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

2. 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

3. 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)

4. 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

5. 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

6. 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

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

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

9. 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

10. 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

11. 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

12. 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

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

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

15. 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

16. 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

17. 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

18. 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

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