参数α和β,分别调节度值与队列长度的路由偏好。本发明通过调节这两个参数来改变网络的传输能力。根据网络由平衡态到拥塞态的相变来定量地描述出在不同参数下的网络传输容量值,指出了最佳参数组合,并与传统的基于局部信息的路由算法做了比较。
搜索关键词: 一种 提高 标度 网络 传输 容量 局部 信息 动态 路由 方法
【主权项】:
1.一种提高无标度网络传输容量的局部信息动态路由算法,其特征是:该方法包括以下具体步骤:步骤1:具有无标度特性的网络模型的构建(a).增长性:从一个具有m0个节点的全连通网络开始,其中全连通网络表示这m0个节点两两相连;初始网络为这m0个节点组成的全连通网络,每次添加一个新的节点并且该新加入的节点连接到m个已存在的节点上,这里m<=m0;(b).优先连接:一个新加入的节点和网络已经存在的节点i相连接的概率Pi与节点i的度值ki遵循如下优先连接性:结果t步后,网络的规模为N=t+m0,网络的总边数M=mt+M0,其中M0表示网络的初始连边数,网络的节点度分布服从幂率分布,即P(k)~k‑γ,其中P(k)为网络节点的度分布,γ为幂指数;因此这种网络也叫无标度网络,无标度网络的特征表现为网络的异质性,即网络中大多数节点只有少数几条连边,而少部分中心节点占据了大量的连边;步骤2:基于次近邻节点信息的动态路由算法网络生成后,数据包流量将会在给定的网络上生成,数据包在网络传输的具体过程如下:(I).每个时间步,网络随机生成R个数据包,这R个数据包的源节点和目的节点随机生成,数据包在节点处遵循FIFO原则,每个节点的功能具有转发和接受数据包的能力;(II).每个时间步,节点至多投递C个数据包,称C为节点处理能力;(III).当前节点遍历与它直接相连的所有邻居节点,如果邻居节点中有目的节点,则直接将数据包传递给目的节点,同时删除该数据包,数据包投递成功;如果邻居节点中找不到目的节点,则执行第(IV)步;(IV).将搜索范围扩大,遍历该节点的所有邻居节点的邻居节点,这些节点的集合称为该节点的次近邻节点,若该节点没有次近邻节点,则依据路由转发概率公式(2)将数据包传递到该节点的邻居节点处;若该节点有邻居节点,则执行第(V)步;其中,ki为节点i的度值,ni为节点i的队列长度,α和β为两个可调参量;(V).若目的节点在该节点的次近邻节点中,则数据包传递到与目的地相连的邻居节点,否则,执行第(VI)步;(VI).目的节点不在该节点的次近邻节点中,依据路由转发概率公式(2)将数据包传递到该节点的邻居节点处;步骤3:计算网络的传输容量网络的传输容量计算用序参量计算,其计算公式如下:其中,△W=W(t+△t)‑W(t)表示从t+△t时刻网络增加的数据包数目,<△W>是对其取平均;R为网络中数据包的产生率;当η=0时,网络处于自由态,对应于R0时,网络处于拥塞态,R>RC,且η值越大,拥塞越显著;当η=1时,网络处于完全拥塞状态,数据包全部没有传输成功,Rc为网络的传输容量。
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