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专利号: 2017101055077
申请人: 中南民族大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2025-02-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于粒子群的命名数据网络多约束路由算法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤1、定义QoS度量参数包括通信开销cost、时延delay和带宽bandwidth,定义Pst表示内容发布者和内容请求者之间的路由路径,emn表示连接命名数据网络中相邻节点m和n的链路,BQoS、DQoS和CQoS分别为带宽bandwidth、时延delay、通信开销cost的QoS要求,Bmn、Dmn和Cmn分别为链路emn的带宽bandwidth、时延delay、通信开销cost;

步骤2、在命名数据网络的路由层上增加一个控制层,控制层包含PSO信息表,PSO信息表包含内容名字信息Content Name和内容名字信息Content Name对应的各个接口face,PSO信息表还包括各个接口face对应的全局最优位置 PSO信息表还包括内容名字信息Content Name对应的全局最优适应度值 还包括第i个粒子对应的个体最优适应度值fis,还包括第i个粒子对应的各个接口face的当前位置 当前速度 个体最优位置 其中i代表第i个粒子,j代表第j个接口;

步骤3、以主动探测模式对嗅探interest包进行路由转发和PSO信息表更新,具体为:步骤3.1、若节点请求过内容名字信息Content Name,则进入步骤3.2;若节点没有请求过内容名字信息Content Name,则为节点中内容名字信息Content Name对应的每个接口face初始化一组粒子,对每个粒子的各个接口face的当前速度 和当前位置 进行0~1随机初始化,其中i代表第i个粒子,j代表第j个接口,对每个粒子的各个接口face的当前速度 和当前位置 进行归一化处理;

步骤3.2、选择粒子的各个接口face的最大的当前位置 对应的接口face作为下一跳接口face发出嗅探interest包;

步骤3.3、内容发布者收到嗅探interest包后,生成相应的嗅探data包,计算当前路由路径的适应度值fis(now),将当前路由路径的适应度值fis(now)和当前路由路径中的QoS度量参数的带宽bandwidth、时延delay、通信开销cost复制到嗅探data包相对应的字段,然后沿嗅探interest包所经过当前路由路径的反向当前路由路径,原路回送到内容请求者;

步骤3.4、反向当前路由路径中每个命名数据网络中的节点收到嗅探data包时,根据嗅探data包中当前路由路径的适应度值fis(now)更新各个节点的PSO信息表,具体步骤如下:步骤3.4.1、根据嗅探data包中的内容名字信息Content Name查找节点中的PSO信息表对应的内容名字信息Content Name,确定转发嗅探data包的粒子;

步骤3.4.2、更新转发嗅探data包的粒子的各个接口face对应的当前速度 和当前位置转发嗅探data包的粒子的各个接口face对应的当前速度 更新公式定义如下:

ω代表惯性权重,表示粒子对自身速度的保留程度;r1和r2都是0~1之间的随机数,用来模拟自然界中群体行为中的波动;c1和c2是学习因子,其中c1表示粒子向个体最优位置学习的权重,c2表示粒子向全局最优粒子学习的权重,转发嗅探data包的粒子的各个接口face对应的当前位置 更新公式定义如下:

k代表更新前,k+1代表更新后;

步骤3.4.3、将粒子对应的当前路由路径的适应度值fis(now)和PSO信息表中粒子的个体最优适应度值fis、全局最优适应度值 进行比较,更新粒子的个体最优适应度值fis和个体最优位置 以及全局最优适应度值 和全局最优位置 具体步骤如下:步骤3.4.3.1、如果fis(now)小于等于fis,

更新粒子的个体最优适应度值fis:将粒子的个体最优适应度值fis更改为粒子对应的当前路由路径的适应度值fis(now),更新粒子的个体最优位置 将粒子的个体最优位置 更改为当前位置

s

步骤3.4.3.1.1、如果fi (now)小于等于 将粒子的全局最优适应度值 更改为当前路由路径的适应度值fis(now),将各个接口face对应的全局最优位置 更改为fis(now)对应的粒子的当前位置s

步骤3.4.3.1.2、如果fi (now)大于 不更新全局最优位置 和全局最优适应度值步骤3.4.3.2、如果fis(now)大于fis,各个接口face对应的全局最优位置 内容名字信息Content Name对应的全局最优适应度值 第i个粒子对应的个体最优适应度值fis、个体最优位置 均不用修改;

步骤3.5、嗅探data包沿着嗅探interest包的当前路由路径的反向当前路由路径转发给下一个节点,然后重复步骤3.4直到嗅探data包转发到内容发布者;

步骤4、以最优转发模式对interest包进行路由转发和PSO信息表更新,具体为:步骤4.1、选择节点中最大的全局最优位置 对应的接口face将interest包转发出去,即沿当前路由路径进行转发;interest包对应的data包沿着反向当前路由路径返回;

步骤4.2、反向当前路由路径中每个命名数据网络中的节点收到interest包相应的data包时,根据data包中当前路由路径的适应度值fs(now)更新各个节点的PSO信息表,具体步骤如下:步骤4.2.1、根据data包中的内容名字信息Content Name查找节点中PSO信息表对应的全局最优位置 和全局最优适应度值步骤4.2.2、如果fs(now)小于等于 将全局最优适应度值 更改为当前路由路径的适应度值fs(now);

如果fs(now)大于 定义除与全局最优适应度值 相同的粒子外的其他粒子中最小的适应度值为次优适应度值,次优适应度值用 表示,s

若次优适应度值 小于f (now),则选取次优适应度值 对应的粒子作为次优转发粒子,将全局最优位置 更新为次优转发粒子的各个转发接口face对应的个体最优位置将全局最优适应度值 更新为次优适应度值 节点按照步骤3以主动探测模式对嗅探interest包进行路由转发和PSO信息表更新;

若次优适应度值 大于等于fs(now),将全局最优适应度值 更改为当前路由路径的适应度值fs(now);

步骤4.3、data包转发到interest包反向当前路由路径的下一个节点,直到data包转发到内容请求者结束。