[发明专利]内容中心网络中非混合式蚁群路由方法

权利要求书

1.内容中心网络中非混合式蚁群路由方法，其特征在于，包括：

建立信息素表，使用一个大小为L的数列表示信息素值来替代每一个端口对应的信息素值τ_i,j，且信息素等级的变化是连续的，对于一个节点i来说，每一个相关端口j都必须定义信息素值等级l∈[1,L]且l为整数，每个节点都储存一个信息素表，前向蚂蚁到达某个节点时与当前蚂蚁相关的端口有对应的信息素值，与当前蚂蚁不相关的端口则没有信息素值；

源节点对前向蚂蚁进行等级分配，每个前向蚂蚁a_q被分配到任何一个等级的概率为：若前向蚂蚁没有选中任何一个等级，则其等级选择为

等级分配之后转发前向蚂蚁，前向蚂蚁到达与源节点直接相连的中间节点；

中间节点接收前向蚂蚁，计算当前节点前向蚂蚁被激怒概率，等级为l的蚂蚁在节点i被激怒的概率为

当前向蚂蚁进入一个节点，比较激怒概率和一个统一的随机变量P，如果蚂蚁上升一个信息素等级，否则信息素等级保持不变；

根据当前节点前向蚂蚁被激怒概率与随机变量的关系更新当前等级，计算各端口转发概率并择优转发前向蚂蚁，前向蚂蚁在当前等级下依据信息素表从合适的端口转发到下一跳节点，其选择下一跳节点的概率定义为转发概率，表示为：

转发之后判断当前前向蚂蚁是否达到最大路由跳数，如果达到最大跳数则当前路径执行信息素挥发操作；如果没有，则重复上述路由过程，直到前向蚂蚁到达目的节点；

若达到最大路由跳数则执行信息素挥发操作；

若前向蚂蚁找到目的节点，目的节点生成后向蚂蚁，后向蚂蚁从目的节点沿前向蚂蚁的转发路径返回源节点并更新途经节点的信息素表；

源节点对前向蚂蚁进行等级分配，每个前向蚂蚁a_q被分配到任何一个等级的概率为：若前向蚂蚁没有选中任何一个等级，则其等级选择为

等级分配转发前向蚂蚁，前向蚂蚁到达与源节点直接相连的中间节点；

中间节点接收前向蚂蚁，计算当前节点前向蚂蚁被激怒概率并判断当前节点前向蚂蚁被激怒概率与随机变量的关系；

根据当前节点前向蚂蚁被激怒概率与随机变量的关系更新当前等级，并计算各端口转发概率并择优转发前向蚂蚁；

转发之后判断当前前向蚂蚁是否达到最大路由跳数，如果达到最大跳数则当前路径执行信息素挥发操作；如果没有，则重复上述路由过程，直到前向蚂蚁到达目的节点；

其中，l表示等级，对于前向蚂蚁的最大值为L，q表示第q个用户请求，表示等级分配矩阵中l'行q列的元素，表示前向蚂蚁a_q被分配到等级l；i表示当前节点，j表示转发到下一跳节点所经过的端口号，c表示请求的内容名称，表示在节点i处与c相关联的端口个数，表示节点i的端口j的等级l的信息素值，ι是一个用来调节刺激强度的参数，(a)是基于最大信息素值τ_max的标准化因数，(b)是节点i上每一个出口的平均信息素值，(c)是节点i等级为l时的信息熵，为节点i总的信息素值，为节点i相关端口为j'且等级为l时的信息素值。

2.根据权利要求1所述的内容中心网络中非混合式蚁群路由方法，其特征在于，所述若前向蚂蚁找到目的节点，目的节点生成后向蚂蚁，后向蚂蚁从目的节点沿前向蚂蚁的转发路径返回源节点并更新中心节点的信息素表包括：

后向蚂蚁生成后，沿原路返回，若接收到后向蚂蚁的节点为非源节点，则当前的节点读取后向蚂蚁中的路径时延信息、节点负载以及中间节点缓存命中率；

后向蚂蚁更新当前节点信息素表；

后向蚂蚁重复上述过程，直到后向蚂蚁回到源节点；

后向蚂蚁到达源节点后，首先更新源节点信息素表，然后更新等级分配矩阵

3.根据权利要求2所述的内容中心网络中非混合式蚁群路由方法，其特征在于，所述中间节点缓存命中率为：

其中，λ为内容c的请求速率，μ为迫使内容c存储位置下降的其它内容的请求速率，N为内容c在电路域CS中的总位置数。

4.根据权利要求2所述的内容中心网络中非混合式蚁群路由方法，其特征在于，所述更新当前节点信息素值包括：

对转发端口进行信息素值的累积操作：

对节点中所有相关端口进行信息素挥发操作：

其中，为节点i的端口j处等级为l的信息素值，为信息素值的增量，ρ为挥发系数，t表示前一个时刻，t+n表示经过时间间隔n后的当前时刻。