本文關(guān)鍵詞：生物啟發(fā)的多徑優(yōu)化傳輸模型與方案研究　出處：《北京科技大學(xué)》2016年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 多路徑 生物啟發(fā) multihomed網(wǎng)絡(luò) 路徑選擇 流量分配

【摘要】：隨著互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的迅速增加和新業(yè)務(wù)的不斷涌現(xiàn),網(wǎng)絡(luò)流量極速膨脹。但是,由于缺乏有效的管理和控制,互聯(lián)網(wǎng)流量分布不平衡的問題越來越嚴重,成為影響網(wǎng)絡(luò)性能的一個重要因素。多路徑傳輸作為一種具有平衡網(wǎng)絡(luò)流量、提高傳輸健壯性和改善網(wǎng)絡(luò)傳輸效率等優(yōu)勢的技術(shù),正引起越來越多研究人員的關(guān)注。本論文借鑒生物系統(tǒng)中的一些生物數(shù)學(xué)模型,比如,模擬大腸桿菌在動態(tài)營養(yǎng)環(huán)境中新陳代謝行為的適應(yīng)的吸引子選擇模型和描述生態(tài)系統(tǒng)中物種種群數(shù)量動態(tài)平衡變化的物種競爭模型(如Lotka-Volterra模型)等,對無線傳感網(wǎng)(wireless sensor networks,WSN)、有線網(wǎng)和multihomed網(wǎng)絡(luò)中的多路徑傳輸進行了深入的研究,主要工作和創(chuàng)新點包括：(1)提出了一個受大腸桿菌新陳代謝行為啟發(fā)的適應(yīng)的WSN多路徑選擇模型。針對WSN網(wǎng)絡(luò)多路徑傳輸中貪婪路徑選擇總是引發(fā)每對源目的地傳感節(jié)點之間傳輸路徑的頻繁變化,并容易導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)不可預(yù)知的擁塞和包重排序問題,為此提出了一個WSN多路徑選擇模型。此模型使用重新設(shè)計的多吸引子方程來模擬WSN多路徑傳輸中適應(yīng)的路徑選擇過程。在此方程中,提出了表達多路徑傳輸對動態(tài)WSN網(wǎng)絡(luò)的適應(yīng)優(yōu)度公式,此優(yōu)度表達參數(shù)叫做路徑活躍度(path-activity)。首次為多吸引子方程推導(dǎo)了一個帶有噪聲項的吸引子解析式,以具體指明噪聲對路徑選擇過程的隨機影響。通過調(diào)整OPNET網(wǎng)絡(luò)仿真器中的單路徑路由協(xié)議AODV(ad hoc on-demand distance vector routing)，建立了多路徑AODV協(xié)議。為了獲取路徑質(zhì)量和計算路徑活躍度,在多路徑AODV協(xié)議中設(shè)計了一個路徑質(zhì)量探測方案。仿真結(jié)果表明,在設(shè)定的WSN仿真場景中,提出的模型比貪婪路徑選擇方案能更好的降低平均網(wǎng)絡(luò)延遲和減少路徑振蕩率。(2)提出了一個基于適應(yīng)吸引子選擇模型的OSPF(open shortest path first)路徑選擇方案。由于當(dāng)前IP(Internet protocol)路由器僅支持等價多路徑傳輸模式(equal cost multipath),并且其只能隨機的選擇傳輸路徑或在等價路徑上均勻的分配流量,所以,提出此受適應(yīng)的大腸桿菌新陳代謝行為啟發(fā)的OSPF路徑選擇方案。在IP網(wǎng)絡(luò)層中設(shè)計了一個路徑選擇器,主要用于實現(xiàn)提出方案的實時路徑選擇所需的實時路徑質(zhì)量探測和路由更新等必要功能。通過將路徑選擇器嵌入到OPNET仿真器的OSPF協(xié)議中,搭建了基于FTP(file transfer protocol)服務(wù)的IP網(wǎng)絡(luò)仿真場景。仿真結(jié)果顯示,在一定IP網(wǎng)絡(luò)場景和仿真參數(shù)設(shè)定下,與貪婪路徑選擇方案和均勻隨機路徑選擇方案相比,提出的方案可更好的降低FTP服務(wù)的文件傳輸時間、丟包率和吞吐量。(3)提出了一個基于Lotka-Volterra生物競爭模型的CMT(concurrent multipath transfer)流量分配方案,用于優(yōu)化multihomed網(wǎng)絡(luò)多路徑傳輸中的流量適應(yīng)分配。在nultihomed網(wǎng)絡(luò)場景中,總結(jié)了兩種網(wǎng)絡(luò)資源競爭模式,一個是多個源目的地流對共享路徑帶寬的競爭,另一個是multihomed源目的地對之間多路徑對流量的競爭。根據(jù)這兩種競爭模式,重新設(shè)計了兩個基于Lotka-Volterra模型的網(wǎng)絡(luò)競爭模型。為了將兩個競爭模型應(yīng)用到multihomed網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中,建立了一個用于嵌入流量分配方案的流量分布器。基于此流量分布器,在OPNET網(wǎng)絡(luò)仿真器中對比了提出方案與其他三個方案對FTP業(yè)務(wù)的傳輸性能的影響,如均勻流量分配方案、貪婪路徑選擇方案和均勻隨機路徑選擇方案。經(jīng)測試,在配置的multihomed網(wǎng)絡(luò)仿真場景下,提出的方案可更好的減少文件傳輸時間和提高吞吐量。本文嘗試深入的從生物領(lǐng)域?qū)ふ腋纳贫嗦窂絺鬏斝阅芎托实难芯磕Ｐ秃图夹g(shù)方案,有助于緩解當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)發(fā)展遇到的各種問題,如動態(tài)性、生存性和異構(gòu)性等,為當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的演進和下一代Internet設(shè)計提供科學(xué)的參考。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：北京科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP393.06

