[发明专利]内容中心网络中非混合式蚁群路由方法

说明书

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种内容中心网络中非混合式蚁群路由方法，包括：建立信息素表，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；前向蚂蚁从源节点转发到中间节点，中间节点转发前向蚂蚁到其他中间节点，直到达到最大路由跳数或者找到目的节点；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；本发明保证网络开销代价同时又有效地抑制早熟停滞。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种内容中心网络中非混合式蚁群路由方法。

背景技术

随着网络快速的发展，如今网络的使用已经由内容的分发和检索所支配，而网络技术仍然是主机连接之间的通信。访问内容和服务需要将用户所关心的事物映射到网络所在处。在这种背景下，内容中心网络(Content Centric Networking,CCN)作为一个革命式的未来互联网而诞生，让数据内容本身成为网络通信的主体单元，在中间层用命名数据取代IP，数据传输采用“发布-请求-响应”模式，直接以内容名字进行路由，成为下一代Internet体系结构的研究热点。

在内容中心网络中，一个值得研究的问题是如何对网络路由算法进行优化。蚁群算法是一种有效的搜索算法，具有分布式、正反馈、全局收敛等特点。在网络路由处理中，网络的流量分布不断变化，网络的链路或节点也会随机的失效或重新加入，蚁群算法的自身催化与正反馈机制很好的符合了这类问题的求解特点，所以蚁群智能在网络路由领域中得到了很好的应用。然而，就算法本身而言，虽然蚁群路由算法具有较好的优化特性，但其时间复杂度较高，初始化时期收敛速度慢和搜索到一定程度后容易产生停滞现象。

针对蚁群算法存在的早熟停滞问题，人们提出了各种路由优化机制，如根据CCN和电路交换网(Switch Circuit Network，SCN)的特征提出的混合式蚂蚁算法SoCCeR(参见文献：Shanbhag S,Schwan N,Rimac I,et al.SoCCeR:Services over content-centricrouting[C]//Proceedings of the ACM SIGCOMM workshop on Information-centricnetworking.ACM,2011:62-67.)，其主要思想在CCN的上层增加了路由决策层来对转发信息库(Forward Information Base，FIB)进行操作，通过发送探索蚂蚁，不断刷新网络节点信息素值，使得最优路径及时跟上网络变化，有效地抑制了蚁群早熟停滞问题，提高了内容的分发性能。

然而以上混合式蚁群优化路由算法存在诸多不足：由于探索蚂蚁的选取是随机的以及为了避免早熟停滞使用固定大小的探索概率，导致蚁群的探索能力恒定不变，不能随着网络的状态而改变；其次，其收敛质量一般，并且在算法执行过程中产生过多数量的前向蚂蚁，增加了整个网络的负担；更重要的是，节点缓存的生存时间是被忽视的，一旦缓存过期，那么选择的最优路径将失效。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种内容中心网络中非混合式蚁群路由方法，包括：

建立信息素表，每个节点都储存一个信息素表，每个节点中与当前蚂蚁相关的接口有对应的信息素值，与前向蚂蚁不相关的端口则没有信息素值；

前向蚂蚁从源节点转发到中间节点，中间节点转发前向蚂蚁到其他中间节点，直到达到最大路由跳数或者找到目的节点，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。

优选的，建立信息素表包括：