容迟网络路由协议的遗传改进
网络与互联网体系结构
2021-05-21 v1 神经与进化计算
摘要
路由在网络应用中起着基础性作用，但在容迟网络（DTNs）中尤其具有挑战性。这类网络是一种移动自组织网络，由（可能是无人）车辆和人类等组成，尽管缺乏持续连接，仍须在节点移动导致网络条件变化的情况下传输数据。在这些场景中，路由是 NP 难的，通常通过启发式“存储转发”基于复制的方法解决，即同一消息的多个副本被移动并存储在节点中，希望至少一个能到达目的地。尽管如此，现有路由协议产生的投递概率仍较低。在此，我们对 DTNs 中广泛采用的两种路由协议 Epidemic 和 PRoPHET 进行遗传改进，试图优化其投递概率。首先，我们将它们拆解为基本组件，即诸如检查节点能否传输数据或向所有连接发送消息等功能。然后，我们应用遗传改进（GI）将这些组件作为演化树的终结点进行操作。我们在计算机上将该方法论应用于由数百个节点组成的六个城市网络测试用例，发现 GI 在四个案例中产生了一致的投递概率提升。接着，我们验证这种改进是否导致其他相关网络指标（如延迟和缓冲时间）的恶化。最后，我们将最优演化协议的逻辑与基线协议的逻辑进行比较，并讨论了结果跨测试用例的泛化能力。
引用
@article{arxiv.2103.07428,
title = {Genetic Improvement of Routing Protocols for Delay Tolerant Networks},
author = {Michela Lorandi and Leonardo Lucio Custode and Giovanni Iacca},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.07428},
year = {2021}
}
备注
To be published in ACM Transactions on Evolutionary Learning and Optimization