基于复杂网络的拥塞控制研究与应用

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1、华中科技大学硕士学位论文基于复杂网络的拥塞控制研究与应用姓名：洪天保申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：尹平林20090527 华中科技大学硕士学位论文摘要随着小世界模型以及无标度网络的提出，复杂网络的研究愈来愈热。当前复杂网络的研究更多的关注于实际网络的统计特性以及其上发生的动态过程。现实的通信网络如WWW、Internet、电信网络等等都是节点数量众多，连接结构复杂的网络，拥塞现象又是通信网络上的典型动态行为。本文的重点正是分析网络拥塞产生的原因，研究复杂网络上的拥塞控制方法，并

2、将其应用于某移动通讯分公司的分布式系统性能监测的课题中。本文根据复杂网络的基本理论，介绍了一些典型的网络模型及其所具有的统计特性，如规则网络、随机图、小世界模型、无标度网络等。通信网络中，拥塞的产生与节点所处的网络模型以及网络采用的路由策略有很大关系。本文基于各种复杂网络模型，分析了不同网络结构下，拥塞产生的原因及其控制策略。着重阐述了基于复杂网络的两种新型路由策略：基于拥塞的最短路径策略SPCA（Congestion-awareShortestPath）和有效路径（EfficientPath）策略

3、,相对于传统的最短路径路由策略，选定恰当的参数，这两种路由策略都能很大程度提升网络抵御拥塞的能力，并增强网络的信息处理能力。在课题“分布式系统性能监测及反馈控制技术”的背景下，本文分析了系统的拓扑结构，并在此基础上建立了一个理想化的无标度网络模型。将有效路径策略应用到该模型，结果表明选定恰当的β值，有效路径策略可以较大程度地提高拥塞临界值Rc（相对于最短路径路由策略），从而增强了网络处理信息的能力，为实施课题中的系统性能监测提供了理论依据。关键词：复杂网络；无标度网络；拥塞控制；路由策略I 华中科技

4、大学硕士学位论文AbstractWiththesmall-worldmodelandscale-freenetworkbeingproposed,moreandmoreresearcherspayattentiononcomplexnetwork.Recentresearchesfocusesonthestatisticspropertiesanddynamicalprocessesofactualnetworkswithcomplexstructures.Realisticcommunicatio

5、nnetworkssuchasWWW,Internetandtelecommunication’snetworks,havelargenumberofnodes,andtheconnectionsofthemarecomplex.Thisthesisfocusedontheanalysisofthecausesofnetworkcongestion,researchedcongestioncontrolmethodsoncomplexnetworks.Intheend,Appliedthosecon

6、trolmethodstothesystemofdistributedenterpriseapplicationswhichisusedinsomecompanyoftheChinaMobile.Basedontheconceptofcomplexnetwork,thisthesisintroducedthestatisticalpropertiesofthetypicalnetworkmodels,suchasrandomnetworkandscale-freenetwork.Incommunic

7、ationnetworks,occursofcongestiononanodehaveagreatrelationshipwiththefixedroutingstrategies.Basedonavarietyofcomplexnetworkmodels,thisthesisanalyzedthecausesofcongestion,advancedcontrolstrategiesondifferentnetworkstructure.Thisthesisalsoadvancedtwonewro

8、utingstrategies:Congestion-awareShortestPathandEfficientPath.Withtheselectionofappropriateparameters,thetworoutingstrategiescouldbeabletoenhancethecapacityofnetworkinformationprocessing.Inthebackgroundofsubjectwith"distributedsystemsper