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一种基于元胞自动机的自调节的网络模型

金琴芳  
【摘要】:随着计算机网络深入研究和应用,出现了一些新的复杂性现象,如相变、幂率、自相似性等。为了方便研究,网络实验模拟成为测试和研究网络性质的一种方法,但代价较大,因此建立各种网络模型来研究网络特性成为一种新兴的研究方向。 元胞自动机(Cellular Automata,CA)理论是针对离散数值计算而提出的,目前CA研究和应用越来越深广。研究表明,具有特性和规则的CA可用来建立计算机网络模型。本文在NaSch模型和袁坚等人模型的基础上,基于CA建立了一个新的计算机网络模型:Self-Adjusting Network Model based-on Cellular Automata,简称SAN-CA。该模型特点如下:1) 基于元胞自动机:把链路中数据包及路由缓存器作为一个整体进行元胞模型化,根据步骤推进演化。2) 可自调节:根据现有的网络协议引入反馈机制,控制数据元胞传送速度,实现自调节。3) 引入随机化参数:更好的模拟实际网络的额外开销的扰动。在该模型基础上,给出了网络数据包传输的模拟更新步骤,并对此建立了算法,运用MATLAB进行了模拟。结果显示了带宽和负载的变化使网络流量产生自由流相态和拥塞相态,并分析了相变及相变的标准。结果表明该模型能有效地、简单地模拟网络数据流传输和相变特性,为更深入研究网络其它特性,如幂率、自相似性等提供了模型,具有良好发展前景。


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