Mesh网络负载均衡算法研究：多路径优化与实现

"基于负载均衡的Mesh路由算法研究与实现，冯向鹤，康桂霞。本文探讨了在Mesh网络中实现负载均衡的路由算法，旨在优化网络性能，提高数据分组转发成功率，降低平均端到端时延，并提升平均网络吞吐量。" Mesh网络是一种无线自组织网络，其中每个节点都可以同时作为路由器和终端，形成一个密集的多跳网络。这种网络架构在无线接入、物联网、家庭网络等领域有广泛应用，因为其提供了冗余路径和高带宽容量。然而，随着网络规模的扩大和用户需求的增长，如何有效地分配网络资源、实现负载均衡成为了关键问题。 传统的Mesh路由算法往往基于单路径，这可能导致部分链路过载，而其他链路未充分利用。冯向鹤和康桂霞提出的LCA（Load-Concerned multipath Algorithm）算法则引入了多路径策略和网络最大流概念，旨在解决这一问题。算法首先通过网络最大流计算选取多条能够最大化网络流量的路由路径，随后对这些路径上的数据链路进行信道分配，以达到负载均衡。 网络最大流是运筹学中的一个经典问题，目标是找到网络中从源节点到汇点的最大数据传输能力。LCA算法结合最大流理论，能够在多个潜在路径中找到一组能最大化整体网络流量的路径，从而避免单个链路过载。同时，通过信道分配优化，算法解决了传统方法中可能存在的分配不合理问题。 此外，LCA算法的多路径特性使得数据包可以分散在多条路径上传输，这不仅增加了网络的容错性，还能够减少平均端到端时延，因为数据包可以选择最短或最空闲的路径。同时，由于网络资源的更均衡分配，平均网络吞吐量也会得到提升。 仿真结果证明，LCA算法在实际应用中能够显著改善Mesh网络的性能，提高了数据分组的转发成功率，降低了平均延迟，并增大了网络的总体吞吐量。这为Mesh网络的优化和未来设计提供了新的思路和技术支持。 关键词：Mesh网络、信道分配、最大流、多路径 中图分类号：TN92315 这项研究对于理解并改进Mesh网络的性能至关重要，对于无线网络设计者和工程师来说，LCA算法提供了一种有效的负载均衡解决方案，有助于构建更加高效、稳定且适应性强的无线网络环境。