一種無標度網(wǎng)絡上的局部路由策略
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2 路由方法分析
考察scale-free網(wǎng)絡路由策略性能的最主要指標是網(wǎng)絡容量，通常用網(wǎng)絡不擁塞時可以達到的最大信息包產(chǎn)生速率Rc(又稱臨界速率)來衡量。
在任一信息包產(chǎn)生速率下，如果只是每次進入部分節(jié)點的信息包隊列長度超過了節(jié)點發(fā)送能力，使信息包堆積，導致了擁塞的發(fā)生(后文稱之為節(jié)點過飽和)，那么只需把這部分業(yè)務轉移到尚未飽和的節(jié)點中去，就可以緩解這種局部負載過重帶來的擁塞，并且可以進一步擴大產(chǎn)生速率。只有當全部節(jié)點均達到了飽和，整個網(wǎng)絡擁塞的發(fā)生才是無可避免的。所以目的就是避免局部節(jié)點擁堵帶來網(wǎng)絡擁塞，盡量提高網(wǎng)絡容量，最后全部節(jié)點可以同步地達到飽和狀態(tài)。
設定節(jié)點發(fā)送能力等于其連接度，首先使度大節(jié)點有較大的偏好概率，以大業(yè)務流進入速率把負載優(yōu)先分配給度大的節(jié)點進行存儲轉發(fā)，搜索目的地；當度大節(jié)點的負載等于甚至超過發(fā)送能力(后文稱之為飽和)后，自適應地調(diào)整其信息進入速率，把業(yè)務向尚未飽和的度較小的節(jié)點轉移，避免度大的節(jié)點過早進入擁塞狀態(tài)。
注意到在本策略定義的自適應傳輸機制下，l(ki)的長度從0開始逐漸增長，當l(ki)≤ki時，每次發(fā)送完成后不會有信息包在節(jié)點內(nèi)滯留，所以節(jié)點處于未飽和平穩(wěn)狀態(tài)；反之，若l(ki)>ki，信息包會不斷在節(jié)點堆積，節(jié)點就處在過飽和擁塞狀態(tài)。所以稱l(k)=k為節(jié)點未飽和與過飽和的相分界線。
在自適應策略下，選取任何非負的偏好因子上限amax都能得到相同的最大網(wǎng)絡容量Rc_max。這是因為自適應策略根據(jù)節(jié)點的負載與發(fā)送能力的關系不斷變化偏好因子ai，進而調(diào)整信息流的進入速率，不斷向未飽和的節(jié)點分流信息包，從而使信息包不會在飽和節(jié)點處不斷積累增加，避免節(jié)點達到過飽和造成全局擁塞。未飽和節(jié)點，由于隊列長度一直滿足l(ki)≤ki，其偏好因子ai均會隨時間不斷增長，直至等于其上限amax，不會減??；達到相分界線的飽和節(jié)點，其偏好因子不再保持等于上限amax，而是隨負載的變化波動。在自適應調(diào)整偏好因子的反饋作用下，飽和節(jié)點的信息包進入速率將基本等于發(fā)送能力，即平均隊列長度穩(wěn)定在相分界線l(ki)=ki上，由于相分界線斜率為1，參考式(1)，得出飽和節(jié)點的偏好因子接近于0。同時考慮到，當所有節(jié)點都達到飽和，偏好因子ai均接近于0時，網(wǎng)絡達到最大容量。因此在任何偏好因子的界限amax下，網(wǎng)絡均有惟一相同的最大容量Rc_max。
圖1反映的是不同發(fā)送速率下，節(jié)點平均隊列長度的變化情況。圖中粗直線代表的就是相分界線。節(jié)點均未飽和時，反映在圖中就是l(ki)未接觸相分界線，此時l(ki)服從式(1)。隨著R增加，部分節(jié)點接觸相分界線后開始進入飽和狀態(tài)，l(ki)也開始分為兩段。度較大的一部分飽和節(jié)點的平均隊列長度與相分界線完全重合，平均隊列長度變?yōu)閘(ki)=ki；另一部分節(jié)點未達到飽和狀態(tài)，平均隊列長度保持原來的斜率，即
。本文引用地址：http://www.butianyuan.cn/article/155867.htm
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