基于免疫模型的无线Mesh网网关负载均衡技术研究

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1、中图分类号UDCTP393620硕士学位论文学校代码!Q5三三密级公珏基于免疫模型的无线Mesh网网关负载均衡技术研究ResearchonTechnologyofLoad·-BalancePlacementofGatewaysinWirelessMeshNetworkBasedonImmuneModel作者姓名：学科专业：研究方向：学院(系、所)：指导教师：副指导教师：论文答辩日期2Q1315112赵云飞计算机科学与技术无线Mesh网络信息科学与工程学院陈志刚教授曾锋老师中南大学二O一三年四月原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了

2、论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：赵亟醛日期：型!墨年立月型日学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。基于

3、免疫模型的无线Mesh网网关负载均衡技术研究摘要：在无线Mesh网络中，网关负载均衡性成为无线Mesh网络性能的“瓶颈"，网关部署策略及性能优化对无线Mesh网的管理和高效运行有重大的战略意义。本文，我们围绕网关负载均衡问题进行了深入研究，提出负载均衡的网关部署问题及解决方案，在满足QoS约束条件和保证部署网关数量较小情况下，尽量使各网关间负载均衡，以达到网关数量和负载均衡的双重优化目标。本文的研究工作主要包括以下几个方面：1、针对网关负载均衡的部署问题，提出基于网关饥饿度的饥饿算法，达到网关数量及负载均衡的双重优化的目标。定义网关饥饿度衡量网关负载均衡性，并提出饥饿算法，在为每一簇分配网络

4、节点时，都尽量使其簇头(网关)饥饿度最大程度接近网络总的平均值，最终实现网关间负载均衡，同时满足QoS约束。2、为进一步优化网关负载均衡的部署方案，构建无线Mesh网络的免疫模型，提出基于免疫模型的免疫记忆遗传部署算法，更好的实现网关数量及负载均衡的部署方案的优化。通过模拟生物免疫系统利用免疫理论中的亲和力度量和免疫记忆机制等，构建免疫模型，提出免疫记忆遗传算法，并采用亲合度和浓度等进行度量，不仅评估抗体对于抗原的优劣程度，还评估抗体之间的相似程度以及抗体的浓度，可以直观的反映抗体本身质量的好坏以及抗体群体的多样性。3、为解决在网关一次部署后，随着网络流量分布的变化，而引发网关负载失衡现象，

5、提出了基于免疫模型的网络分簇动态调整策略，以求在整个网络运行阶段最大程度实现网关负载均衡。利用免疫模型的记忆机制，加强局部搜索或者抑制早熟收敛，从而使算法快速收敛到全局最优解，并实时对整个网络的网关负载均衡进行评估，利用饥饿算法和免疫记忆遗传算法动态调整网络分簇方案，快速、高效解决在网络流量分布变化时引发的网关负载失衡问题。图24幅，表1个，参考文献66篇。关键词：无线Mesh网；网关部署；负载均衡；饥饿度；免疫模型分类号：TP393ResearchonTechnologyofLoad—BalancePlacementofGatewaysinWirelessMeshNetworkBasedo

6、nImmuneModelAbstract：InaWirelessMeshNetworks(WMNs)，theload-balanceofgatewayswouldbeabottleneckfornetworkperformance．ThusstrategicallyplacingandconnectingthegatewaystothewiredbackboneiscriticaltothemanagementandefficientoperationofaVg佩／[Ns．Inthispaper,wearearoundthegateways’loadbalancingproblemtodor

7、esearch，thegateways’load—balancedeploymentissuesandsolutionswereproposed，whichconsistingettingthetwogoalsofminimumgate—waysandloadbalanceingatewaysplacementsuchthatQoSrequirementsaresatisfied．Thefollowingta