碩士論文-wdm網(wǎng)絡(luò)中組播傳送的幾種優(yōu)化算法研究

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1、WDM網(wǎng)絡(luò)中組播傳送的幾種優(yōu)化算法研究摘要隨著網(wǎng)絡(luò)流量呈指數(shù)方式持續(xù)快速增長(zhǎng)，人們對(duì)帶寬的要求越來(lái)越高。能夠在一根光纖里傳輸多個(gè)光信號(hào)的光波分復(fù)用（WDM）網(wǎng)絡(luò)，被認(rèn)為是下一代網(wǎng)絡(luò)中解決帶寬問(wèn)題的最具潛力的光網(wǎng)絡(luò)之一。而組播作為一種點(diǎn)到多點(diǎn)的通信模式，其應(yīng)用對(duì)帶寬和服務(wù)的要求越來(lái)越高。因此，在WDM網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行組播傳送會(huì)取得更好的傳輸效率。受到經(jīng)費(fèi)和技術(shù)的限制，光網(wǎng)絡(luò)中的可用波長(zhǎng)數(shù)、波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換數(shù)等等網(wǎng)絡(luò)資源通常是有限的。因此，如何選擇一種合理的波長(zhǎng)分配和路由算法來(lái)提高和優(yōu)化WDM網(wǎng)絡(luò)的組播傳輸性能，日益成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。本文作者從如下兩個(gè)角度研究了該問(wèn)題：一是約束條件下的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化算法，主要研

2、究了構(gòu)造時(shí)延受限的最小代價(jià)組播樹(shù)算法。二是基于對(duì)組播路由和網(wǎng)絡(luò)性能有重要影響的最小波長(zhǎng)數(shù)和最小波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換次數(shù)，研究并提出了兩種組播路由近似算法，來(lái)構(gòu)造一棵波長(zhǎng)數(shù)較少或者波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換次數(shù)最小的組播樹(shù)。論文的主要工作如下：1、作者通過(guò)在螞蟻選路的概率中加入成本因素，并且只增加優(yōu)秀路徑上的信息素，從而對(duì)現(xiàn)有蟻群算法進(jìn)行了改進(jìn)，加快了其收斂速度。作者將改進(jìn)的蟻群優(yōu)化算法與分層圖相結(jié)合，提出了一種構(gòu)造時(shí)延受限的最小代價(jià)組播樹(shù)的并行算法。2、作者利用拉格朗日松馳因子將成本函數(shù)加入到時(shí)延目標(biāo)函數(shù)中，從而使時(shí)延受限最小成本組播問(wèn)題簡(jiǎn)化為求最小成本組播樹(shù)問(wèn)題。通過(guò)修正拉格朗日松馳因子，最終得到一棵滿(mǎn)足時(shí)延限制的最小成

3、本組播樹(shù)。該算法將時(shí)延和成本兩種不相關(guān)的因素組合起來(lái),是一種簡(jiǎn)單易行的方法。III3、本文根據(jù)組播業(yè)務(wù)對(duì)服務(wù)質(zhì)量要求的高低，提出了兩種尋找較少波長(zhǎng)數(shù)的方法。在節(jié)省波長(zhǎng)資源的基礎(chǔ)上，提出了跳數(shù)較少且阻塞率較低的波長(zhǎng)路由算法。4、針對(duì)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)延和傳輸代價(jià)的增加，本文給出了一種構(gòu)造波長(zhǎng)圖的新方法，并基于這種方法，提出了構(gòu)造一棵波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換次數(shù)最少或所用波長(zhǎng)數(shù)最少的組播樹(shù)方法，從而減少了波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換所耗費(fèi)的代價(jià)和時(shí)延。上述幾種算法都已通過(guò)仿真算例驗(yàn)證了其有效性，為相關(guān)的研究工作提供了參考和借鑒。關(guān)鍵詞：WDM網(wǎng)絡(luò)；組播；路由與波長(zhǎng)分配IIIAbstractAstheInternettrafficc

4、ontinuestoincreaseexponentially,moreandmorecriticalneedsuponthebandwidthareputtingforward.TheopticalWavelengthDivisionMultiplexing(WDM)network,whichcantransferseveralopticalsignalsinasingleopticalfiber,isseenasapromisingapproachtosolvethebandwidthprobleminnextgenerationnetworks.Multicastmeansone-to-

5、manycommunication.Multicastapplicationshaveraisedtremendouschallengesinbandwidthandservice.So,supportingefficientmulticastinWDMnetworksbecomeseminent.Constrainedbythepriceandtechnology,thenetworkresources,suchasthenumberofwavelengths,wavelengthconvertsandsoon,areusuallylimited.Howtochooseareasonable

6、RoutingandWavelengthAssignment(RWA)algorithmtoimproveandoptimizethemulticasttransmissionperformanceinWDMnetworksisbecominganimportantissues.Inthisdissertation,theauthorstudiesthisissuesfromtwosidesasfollows:Thefirstoneistoconsiderthenetworkoptimizationundertheconstraintcondition,mailystudiesthemulti

7、castalgorithmswhichcanconstructasub-minimalcosttreeunderagivendelaybound.While,thesecondsidesistostudytheoptimizationalgorithmfromtwoimportantobjectives,whichhavegreatimpacttothemulticastroutingandthe