一种复杂网络路由策略的普适优化算法

李世宝; 娄琳琳; 陈瑞祥; 洪利

doi:10.7498/aps.63.028901

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现有的复杂网络路由策略很多，改进算法也不断涌现，但是目前还没有一个统一的标准来衡量算法是否达到网络最佳传输效果. 针对这一问题，本文提出一种适用于现有路由策略的普适优化算法. 首先通过理论分析指出制约网络传输能力的关键因素是最大介数中心度，因而“最大介数中心度是否已经最低”成为评判路由策略是否最优的标准. 在此基础上，采用“惩罚选择法”避开网络中介数中心度值比较大的节点，使网络介数中心度值分布更均匀，均衡网络中各个节点的传输负载.仿真结果显示，该优化算法针对现有路由策略均能降低最大介数中心度值，大幅度提高网络的传输能力.

关键词:

复杂网路 /
路由策略 /
拥塞 /
标准

作者及机构信息

1.
中国石油大学 (华东) 计算机与通信工程学院, 青岛 266580

基金项目: 中央高校基本科研业务费专项资金（批准号：12CX04077A）资助的课题.

参考文献

[1]	Bai W J, Wang B H, Zhou T 2005 Compl. Syst. Compl. Sci. 2 29 (in Chinese) [柏文洁, 汪秉宏, 周涛 2005 复杂系统与复杂性科学 2 29]
[2]	Liu H K, Zhou T 2007 Acta Phys. Sin. 56 106 (in Chinese) [刘宏鲲,周涛 2007 物理学报 56 106]
[3]	Li S B, Wu J J, Gao Z Y, Lin Y, Fu B B 2011 Acta Phys. Sin. 60 050701 (in Chinese) [李树彬, 吴建军, 高自友, 林勇, 傅白白 2011 物理学报 60 050701]
[4]	Liu Z H, Ma W C, Zhang H, Sun Y, Hui P M 2006 Physica A 370 843
[5]	Wang K, Zhou S Y, Zhang Y F, Pei W J, Liu Q 2011 Acta Phys. Sin. 60 118903 (in Chinese) [王开, 周思源, 张毅锋, 裴文江, 刘茜 2011 物理学报 60 118903]
[6]	Zhou T 2008 Physica A 387 3025
[7]	Yan G, Zhou T, Hu B, Fu Z Q, Wang B H 2006 Phys. Rev. E 73 046108
[8]	Wang S P, Pei W J 2009 Physica A 388 514
[9]	Shao F, Jiang G P 2011 Acta Phys. Sin. 60 078902 (in Chinese) [邵斐, 蒋国平 2011 物理学报 60 078902]
[10]	Danila B, Yu Y, Marsh J A, Bassler K E 2006 Phys. Rev. E 74 046106
[11]	Chen L, Chen J, Guan Z H, Zhang X H, Zhang D X 2012 Physica A 391 3336
[12]	Liu G, Li Y S 2012 Acta Phys. Sin. 61 108901 (in Chinese) [刘刚, 李永树 2012 物理学报 61 108901]
[13]	Liu G, Li Y S, Zhang X P 2013 Chin. Phys. B 22 068901
[14]	Tang M, Zhou T 2011 Phys. Rev. E 84 026116
[15]	Ling X, Hu M B, Long J C, Ding J X, Shi Q 2013 Chin. Phys. B 22 018904
[16]	Hu M B, Lau H Y K, Ling X, Jiang R 2012 Chin. Phys. Lett. 29 128902
[17]	Ramasco J, Marta S, Lopez E, Boettcher S 2010 Phys. Rev. E 82 036119
[18]	Chen H L, Liu Z X, Chen Z Q, Yuan Z Z 2009 Acta Phys. Sin. 58 6068 (in Chinese) [陈华良, 刘忠信, 陈增强, 袁著祉 2009 物理学报 58 6068]
[19]	Li T, Pei W J, Wang S P 2009 Acta Phys. Sin. 58 5903 (in Chinese) [李涛, 裴文江, 王少平 2009 物理学报 58 5903]
[20]	Liu G, Li Y S 2012 Acta Phys. Sin. 61 248901 (in Chinese) [刘刚,李永树 2012 物理学报 61 248901]
[21]	Zhang G Q, Wang D, Li G J 2007 Phys. Rev. E 76 017101
[22]	Eisler Z, Kertesz J 2005 Phys. Rev. E 71 057104
[23]	Danila B, Yu Y, Marsh J A, Bassler K E 2007 Chaos 17 026102
[24]	Wang W X, Yin C Y, Yan G, Wang B H 2006 Phys. Rev. E 74 016101
[25]	Meloni S, Gomez-Gardenes J 2010 Phys. Rev. E 82 056105
[26]	Barthélemy M 2004 Eur. Phys. J. B 38 163
[27]	Barabási A L, Albert R 1999 Science 286 509