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 江濤;有關(guān)混沌用語50例[J];紅外;1994年11期

2 王建中;王忠林;王樹斌;;一個四翼吸引子的超混沌系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J];通信技術(shù);2012年01期

3 王勝遠,劉玉懷,路軼群,馬軍,張玉春,高閩光;Lorenz和Rossler混沌系統(tǒng)的兩驅(qū)動一響應(yīng)同步研究[J];量子電子學(xué)報;1998年05期

4 孔令云;樊養(yǎng)余;;Newton-Leipnik系統(tǒng)的多種吸引子及其形成機制[J];計算機工程與應(yīng)用;2010年10期

5 ;二維 Logistic 映象的吸引子演化[J];東北大學(xué)學(xué)報;1997年04期

6 楊鳳霞,賈慶蘭;淺析Lorenz吸引子生成的方法[J];滄州師范�？茖W(xué)校學(xué)報;2005年03期

7 左常玲;傅廷亮;;混沌分形的計算機模擬[J];赤峰學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);2014年07期

8 王興元;段朝鋒;;Chen系統(tǒng)的動力學(xué)行為及其吸引子結(jié)構(gòu)的研究[J];工程圖學(xué)學(xué)報;2007年04期

9 朱雷;武花干;;四翼蝴蝶Lü吸引子的電路設(shè)計與實現(xiàn)[J];電子器件;2011年01期

10 許明清;王忠林;鄧斌;侯承璽;姚福安;;一個四翼混沌系統(tǒng)的設(shè)計與電路實現(xiàn)[J];重慶郵電大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2011年03期

相關(guān)會議論文 前10條

1 裘群海;徐超;吳斌;;基于混沌激勵與吸引子幾何分析的連接損傷狀態(tài)識別[A];第十三屆全國非線性振動暨第十屆全國非線性動力學(xué)和運動穩(wěn)定性學(xué)術(shù)會議摘要集[C];2011年

2 崔劍鋒;馬忠成;朱練軍;;寬帶混響吸引子的重構(gòu)[A];中國聲學(xué)學(xué)會水聲學(xué)分會2013年全國水聲學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2013年

3 李登輝;謝建華;;一類非定向Lorenz型映射拓撲熵的計算[A];第九屆全國動力學(xué)與控制學(xué)術(shù)會議會議手冊[C];2012年

4 徐蘭;趙云;;法向李雅譜諾夫指數(shù)和漸進穩(wěn)定的吸引子[A];蘇州市自然科學(xué)優(yōu)秀學(xué)術(shù)論文匯編(2008-2009)[C];2010年

5 馮劍豐;萬越之;王洪禮;;捕食者干擾對浮游生態(tài)系統(tǒng)吸引子影響研究[A];中國力學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)大會'2009論文摘要集[C];2009年

6 王東;徐超;;利用吸引子預(yù)測誤差的結(jié)構(gòu)損傷檢測方法[A];第九屆全國動力學(xué)與控制學(xué)術(shù)會議會議手冊[C];2012年

7 曹慶茶;WIERCIGROCHM;PAVLOVSKAIAEE;GREBOGIC;THOMPSON JMT;;SD振子及其吸引子[A];慶祝中國力學(xué)學(xué)會成立50周年暨中國力學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)大會’2007論文摘要集（下）[C];2007年

8 曹慶杰;M.Wiercigroch;E.E.Pavlovskaia;C.Grebogi;J.M.T.Thompson;;SD振子、SD吸引子及其應(yīng)用[A];第九屆全國振動理論及應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2007年

9 呂淑娟;曹海洋;陸啟韶;;三維Ginzburg-Landau方程吸引子的正則性[A];第八屆全國動力學(xué)與控制學(xué)術(shù)會議論文集[C];2008年

10 郭旭;孫鋒;江俊;;耦合神經(jīng)元模型中的混沌巡游現(xiàn)象及其特性分析[A];第十二屆全國非線性振動暨第九屆全國非線性動力學(xué)和運動穩(wěn)定性學(xué)術(shù)會議論文集[C];2009年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 鄭德生;基于GSTE中抽象問題的研究及其應(yīng)用[D];電子科技大學(xué);2014年

2 趙璐;幾類時滯動力系統(tǒng)的吸引子[D];華中科技大學(xué);2015年

3 公維冰;生物啟發(fā)的多徑優(yōu)化傳輸模型與方案研究[D];北京科技大學(xué);2016年

4 王仲平;非線性偏微分方程吸引子分歧問題的研究[D];蘭州大學(xué);2010年

5 李嘉;隨機發(fā)展方程的吸引子存在性問題研究[D];西南大學(xué);2011年

6 趙文強;幾類帶白噪音發(fā)展方程的隨機吸引子存在性研究[D];西南大學(xué);2012年

7 李祥;幾類非自治耗散動力系統(tǒng)的吸引子[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

8 汪永海;非自治無窮維動力系統(tǒng)的拉回吸引子存在性的研究[D];蘭州大學(xué);2008年

9 趙匯濤;非線性動力系統(tǒng)的分支周期解與隱藏吸引子[D];昆明理工大學(xué);2014年

10 谷安輝;三分量可逆Gray-Scott系統(tǒng)及隨機格點動力系統(tǒng)的吸引子[D];上海師范大學(xué);2013年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 蒙露;無界區(qū)域上具記憶項的一類反應(yīng)擴散方程吸引子的存在性[D];四川師范大學(xué);2015年

2 鄭啟奔;布爾網(wǎng)絡(luò)吸引子確定算法研究[D];溫州大學(xué);2015年

3 景嬋;帶有非線性耗散項波方程的整體吸引子[D];山西大學(xué);2014年

4 董超雨;粘性Cahn-Hilliard方程的吸引子[D];延安大學(xué);2015年

5 黃松;Hanoi吸引子的若干研究[D];清華大學(xué);2015年

6 雍鴻雄;非自治基爾霍夫型吊橋方程拉回吸引子的存在性[D];西北師范大學(xué);2015年

7 宋銳;基于混沌激勵的結(jié)構(gòu)損傷識別研究[D];東南大學(xué);2015年

8 王素萍;兩類偏微分方程吸引子的存在性[D];西北師范大學(xué);2009年

9 陳小豹;Brinkman-Forchheimer方程的吸引子[D];西北師范大學(xué);2009年

10 許彪;吸引子的穩(wěn)定性[D];天津大學(xué);2009年

，

本文編號：1354833