AntNet :Routing in Communication Networks استفاده ازالگوريتمهای الهام گرفته از کلونی مورچه ها در مسيريابی شبکه های کامپيوتری AntNet :Routing in Communication Networks

فهرست مطالب مروری بر مسيريابی در شبکه های کامپيوتری هوش جمعی (swarm Intelligence) مسيريابی با الهام از کلونی مورچه ها AntNet CL AntNet CO شبيه سازی AntNet CO مقايسه AntNet با روشهای معمول مسيريابی

مروری بر مسيريابی در شبکه های کامپيوتری نيازهای حاصل از رشد شبکه های ارتباطی افزايش کارآيی مديريت توزيع شده معيارهای موثر در ارزيابی روشهای “مسيريابی” Throughput Average Delay of packets ويژگی خاص مساله “مسيريابی” عدم قطعيت (Stochastic) پويايی (Dynamic)

مروری بر مسيريابی در شبکه های کامپيوتری(ادامه) مشکل روشهای موجود (RIP ,OSPF) توزيع بار (Load Balancing) نوسانات ترافيک(Traffic Oscillation) مسائل يادگيری تقويتی با حالت پنهان و روشهای حل آنها Q-Learning Ant Colony Systems

هوش جمعی (swarm Intelligence) Emergent Intelligence تعاملات محلی ، محدود و ساده اعضای يک دسته و جمعيت با محيط ، منتهی به يک رفتار جمعی هوشمندانه می شود اين تعاملات غالبا غريزی بوده وبدون نظارت انجام می گيرند نتيجه آن غالبا يک رفتار پيچيده و هوشمندانه جمعی و بطور خاص انجام بعضی بهينه سازی های پيچيده است اين نوع هوشمندی هيچ نيازی به کنترل مرکزی و ديد کلی نسبت به سيستم ندارد Stigmergy : ايده اصلی در تعاملات ارتباط با واسطه محيط لانه سازی موريانه ها ترشح اسيد فرميک توسط مورچه ها

هوش جمعی (swarm Intelligence) (ادامه) مزايايي که هوش جمعی از آن بهره می برند مقياس پذيری(scalability) تعاملات توزيع شده موجودات خطا پذيری(Fault tolerance) عدم وجود کنترل متمرکز قابليت تطبيق پذيری عاملها سرعت انتقال تغيير تفکيک پذيری (modularity) خودکار بودن سيستم : نياز به نظارت انسان نيست کارکرد موازی

هوش جمعی (swarm Intelligence) (ادامه) کاربردها Ad-hoc wireless network Robotic Optimization Routing

مسيريابی با الهام از کلونی مورچه ها ترشح اسيد فرميک در مسير حرکت دنبال کردن مسيرهای با اسيد فرميک بيشتر تبخير

مسيريابی با الهام از کلونی مورچه ها (کاربرد) Ant-Based Control در شبکه های تلفن Agent-Based Routing System (ARS) کاربرد بهينه از منابع شبکه AntNet routing ارائه شده توسط Dorigo & Caro AntNet CL AntNet CO

AntNet CL Forward Ant and Backward Ant ويرايش (1.0): ارائه شده در سال 1997 توسط Dorigo در جدول مسيرياب به ازای هر مقصد ممکن (هر نود شبکه) يک رديف وجود دارد. ليستی از اطلاعات n مسافرت آخر به ازای هر مقصد نگهداری می شود ميانگين و واريانس در يک پنجره بطول W محاسبه می شود dest\neighbor n1 n2 n3 n4 ميانگين زمان مسافرت واريانس زمان مسافرت 1 0.15 0.4 0.3 12 3 2 0.1 0.6 0.2 14 4 13

AntNet CL هر router دارای 2 صف می باشد Normal queue High priority queue backward antها در آن قرار می گيرند Normal queue Forward ant ها و بسته های داده در آن قرار می گيرند

AntNet CL (ادامه) هر ant دارای يک پشته است دو دسته بسته های ant داريم Forward ant از مبدا به سمت مقصد حرکت می کند و اطلاعات مسير را در پشته خود ذخيره می کند. Backward ant از مقصد به سمت مبدا باز میگردد و جداول router ها را بروز می کند dest\neighbor n1 n2 n3 n4 ميانگين زمان trip (μ) واريانس زمان trip(σ) 1 0.15 0.4 0.3 12 3 2 0.1 0.6 0.2 14 4 13

AntNet CL (ادامه) به روز کردن جدول در AntNet 1.0

AntNet CL (ادامه) به روز کردن جدول در AntNet 2.0 Jacobson/Karels

AntNet CL (ادامه) Ant ها بر اساس حجم داده ارسالی به مقاصد مختلف فرستاده می شوند آحتمال رفتن به يک مسير خاص بروز کردن جدول در صورت از بين رفتن linkkj

AntNet CO زمان queuing مربوط به forward ant را محاسبه کرده ولی آنها را هم در high priority queue می گذارد سرعت انتشار تاثير تغييرات افزايش می يابد

شبيه سازی توليد ترافيک Session based حجم ترافيک هر Session بر اساس پارامترهای ورودی تنظيم می شود متوسط و واريانس تعداد Session Session Life Time Throughput طول بسته ثابت و قابل تنظيم

مقايسه با روشهای موجود h: number of hosts r: number of routers n: r+h l: number of point-to-point links d: diameter of the network e: average number of link per router

نتايج بدست آمده افزايش قابل توجه Throughput افزايش Delay در ترافيک سبک رفتار بسيار خوب در صورت بروز شکست در سيستم