基于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞腎P骨干網(wǎng)魯棒能效路由算法仿真與實(shí)現(xiàn)
發(fā)布時(shí)間:2021-10-11 20:11
近年來互聯(lián)網(wǎng)飛速發(fā)展,給人們的生活帶來巨大的變化,與此同時(shí)也帶來了高能耗、低利用率和巨大的能源浪費(fèi)問題,這與節(jié)能減排的時(shí)代背景相悖,且能耗問題已經(jīng)成為制約互聯(lián)網(wǎng)和通信行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重大障礙。傳統(tǒng)IP骨干網(wǎng)設(shè)計(jì)遵循資源過提供和冗余設(shè)計(jì)原則,這兩種設(shè)計(jì)原則有利于互聯(lián)網(wǎng)的可靠性,能夠提高用戶體驗(yàn),但是帶來的能耗問題也是不容忽視的。網(wǎng)絡(luò)能效問題成為當(dāng)前IP骨干網(wǎng)的研究熱點(diǎn),本文研究IP骨干網(wǎng)絡(luò)中的高能效路由策略,改善網(wǎng)絡(luò)性能并提高網(wǎng)絡(luò)能效。實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中的流量隨時(shí)間不斷變化,并且流量數(shù)據(jù)大體成晝夜性周期變化,白天網(wǎng)絡(luò)中的流量明顯高于夜晚,F(xiàn)階段的能效組網(wǎng)技術(shù)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)流量的周期性,可以在網(wǎng)絡(luò)流量較低的時(shí)候,將網(wǎng)絡(luò)中利用率低的鏈路進(jìn)行休眠,從而節(jié)約網(wǎng)絡(luò)能耗,提高網(wǎng)絡(luò)的能源效率。在保證網(wǎng)絡(luò)性能的前提下,降低發(fā)送單位信息量的網(wǎng)絡(luò)能耗,實(shí)現(xiàn)“能效網(wǎng)絡(luò)”是未來互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。休眠策略能夠利用網(wǎng)絡(luò)中的流量特性,將負(fù)載低的鏈路休眠,進(jìn)而直接降低網(wǎng)絡(luò)能耗。魯棒能效路由策略是一種間接節(jié)能的方法,由于網(wǎng)絡(luò)的能耗與信息量有關(guān),魯棒的路由策略能夠提高網(wǎng)絡(luò)成功傳送信息的概率,進(jìn)而提高了單位能耗發(fā)送的有效信息量,從而實(shí)...
【文章來源】:東北大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:92 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意義
1.2 研究現(xiàn)狀
1.3 本文的主要工作
1.4 課題來源
第2章 能效網(wǎng)絡(luò)概述
2.1 能效網(wǎng)絡(luò)定義
2.2 能效網(wǎng)絡(luò)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)
2.3 能效算法實(shí)現(xiàn)模型
2.4 仿真數(shù)據(jù)來源
2.5 本章小結(jié)
第3章 基于最優(yōu)化鏈路休眠集合的魯棒能效路由算法
3.1 優(yōu)化問題基礎(chǔ)知識(shí)
3.1.1 MCP問題
3.1.1.1 MCP問題描述
3.1.1.2 MCP問題實(shí)例
3.1.2 背包問題
3.1.3 啟發(fā)式貪婪算法
3.1.3.1 貪婪準(zhǔn)則
3.1.3.2 算法描述
3.2 OSRE算法
3.2.1 OLSA休眠策略
3.2.2 MCWA權(quán)重更新策略
3.2.3 OSRE算法實(shí)現(xiàn)
3.2.4 OSRE算法步驟和流程圖
3.3 仿真結(jié)果及分析
3.3.1 仿真環(huán)境及數(shù)據(jù)
3.3.2 仿真結(jié)果及分析
3.3.2.1 OLSA休眠策略與網(wǎng)絡(luò)固有性能分析
3.3.2.2 不同休眠策略的比較分析
3.3.2.3 不同路由算法對(duì)OSRE算法的影響
3.3.2.4 不同用戶請(qǐng)求次數(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能的影響
3.4 本章小結(jié)
第4章 基于代數(shù)連通性和中間狀態(tài)的魯棒能效路由算法
4.1 概述
4.1.1 隨機(jī)游走
4.1.2 中間狀態(tài)
4.1.3 連通性
4.2 ABRE算法
4.2.1 ACLB休眠策略
4.2.2 三階段鏈路權(quán)重更新策略
4.2.2.1 業(yè)務(wù)量間的鏈路權(quán)重更新策略
4.2.2.2 路由失敗后的鏈路權(quán)重更新策略
4.2.2.3 重路由策略
4.2.3 ABRE算法步驟及流程圖
4.3 仿真結(jié)果及分析
4.3.1 仿真環(huán)境及數(shù)據(jù)
4.3.2 仿真結(jié)果及分析
4.3.2.1 不同休眠策略比較分析
4.3.2.2 網(wǎng)絡(luò)性能隨鏈路休眠閾值的變化仿真分析
4.3.2.3 網(wǎng)絡(luò)性能與用戶請(qǐng)求次數(shù)變化的仿真分析
4.3.2.4 不同路由算法的比較分析
4.4 本章小結(jié)
第5章 分布式SPT迭代的魯棒能效路由算法
5.1 概述
5.1.1 最短生成樹
5.1.1.1 最短生成樹的定義
5.1.1.2 最小生成樹的構(gòu)造
5.1.1.3 最短路徑定義
5.1.2 相似度
5.1.2.1 向量相似度
5.1.2.2 矩陣相似度
5.2 DSPTI算法
5.2.1 DSPTI休眠策略
5.2.2 DSPTI權(quán)重更新策略
5.2.3 DSPTI算法步驟和流程圖
5.3 仿真結(jié)果及分析
5.3.1 仿真環(huán)境及參數(shù)