施引文献

[1]	Bai W J, Wang B H, Zhou T 2005 Compl. Syst. Compl. Sci. 2 29 (in Chinese) [柏文洁, 汪秉宏, 周涛 2005 复杂系统与复杂性科学 2 29]
[2]	Liu H K, Zhou T 2007 Acta Phys. Sin. 56 106 (in Chinese) [刘宏鲲,周涛 2007 物理学报 56 106]
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[6]	Zhou T 2008 Physica A 387 3025
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[13]	Liu G, Li Y S, Zhang X P 2013 Chin. Phys. B 22 068901
[14]	Tang M, Zhou T 2011 Phys. Rev. E 84 026116
[15]	Ling X, Hu M B, Long J C, Ding J X, Shi Q 2013 Chin. Phys. B 22 018904
[16]	Hu M B, Lau H Y K, Ling X, Jiang R 2012 Chin. Phys. Lett. 29 128902
[17]	Ramasco J, Marta S, Lopez E, Boettcher S 2010 Phys. Rev. E 82 036119
[18]	Chen H L, Liu Z X, Chen Z Q, Yuan Z Z 2009 Acta Phys. Sin. 58 6068 (in Chinese) [陈华良, 刘忠信, 陈增强, 袁著祉 2009 物理学报 58 6068]
[19]	Li T, Pei W J, Wang S P 2009 Acta Phys. Sin. 58 5903 (in Chinese) [李涛, 裴文江, 王少平 2009 物理学报 58 5903]
[20]	Liu G, Li Y S 2012 Acta Phys. Sin. 61 248901 (in Chinese) [刘刚,李永树 2012 物理学报 61 248901]
[21]	Zhang G Q, Wang D, Li G J 2007 Phys. Rev. E 76 017101
[22]	Eisler Z, Kertesz J 2005 Phys. Rev. E 71 057104
[23]	Danila B, Yu Y, Marsh J A, Bassler K E 2007 Chaos 17 026102
[24]	Wang W X, Yin C Y, Yan G, Wang B H 2006 Phys. Rev. E 74 016101
[25]	Meloni S, Gomez-Gardenes J 2010 Phys. Rev. E 82 056105
[26]	Barthélemy M 2004 Eur. Phys. J. B 38 163
[27]	Barabási A L, Albert R 1999 Science 286 509

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一种复杂网络路由策略的普适优化算法

1. 中国石油大学 (华东) 计算机与通信工程学院, 青岛 266580

基金项目:

中央高校基本科研业务费专项资金（批准号：12CX04077A）资助的课题.

收稿日期: 2013-09-14

修回日期: 2013-10-04

刊出日期: 2014-01-05

摘要: 现有的复杂网络路由策略很多，改进算法也不断涌现，但是目前还没有一个统一的标准来衡量算法是否达到网络最佳传输效果. 针对这一问题，本文提出一种适用于现有路由策略的普适优化算法. 首先通过理论分析指出制约网络传输能力的关键因素是最大介数中心度，因而“最大介数中心度是否已经最低”成为评判路由策略是否最优的标准. 在此基础上，采用“惩罚选择法”避开网络中介数中心度值比较大的节点，使网络介数中心度值分布更均匀，均衡网络中各个节点的传输负载.仿真结果显示，该优化算法针对现有路由策略均能降低最大介数中心度值，大幅度提高网络的传输能力.

关键词:

复杂网路 /
路由策略 /
拥塞 /
标准

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