1.程式功能描述
2.測試軟體版本以及執行結果展示
MATLAB2022a版本執行
3.核心程式
figure;
bar(alpha);
text(0.5,0.8,'使用者1，8節點');
text(1,0.9,'使用者2，8節點');
text(1.5,0.8,'使用者1，11節點');
text(2,0.9,'使用者2，11節點');
axis([0,3,0,1.2])
figure;
bar(beta);
text(0.6,0.3,'使用者1，路徑8-11');
text(1.6,0.9,'使用者2，路徑8-11');
axis([0,3,0,1.2]);
figure;
plot(X1,'-bs',...
'LineWidth',1,...
'MarkerSize',6,...
'MarkerEdgeColor','k',...
'MarkerFaceColor',[0.9,0.0,0.0]);
hold on
plot(X2,'-mo',...
'LineWidth',1,...
'MarkerSize',6,...
'MarkerEdgeColor','k',...
'MarkerFaceColor',[0.5,0.9,0.0]);
hold on
plot(X3,'-b^',...
'LineWidth',1,...
'MarkerSize',6,...
'MarkerEdgeColor','k',...
'MarkerFaceColor',[0.2,0.9,0.5]);
hold on
plot(X4,'-r>',...
'LineWidth',1,...
'MarkerSize',6,...
'MarkerEdgeColor','k',...
'MarkerFaceColor',[0.9,0.9,0.0]);
hold on
legend('使用者1，8節點','使用者2,8節點','使用者1，11節點','使用者2，11節點');
figure;
plot(Y1,'-bs',...
'LineWidth',1,...
'MarkerSize',6,...
'MarkerEdgeColor','k',...
'MarkerFaceColor',[0.9,0.0,0.0]);
hold on
plot(Y2,'-mo',...
'LineWidth',1,...
'MarkerSize',6,...
'MarkerEdgeColor','k',...
'MarkerFaceColor',[0.5,0.9,0.0]);
hold on
legend('使用者1，路徑8-11','使用者2,路徑8-11');
figure;
plot(X,Y,'r*');
hold on
for j1 = 1:Nodes
text(X(j1),Y(j1)+10,[num2str(j1)]);
end
for i = 1:User
paths = PATHS{i};
for j = 1:length(paths)-1
if i == 1
h1=plot([X(paths(j)),X(paths(j+1))],[Y(paths(j)),Y(paths(j+1))]+1,'r'); hold on
end
if i == 2
h2=plot([X(paths(j)),X(paths(j+1))],[Y(paths(j)),Y(paths(j+1))]-1,'k--','linewidth',2); hold on
end
end
end
hold on
for j = 1:length(Spath)-1
h3=plot([X(Spath(j)),X(Spath(j+1))],[Y(Spath(j)),Y(Spath(j+1))],'g','linewidth',2); hold on
end
legend([h1,h2,h3],'使用者1路徑','使用者2路徑','共享路徑');
figure;
plot(Error3,'b-o')
grid on
xlabel('最佳化迭代次數');
ylabel('min U');
hold on
plot(1:MAXGEN,10.1928*ones(1,50),'r','linewidth',2);
12_030m
4.本演算法原理
隨著網路規模的擴大和流量的增長，傳統的單路徑路由策略已經無法滿足現代網路的需求。為了更有效地利用網路資源和提高網路效能，多路徑路由策略逐漸被廣泛應用於實際網路中。本文提出了一種基於多路徑路由的全域性感知網路流量分配最佳化演算法，旨在實現網路流量的均衡分配，降低網路擁塞，提高網路吞吐量。
4.1網路模型
考慮一個由N個節點和M條邊組成的網路，表示為G(N, M)。每個節點表示一個網路裝置（如路由器或交換機），每條邊表示網路連線。網路中存在K種型別的流量，每種流量具有不同的頻寬需求和優先順序。
4.2 全域性感知網路流量分配最佳化演算法
假設每種型別的流量在網路中均勻分佈，表示為D = [d1, d2, ..., dK]，其中dk表示第k種流量的需求。網路的總頻寬表示為C = [c1, c2, ..., cM]，其中cm表示第m條邊的頻寬容量。
本演算法採用迭代的方式進行流量分配。在每次迭代中，首先根據當前的網路狀態計算每條邊的頻寬利用率，然後根據頻寬利用率和流量的優先順序需求進行流量調整。迭代過程直到達到收斂條件或達到最大迭代次數為止。
對於每條邊m，其頻寬利用率um計算如下：
um = Σ(xm,k * dk) / cm （1）
其中，xm,k表示第k種流量在第m條邊上的分配比例。透過該公式，我們可以得到每條邊的頻寬利用率，進而評估網路的擁塞程度。根據頻寬利用率和流量的優先順序需求，我們採用以下策略進行流量調整：
（1）對於優先順序較高的流量，如果其所在路徑的頻寬利用率較高，則嘗試將其部分流量轉移到其他可用路徑上；
（2）對於優先順序較低的流量，如果其所在路徑的頻寬利用率較低，則嘗試增加其分配比例，以提高網路吞吐量；
（3）為了保證網路的穩定性，每次流量調整的比例不宜過大，需要根據實際情況進行設定。
收斂條件與迭代終止
為了保證演算法的收斂性，我們設定以下收斂條件：當連續若干次迭代中，網路的總頻寬利用率變化小於一定閾值時，認為演算法已經收斂。同時，為了防止演算法陷入區域性最優解，我們也設定了最大迭代次數作為演算法的終止條件。