可调簇系数加权网络中的路由策略研究

摘要

复杂网络与日常生活息息相关，网络建模对探索实际网络意义重大。复杂网络上的信息交换依据路由策略进行，在信息交换过程中造成的拥塞问题一直是学者们关注的焦点。因此，本文以建立优化的复杂网络模型和寻找高效的路由策略为目的，从以下几方面开展研究工作：
　　首先，在经典BBV网络模型基础上加以改进，基本思想是：在新旧节点连接时的强度优先算法中引入一个可调节的指数系数，并利用HK模型中的“三角形”连接机制，将当前节点簇系数大小考虑进来，让簇系数的调节精确到每个节点上。改变强度优先算法中的系数能调节网络的度分布，改变“三角形”连接方式能调节网络的簇系数，得到一个度分布、簇系数大小及分布可调的BBV网络演化模型。仿真结果表明，该模型算法不仅能够调节网络的度分布，还能改变网络簇系数的大小及分布，该模型具有较强的灵活性和适应性。
　　其次，针对数据传输过程中的拥塞问题，提出两种路由策略：基于局部信息的改进路由策略和基于混合信息的改进路由策略。改进的局部路由是将节点度、发送能力以一定比例加和得到权值，以该权值作为选择下一节点的依据。其中，发送能力由度和队列长度的关系决定，该路由方法只需知道节点的局部信息，简单易行，适用于较难掌握整个拓扑信息的大型网络。改进的混合路由策略是将节点的介数和离目的节点的最短距离作为邻居节点的权值。当网络中大介数节点处的负载超过其承受能力范围时，根据邻居节点的权值分摊数据流量，避免发生拥塞。该策略能最大化利用最短路径路由的优势。仿真结果表明，在规模为1000的网络上，改进局部路由策略的最大吞吐量为120，改进混合路由策略的最大吞吐量为955，这两种路由策略都有较高的路由效率，为网络中的数据传输提供了新方法。