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一種無(wú)標度網(wǎng)絡(luò )上的局部路由策略
作者：
時(shí)間：2011-08-23
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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2 路由方法分析
考察scale-free網(wǎng)絡(luò )路由策略性能的最主要指標是網(wǎng)絡(luò )容量，通常用網(wǎng)絡(luò )不擁塞時(shí)可以達到的最大信息包產(chǎn)生速率Rc(又稱(chēng)臨界速率)來(lái)衡量。
在任一信息包產(chǎn)生速率下，如果只是每次進(jìn)入部分節點(diǎn)的信息包隊列長(cháng)度超過(guò)了節點(diǎn)發(fā)送能力，使信息包堆積，導致了擁塞的發(fā)生(后文稱(chēng)之為節點(diǎn)過(guò)飽和)，那么只需把這部分業(yè)務(wù)轉移到尚未飽和的節點(diǎn)中去，就可以緩解這種局部負載過(guò)重帶來(lái)的擁塞，并且可以進(jìn)一步擴大產(chǎn)生速率。只有當全部節點(diǎn)均達到了飽和，整個(gè)網(wǎng)絡(luò )擁塞的發(fā)生才是無(wú)可避免的。所以目的就是避免局部節點(diǎn)擁堵帶來(lái)網(wǎng)絡(luò )擁塞，盡量提高網(wǎng)絡(luò )容量，最后全部節點(diǎn)可以同步地達到飽和狀態(tài)。
設定節點(diǎn)發(fā)送能力等于其連接度，首先使度大節點(diǎn)有較大的偏好概率，以大業(yè)務(wù)流進(jìn)入速率把負載優(yōu)先分配給度大的節點(diǎn)進(jìn)行存儲轉發(fā)，搜索目的地；當度大節點(diǎn)的負載等于甚至超過(guò)發(fā)送能力(后文稱(chēng)之為飽和)后，自適應地調整其信息進(jìn)入速率，把業(yè)務(wù)向尚未飽和的度較小的節點(diǎn)轉移，避免度大的節點(diǎn)過(guò)早進(jìn)入擁塞狀態(tài)。
注意到在本策略定義的自適應傳輸機制下，l(ki)的長(cháng)度從0開(kāi)始逐漸增長(cháng)，當l(ki)≤ki時(shí)，每次發(fā)送完成后不會(huì )有信息包在節點(diǎn)內滯留，所以節點(diǎn)處于未飽和平穩狀態(tài)；反之，若l(ki)>ki，信息包會(huì )不斷在節點(diǎn)堆積，節點(diǎn)就處在過(guò)飽和擁塞狀態(tài)。所以稱(chēng)l(k)=k為節點(diǎn)未飽和與過(guò)飽和的相分界線(xiàn)。
在自適應策略下，選取任何非負的偏好因子上限amax都能得到相同的最大網(wǎng)絡(luò )容量Rc_max。這是因為自適應策略根據節點(diǎn)的負載與發(fā)送能力的關(guān)系不斷變化偏好因子ai，進(jìn)而調整信息流的進(jìn)入速率，不斷向未飽和的節點(diǎn)分流信息包，從而使信息包不會(huì )在飽和節點(diǎn)處不斷積累增加，避免節點(diǎn)達到過(guò)飽和造成全局擁塞。未飽和節點(diǎn)，由于隊列長(cháng)度一直滿(mǎn)足l(ki)≤ki，其偏好因子ai均會(huì )隨時(shí)間不斷增長(cháng)，直至等于其上限amax，不會(huì )減??；達到相分界線(xiàn)的飽和節點(diǎn)，其偏好因子不再保持等于上限amax，而是隨負載的變化波動(dòng)。在自適應調整偏好因子的反饋作用下，飽和節點(diǎn)的信息包進(jìn)入速率將基本等于發(fā)送能力，即平均隊列長(cháng)度穩定在相分界線(xiàn)l(ki)=ki上，由于相分界線(xiàn)斜率為1，參考式(1)，得出飽和節點(diǎn)的偏好因子接近于0。同時(shí)考慮到，當所有節點(diǎn)都達到飽和，偏好因子ai均接近于0時(shí)，網(wǎng)絡(luò )達到最大容量。因此在任何偏好因子的界限amax下，網(wǎng)絡(luò )均有惟一相同的最大容量Rc_max。
圖1反映的是不同發(fā)送速率下，節點(diǎn)平均隊列長(cháng)度的變化情況。圖中粗直線(xiàn)代表的就是相分界線(xiàn)。節點(diǎn)均未飽和時(shí)，反映在圖中就是l(ki)未接觸相分界線(xiàn)，此時(shí)l(ki)服從式(1)。隨著(zhù)R增加，部分節點(diǎn)接觸相分界線(xiàn)后開(kāi)始進(jìn)入飽和狀態(tài)，l(ki)也開(kāi)始分為兩段。度較大的一部分飽和節點(diǎn)的平均隊列長(cháng)度與相分界線(xiàn)完全重合，平均隊列長(cháng)度變?yōu)閘(ki)=ki；另一部分節點(diǎn)未達到飽和狀態(tài)，平均隊列長(cháng)度保持原來(lái)的斜率，即
。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/155867.htm
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