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《浙江大学》 2004年
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基于遗传算法的移动IP路由和性能分析

杨建军  
【摘要】: 随着移动通信技术和因特网的飞速发展,出现了为移动主机提供各种网络服务的需要。在传统的计算机网络中,一方面需要借助已有的移动通信网络技术,一方面需要针对新出现的问题开发新的网络技术。实现计算机的可移动性需要解决两方面的问题,一是信息在无线网络中的传输问题,即无线问题;一是用户在移动中的通信问题,即移动问题。 本文对移动IP的路由技术和性能进行了研究,主要的创新点包括: 1.提出了基于矩阵编码的遗传算法来解决带负载和时延的下一跳路由,解决了下一跳路由中不考虑网络负载和时延可能产生拥塞的问题,优化了网络的性能,使得网络中的带宽得到合理分配; 2.提出了解决移动IP中过指定点的路由的遗传算法,解决了Dijkstra算法需要分次计算的问题,通过记录遗传算法的叠代结果还可以给出次优解路由; 3.引入了分群和分周期的操作策略,对过指点最短路由的遗传算法进行了改进,仿真分析表明使用该遗传算法求解过指定点的路由获得了比Inagaki算法更高的成功率; 4.建立适合于定向运动的交通工具的网络模型,在这种特定环境下分析了大流量的移动IP丢包数和网络带宽,并给出了网络性能与网络时延和移动节点速度的关系。 移动IP的路由技术是移动IP的主要技术。本文第二章首先介绍了移动IP的路由技术,移动IP的隧道技术,从移动IP路由机制提出了使用移动IP在不同场合中使用遗传算法进行路由选择的必要性。移动IP的路由技术的特殊性,提出了使用三角路由,分析了在此基础上进行对带负载和时延路由的进行优化的下一跳路由的必要性。三角路由是经过特定点的路由,本文利用了遗传算法的优势,对过特定点的路由技术进行了分析。 本文第三章提出了基于矩阵编码的遗传算法的最低费用的下一跳路由,解决 浙江大学博士学位论文 了下一跳路由中不考虑网络负载和时延可能产生拥塞的问题,优化了网络的性 能,使得网络中的带宽得到合理分配。使用矩阵编码的遗传算法进行路由技术的 研究,可以直观地表述网络中费用、负载和时延,针对不同的约束组合使用了不 同评估函数,选择了合适的选择算子,并使用了满足矩阵编码的交叉算子和变异 算子,保证了遗传算法获得了很好的收敛性,并对算法的收敛性和复杂性进行了 分析。 本文的第四章首次把遗传算法引入到移动IP过指定点的路由中来,这集中 反映在经过移动IP家乡代理的最短路由和反向隧道技术的数据包路由中,解决 了Dijkstra算法需要分次计算的问题,通过记录遗传算法的叠代结果还可以给出 次优解路由;引入了分群和分周期的操作策略,对过指点最短路由的遗传算法进 行了改进,仿真分析表明使用该遗传算法求解过指定点的路由获得了比hiagaki 算法更高的成功率。 本文的第五章提出了适合基于WLAN的移动IP大流量移动节点在定向运动 下的网络模型,并分析了该模型的移动IP性能,获得了丢包数与网络延时和移 动节点速度之间的关系。本模型的主要特点是考虑了定向运动下诸如列车上的专 用网络,移动节点在进行大流量通信下切换时的带宽和丢包数的性能评估,并分 析了丢包数和网络时延/移动速度之间的关系,获得了相应的结论。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TN929.5

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