5.3.2 仿真結(jié)果及分析
5.3.2.1 不同節(jié)點(diǎn)的SPT仿真分析
5.3.2.2 網(wǎng)絡(luò)性能隨迭代次數(shù)的仿真分析
5.3.2.3 不同休眠策略比較分析
5.3.2.4 不同路由算法比較分析
5.4 三種算法對(duì)比分析
5.5 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
6.1 工作總結(jié)
6.2 未來展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
攻讀碩士學(xué)位期間參與的科研項(xiàng)目
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]大尺度IP骨干網(wǎng)絡(luò)流量矩陣估計(jì)方法研究[J]. 蔣定德,王興偉,郭磊,許爭(zhēng)爭(zhēng),陳振華. 電子學(xué)報(bào). 2011(04)
[2]一種基于網(wǎng)絡(luò)最大流的MPLS流量工程動(dòng)態(tài)路由算法[J]. 姜繼海,邱昆,凌云. 光通信技術(shù). 2007(10)
本文編號(hào):3431165
【文章來源】:東北大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:92 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意義
1.2 研究現(xiàn)狀
1.3 本文的主要工作
1.4 課題來源
第2章 能效網(wǎng)絡(luò)概述
2.1 能效網(wǎng)絡(luò)定義
2.2 能效網(wǎng)絡(luò)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)
2.3 能效算法實(shí)現(xiàn)模型
2.4 仿真數(shù)據(jù)來源
2.5 本章小結(jié)
第3章 基于最優(yōu)化鏈路休眠集合的魯棒能效路由算法
3.1 優(yōu)化問題基礎(chǔ)知識(shí)
3.1.1 MCP問題
3.1.1.1 MCP問題描述
3.1.1.2 MCP問題實(shí)例
3.1.2 背包問題
3.1.3 啟發(fā)式貪婪算法
3.1.3.1 貪婪準(zhǔn)則
3.1.3.2 算法描述
3.2 OSRE算法
3.2.1 OLSA休眠策略
3.2.2 MCWA權(quán)重更新策略
3.2.3 OSRE算法實(shí)現(xiàn)
3.2.4 OSRE算法步驟和流程圖
3.3 仿真結(jié)果及分析
3.3.1 仿真環(huán)境及數(shù)據(jù)
3.3.2 仿真結(jié)果及分析
3.3.2.1 OLSA休眠策略與網(wǎng)絡(luò)固有性能分析
3.3.2.2 不同休眠策略的比較分析
3.3.2.3 不同路由算法對(duì)OSRE算法的影響
3.3.2.4 不同用戶請(qǐng)求次數(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能的影響
3.4 本章小結(jié)
第4章 基于代數(shù)連通性和中間狀態(tài)的魯棒能效路由算法
4.1 概述
4.1.1 隨機(jī)游走
4.1.2 中間狀態(tài)
4.1.3 連通性
4.2 ABRE算法
4.2.1 ACLB休眠策略
4.2.2 三階段鏈路權(quán)重更新策略
4.2.2.1 業(yè)務(wù)量間的鏈路權(quán)重更新策略
4.2.2.2 路由失敗后的鏈路權(quán)重更新策略
4.2.2.3 重路由策略
4.2.3 ABRE算法步驟及流程圖
4.3 仿真結(jié)果及分析
4.3.1 仿真環(huán)境及數(shù)據(jù)
4.3.2 仿真結(jié)果及分析
4.3.2.1 不同休眠策略比較分析
4.3.2.2 網(wǎng)絡(luò)性能隨鏈路休眠閾值的變化仿真分析
4.3.2.3 網(wǎng)絡(luò)性能與用戶請(qǐng)求次數(shù)變化的仿真分析
4.3.2.4 不同路由算法的比較分析
4.4 本章小結(jié)
第5章 分布式SPT迭代的魯棒能效路由算法
5.1 概述
5.1.1 最短生成樹
5.1.1.1 最短生成樹的定義
5.1.1.2 最小生成樹的構(gòu)造
5.1.1.3 最短路徑定義
5.1.2 相似度
5.1.2.1 向量相似度
5.1.2.2 矩陣相似度
5.2 DSPTI算法
5.2.1 DSPTI休眠策略
5.2.2 DSPTI權(quán)重更新策略
5.2.3 DSPTI算法步驟和流程圖
5.3 仿真結(jié)果及分析
5.3.1 仿真環(huán)境及參數(shù)
5.3.2 仿真結(jié)果及分析
5.3.2.1 不同節(jié)點(diǎn)的SPT仿真分析
5.3.2.2 網(wǎng)絡(luò)性能隨迭代次數(shù)的仿真分析
5.3.2.3 不同休眠策略比較分析
5.3.2.4 不同路由算法比較分析
5.4 三種算法對(duì)比分析
5.5 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
6.1 工作總結(jié)
6.2 未來展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
攻讀碩士學(xué)位期間參與的科研項(xiàng)目
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]大尺度IP骨干網(wǎng)絡(luò)流量矩陣估計(jì)方法研究[J]. 蔣定德,王興偉,郭磊,許爭(zhēng)爭(zhēng),陳振華. 電子學(xué)報(bào). 2011(04)
[2]一種基于網(wǎng)絡(luò)最大流的MPLS流量工程動(dòng)態(tài)路由算法[J]. 姜繼海,邱昆,凌云. 光通信技術(shù). 2007(10)
本文編號(hào):3431165
本文鏈接:http://sikaile.net/guanlilunwen/ydhl/3431165.html
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