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智能路由选择算法FSR:抑制网络振动,提升性能
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更新于2024-07-03
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"该文档介绍了一种名为FSR(Flap Suppression Routing)的智能路由选择算法,旨在解决网络路由更新过程中的大范围路由抖动和转发效率下降问题。通过结合机器学习和深度神经网络技术,该算法在保持全网链路负载均衡和转发资源高效利用的同时,寻求最小化路由抖动的更新策略,从而加速路由收敛,提升网络的整体转发性能。实验结果显示,FSR算法可以显著提高路由收敛速度,相比于其他算法,能提升约30%的网络吞吐量,并降低路径长度和拥塞概率。" 在当前的网络环境中,由于互联网和移动通信的飞速发展,网络系统变得越来越复杂和动态。传统的尽力而为的路由算法已无法满足5G时代对高速、低延迟、高能效和大规模连接的需求。因此,研究人员开始探索基于数据驱动的智能网络协议设计,尤其是智能路由技术。然而,现有的智能路由算法在处理突发流量或大量流量时,可能会导致网络拥塞,特别是基于最短路径的路由协议。 在这种背景下,机器学习技术,尤其是深度学习,为网络路由策略的优化提供了新的解决方案。传统的浅层人工神经网络在流量预测等方面可能表现有限,但深度学习系统的崛起,如深度信念网络、深度人工神经网络和深度玻尔兹曼机,其强大的学习能力可以显著改进网络操作决策的性能。 FSR算法就是这种深度学习技术的应用实例,它通过分析历史数据,学习并建立路由选择与时间和流量之间的关联,以指导更优化的路由决策。在抑制路由抖动的同时,FSR算法考虑了网络的负载均衡和资源利用率,从而提高了网络的稳定性和效率。实验结果证明了FSR算法的有效性,不仅提高了网络的吞吐量,还减少了路径长度和拥塞的可能性,这对于应对未来网络规模的持续扩大和流量的急剧增长具有重要意义。
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!+ 算法平均每次路由更新都会导致约 9: 条链路受到影响比例
达到 以上而受到影响的完整转发路径达到 ): 条+! 算法相类
似在同样实验条件下它会导致约 条链路受到影响比例达到约
:受影响的转发路径达到 条这无疑会影响整体网络的转发性能
在 ;. 带宽的链路上!+ 和 +! 算法分别取得的平均带宽为
99;. 和 ));.其中在第 个路由更新周期调整完
成后 种算法取得的平均带宽均受到严重影响分别下降到 :,;.
和 ;.只能达到最大带宽的 3,:和 )传输效率受到显
著影响
于是针对这一问题本文提出了一种振动抑制的智能路由选择算法
在图 .右图所示的情况下仅调整受 D/B 链路影响的数据流
将因此带来的路由抖动收敛到最小状态进而提升网络传输效率由此
保证尽可能少的改动网络路由选择同时提升网络资源的利用率
2 FSR 算法设计
不同于现有研究工作 需要关注转发路径的变化尽可能抑制端
到端路由抖动其主要设计思路有 个特征
在挖掘历史流量的特征信息时不满足于传统机制对链路状态与
时间关联规律的探寻而是寻找路径<链路<时间 个维度的变化特征本
文设计了如图 所示的模型结构通过链路、路径 个维度构建流量矩
阵再增加时间通道刻画二维流量矩阵的时间变化特性以此做为输入数
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