- BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN PHƢƠNG HUY MÔ HÌNH KẾT HỢP LOGIC MỜ VÀ GIẢI THUẬT DI TRUYỀN CHO BÀI TOÁN QUẢN LÝ HÀNG ĐỢI TÍCH CỰC TRÊN MẠNG TCP/IP LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT VIỄN THÔNG Hà Nội – 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN PHƢƠNG HUY MÔ HÌNH KẾT HỢP LOGIC MỜ VÀ GIẢI THUẬT DI TRUYỀN CHO BÀI TOÁN QUẢN LÝ HÀNG ĐỢI TÍCH CỰC TRÊN MẠNG TCP/IP Chuyên ngành: Kỹ thuật viễn thông Mã số: 62520208 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT VIỄN THÔNG NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. - LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Luận án “Mô hình kết hợp logic mờ và giải thuật di truyền cho bài toán quản lý hàng đợi tích cực trên mạng TCP/IP” là công trình nghiên cứu của riêng tôi. - Mạng TCP/IP và bài toán điều khiển tắc nghẽn. - Các giải thuật điều khiển tắc nghẽn theo giao thức TCP. - Các giải thuật tránh tắc nghẽn trên mạng TCP/IP . - Quản lý hàng đợi tích cực . - Phân loại các phƣơng pháp quản lý hàng đợi tích cực . - Các phƣơng pháp AQM dựa trên chiều dài hàng đợi . - Giải thuật loại bỏ ngẫu nhiên sớm thích nghi . - Giải thuật loại bỏ ngẫu nhiên sớm động - Dynamic RED iv 1.5.1.6. - Giải thuật loại bỏ ngẫu nhiên sớm ổn định hóa . - Giải thuật BLUE . - Giải thuật SFB . - Giải thuật phát hiện sớm dựa trên cân bằng chọn lọc SFED . - Giải thuật hàng đợi ảo thích nghi AVQ . - Giải thuật hàng đợi ảo thích nghi nâng cao . - Giải thuật Yellow . - Các giải thuật AQM dựa trên sự kết hợp giữa độ dài hàng đợi và kiểm soát lƣu lƣợng đến . - Giải thuật bộ đệm ảo ổn định hóa (SVB . - Giải thuật AQM dựa trên hàng đợi và trạng thái tải . - Giải thuật Raq . - Một số giải thuật AQM ứng dụng logic mờ . - Giải thuật di truyền v 2.4.1. - Các bƣớc quan trọng trong việc áp dụng giải thuật di truyền . - Các phép toán của giải thuật SGA . - Đề xuất giải thuật di truyền cải tiến MGA . - Hệ điều khiển di truyền mờ cho bài toán AQM . - Xây dựng bộ điều khiển mờ cho bài toán AQM . - Chỉnh định bộ điều khiển mờ cho bài toán AQM bằng MGA . - Tổng kết chƣơng CHƢƠNG 3 MÔ HÌNH DI TRUYỀN MỜ CHO BÀI TOÁN CẢI TIẾN GIẢI THUẬT RED_AQM . - Giải thuật di truyền mờ cho AQM . - Đánh giá tính ổn định của các giải thuật AQM trên mạng TCP/IP . - Hệ thống điều khiển AQM . - Phân tích sự ổn định của giải thuật AQM . - Ổn định hóa luật điều khiển AQM . - Kiểm chứng tính ổn định của giải thuật AQM qua mô phỏng Matlab . - Đánh giá hoạt động của giải thuật FUZZGA . - Tổng kết chƣơng CHƢƠNG 4 MÔ HÌNH DI TRUYỀN MỜ CHO BÀI TOÁN CẢI TIẾN GIẢI THUẬT REM_AQM . - Nhắc lại giải thuật REM . - Hệ mờ cho bài toán cải tiến giải thuật REM . - Giải thuật di truyền cải tiến MGA cho chỉnh định hệ mờ REM. - Mô phỏng đánh giá giải thuật FGREM trên mạng đơn tắc nghẽn. - Kích thƣớc hàng đợi của các phƣơng pháp AQM. - Mô phỏng và đánh giá giải thuật FGREM với mạng đa tắc nghẽn. - viii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Tiếng Anh Tiếng Việt ACK Acknowledgement Bản tin báo nhận AI Artificial Intelligence Trí tuệ nhân tạo AIMD Additive– Increase Multiplicative- Decrease Tăng cộng giảm nhân AQM Active Queue Management Quản lý hàng đợi tích cực ARED Adaptive Random Early Detection Phát hiện sớm ngẫu nhiên thích nghi AVQ Adaptive Virtual Queue Giải thuật hàng đợi ảo thích nghi CE Congestion Experienced Chỉ thị tắc nghẽn CWND Congestion Window Cửa sổ tắc nghẽn DRED Dynamic Random Early Detection Giải thuật loại bỏ ngẫu nhiên sớm động DT