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无标度网络局部信息的动态路由算法

韩定定 柳康 唐明

韩定定, 柳康, 唐明. 无标度网络局部信息的动态路由算法[J]. 华东师范大学学报(自然科学版), 2019, (2): 69-76, 96. doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.2019.02.008
引用本文: 韩定定, 柳康, 唐明. 无标度网络局部信息的动态路由算法[J]. 华东师范大学学报(自然科学版), 2019, (2): 69-76, 96. doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.2019.02.008
HAN Ding-ding, LIU Kang, TANG Ming. Dynamic routing algorithm based on local information in a free-scale network[J]. Journal of East China Normal University (Natural Sciences), 2019, (2): 69-76, 96. doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.2019.02.008
Citation: HAN Ding-ding, LIU Kang, TANG Ming. Dynamic routing algorithm based on local information in a free-scale network[J]. Journal of East China Normal University (Natural Sciences), 2019, (2): 69-76, 96. doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.2019.02.008

无标度网络局部信息的动态路由算法

doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.2019.02.008
基金项目: 

国家自然科学基金 11875133

详细信息
    作者简介:

    韩定定, 女, 教授, 博士生导师, 研究方向为复杂网络与智能信息处理.E-mail:ddhan@fudan.edu.cn

  • 中图分类号: TP393

Dynamic routing algorithm based on local information in a free-scale network

  • 摘要: 提出了一个在无标度网络上基于局部信息的数据包路由算法,该路由算法引入两个可调参数αβ,分别调节度值与队列长度的路由偏好.通过调节这两个参数来改变网络的传输容量,并找到了该算法的最佳参数组合.对其他动态特性包括平均路由时间和流量负载也进行了相应研究.模拟仿真研究表明,该路由算法较传统的局部路由算法,不仅降低了网络的丢包率,而且提高了网络的传输能力.实证研究证明,基于局部信息的无标度网络动态路由算法对大规模通信网络的拥塞有一定的改善作用.
  • 图  1  网络的近邻与次近邻示意图

    Fig.  1  Diagram of nearest-neighbor node and next-nearest-neighbor node

    图  2  DRNNN算法中数据包在网路传输的流程图

    Fig.  2  Flow chart of data packet transmission in network based on DRNNN

    图  3  在不同$\alpha $与$\beta $参数下, 有序参量$\eta $和数据包生产率$R$之间的关系, 其中, $C=10$, $N=1~000$

    Fig.  3  The order parameter $\eta $ as a function of the generating rate $R$ for different values of $\alpha $ and $\beta $, other parameters are $C=10$ and $N=1~000$

    图  4  不同$\alpha $, $\beta $参数组合下系统容量的分布图

    Fig.  4  Distribution of the network capacity, $R$c, for different values of $\alpha $ and $\beta $

    图  5  系统中的数据包数目$W(t)$随时间$t$的变化, 其中$\alpha =-2$, $\beta=-1.6$

    Fig.  5  Numbers of packets $W(t)$ in the system vs. time step $t$, here, $\alpha =-2$, $\beta =-1.6$

    图  6  在$\alpha =-2$, $\beta =-1.6$的情况下平均传输时间$T$随$R$的变化情况

    Fig.  6  Average transmission time $T$ versus $R$ with $\alpha =-2$, $\beta =-1.6$

    图  7  度值$k$与平均队列长度(load)的关系, 这里$\alpha =-2$, $\beta =-1.6$

    Fig.  7  The queue length of the nodes, load as a function of their degree $k$ with $\alpha=-2$, $\beta=-1.6$ for different $R$

    图  8  几种路由算法有序参量$\eta $的比较

    Fig.  8  Comparing order parameter $\eta $ versus $R$ for different routing strategies

    表  1  不同网络平均度下丢包率

    Tab.  1  Packet loss rate vs. average degree of network

    $k$PLR/%
    474.3
    636.5
    812.6
    103.3
    下载: 导出CSV

    表  2  不同网络平均度($k$)下不同路由算法丢包率的比较

    Tab.  2  Packet loss rate on different average degree of network for different routing strategies ($k$)

    $k$PLR/%
    传统的局部路由算法DRNNN算法
    103.30
    812.60.00274
    636.50.418
    474.313.99
    下载: 导出CSV
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  • 收稿日期:  2018-03-02
  • 刊出日期:  2019-03-25

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