Drop Tail Cơ chế loại bỏ cuối hàng DVP Droping Probability Xác suất loại bỏ gói EAVQ Enhanced Adaptive Virtual Queue Giải thuật hàng đợi ảo thích nghi nâng cao ECN Explicit Congestion Notification Thông báo tắc nghẽn rõ ràng ES Expert System Hệ chuyên gia FGREM Fuzzy Genetic Random Exponential Marking Giải thuật đánh dấu ngẫu nhiên theo hàm mũ ứng dụng hệ di truyền mờ FIFO First In First Out Hàng đợi phục vụ theo kiểu vào trƣớc ra trƣớc FIS Fuzzy Inference System Hệ suy luận mờ ix FL Fuzzy Logic Logic mờ FLC Fuzzy Logic Controller Bộ điều khiển logic mờ FRED Fairness Random Early Discard Loại bỏ sớm ngẫu nhiên cân bằng FS Fuzzy system Hệ mờ GA Genetic Algorithm Giải thuật di truyền IP Internet Protocol Giao thức Internet MATLAB MATrix LABtory Thí nghiệm ma trận MF Membership Function Hàm liên thuộc MGA Modified Genetic Algorithm Giải thuật di truyền cải tiến MPD Mark Probability Denominator Mẫu số xác suất đánh dấu NS2 Network Simulator 2 Phần mềm mô phỏng mạng Network Simulator 2 PI Proportional Integral Bộ điều khiển tích phân tỷ lệ PH Packet Header Mào đầu gói tin QL Queue Limit Giới hạn hàng đợi QoS Quality of Service Chất lƣợng dịch vụ RED Random Early Discard Loại bỏ ngẫu nhiên sớm REM Random Exponential Marking Đánh dấu ngẫu nhiên theo hàm mũ RTP Realtime Protocol Giao thức thời gian thực RTT Round Trip Time Thời gian cho một chu trình của gói tin SC Soft computing Kỹ thuật tính toán mềm SFED Selective Fair Early Detection Phát hiện sớm dựa trên cân bằng chọn lọc SGA Simple Genetic Algorithm Giải thuật di truyền đơn giản x SRED Stabilized Random Early Discard Phƣơng pháp loại bỏ ngẫu nhiên sớm ổn định hóa SVB Stabilized Virtual Buffer Bộ đệm ảo ổn định hóa TCP Transport Control Protocol Giao thức điều khiển truyền tải TOS Type Of Service Loại dịch vụ TQL Target Queue Length Chiều dài hàng đợi tham chiếu UDP User Data Protocol Giao thức dữ liệu ngƣời sử dụng WRED Weighted Random Early Detection Phƣơng pháp loại bỏ sớm ngẫu nhiên có trọng số 5. - Giải thuật RED truyền thống [19. - Giải thuật RED với “gentle option. - 17 Hình 1.10. - 22 Hình 1.11. - Thực hiện bộ điều khiển PI [12],[13. - 43 Hình 2.10. - 49 Hình 2.11. - 51 Hình 2.12. - Hoạt động của giải thuật MGA và SGA. - 52 Hình 2.13. - 54 Hình 2.14. - Kiến trúc của hệ thống điều khiển tự động giải thuật di truyền. - 55 Hình 2.15. - 56 Hình 2.16. - 58 Hình 2.17. - 60 xii Hình 2.18. - Mô hình hệ thống điều khiển mờ cho AQM. - Các đầu vào bộ điều khiển mờ. - Đầu ra bộ điều khiển mờ. - Mặt suy diễn của bộ điều khiển mờ. - Hệ luật của bộ điều khiển mờ. - Sơ đồ hệ thống điều khiển AQM tổng quát. - 79 Hình 3.10. - 80 Hình 3.11. - 81 Hình 3.12. - 83 Hình 3.13. - 84 Hình 3.14. - 84 Hình 3.15. - 85 Hình 3.16. - 88 Hình 3.17. - 88 Hình 3.18. - 89 Hình 3.19. - 89 Hình 3.20. - Tình trạng hàng đợi đối với luật điều khiển mờ cho RED và FUZZGA . - 90 Hình 3.21. - 91 Hình 3.22. - 91 Hình 3.23. - 93 Hình 3.24. - 94 Hình 3.25. - 108 Hình 4.10. - 110 Hình 4.11. - 112 Hình 4.12. - 113 Hình 4.13. - 113 Hình 4.14. - 114 Hình 4.15. - 114 Hình 4.16. - 115 Hình 4.17. - Kích thƣớc hàng đợi của các phƣơng pháp AQM khi N=800 luồng. - 116 Hình 4.18. - Tỷ lệ mất gói và hiệu suất sử dụng tuyến của các giải thuật AQM khi lƣu lƣợng tải từ 250-800. - 117 Hình 4.19. - 118 Hình 4.20. - 118 Hình 4.21. - Kích thƣớc hàng đợi của các phƣơng pháp AQM khi RTT=200 ms. - Các giá trị tham số điều khiển của các phƣơng pháp AQM
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt