仿生学基本理论与信息中心网络路由应用实践

本书模拟生态系统中蚂蚁的觅食过程，引入酒精挥发和轮盘赌模型，以及相似关系、密度聚类、优选树和社区划分等技术，针对不同问题设计四个不同的蚁群ICN（Information-CentricNetworking）路由机制。此外，在一些实际的网络拓扑上，从路由成功率、路由跳数、迭代次数、路由时延、时间开销、吞吐量以及稳定性等方面给予性能评价。研究成果具有较强的理论价值和实际意义，能够为自适应ICN路由提供一种新的思路。

目录
前言
第1章 仿生学方法及其原理 1
1.1 变形虫算法 1
1.2 克隆选择算法 2
1.3 社交蜘蛛优化算法 2
1.4 人工免疫算法 3
1.5 细胞趋化算法 3
1.6 萤火虫算法 4
1.7 果蝇优化算法 4
1.8 粒子群优化算法 5
1.9 猫群优化算法 5
1.10 蚁群优化算法 6
1.11本章小结 6
第2章 ICN关键技术 7
2.1 ICN概述 7
2.1.1 ICN的出现 7
2.1.2 ICN的典型架构 9
2.2 ICN研究热点 12
2.2.1 命名技术 12
2.2.2 网内缓存技术 13
2.2.3 基于名字的路由技术 14
2.2.4 实验平台技术 15
2.3 新兴技术对ICN产生的影响 15
2.3.1 云计算和ICN 16
2.3.2 网络功能虚拟化和ICN 16
2.3.3 5G和ICN 17
2.3.4 大数据和ICN 17
2.4 典型网络架构为ICN带来的优势 17
2.4.1 DCN和ICN 18
2.4.2 SDN和ICN18
2.4.3 MSN和ICN 19
2.4.4 卫星网络和ICN 20
2.4.5 IoT和ICN 20
2.4.6 VAN和ICN 20
2.5 本章小结 21
第3章 ICN路由和仿生ICN路由 22
3.1 基于用户需求的ICN路由研究 22
3.1.1 支持节能的ICN路由 22
3.1.2 支持QoS的ICN路由 23
3.1.3 支持移动性的ICN路由 24
3.2 基于转发的ICN路由研究 24
3.2.1 基于洪泛的兴趣路由 24
3.2.2 基于很优接口选择的兴趣路由 25
3.2.3 基于缓存感知的兴趣路由 26
3.2.4 基于SDN的兴趣路由 27
3.2.5 基于域的兴趣路由 28
3.2.6 基于蚁群的兴趣路由 28
3.3 ICN路由面临的挑战 29
3.3.1 FIB的急剧扩张 30
3.3.2 最近内容副本的获取 30
3.3.3 内容的均匀分布 30
3.3.4 移动性的支持 30
3.3.5 大规模网络的应用 31
3.4 仿生ICN路由的研究背景.31
3.4.1 仿生ICN路由的开展 31
3.4.2 基于蚁群的ICN路由的提出 32
3.5 基于蚁群ICN路由的研究内容 34
3.6 本章小结 37
第4章 基于蚁群的ICN路由机制 38
4.1 引言 38
4.1.1 研究动机 38
4.1.2 主要贡献点 41
4.2 系统框架结构 41
4.3 基于蚁群的ICN路由机制设计 43
4.3.1 基于字典树的CS设计 43
4.3.2 基于酒精挥发模型的内容浓度设计 45
4.3.3 接口转发概率的计算 50
4.3.4 路由决策的设计与描述 52
4.4 性能分析 54
4.4.1 时间复杂度分析 54
4.4.2 收敛性分析 56
4.5 仿真与性能评价 58
4.5.1 实验方法 58
4.5.2 平均路由成功率测试 60
4.5.3 平均迭代次数测试 61
4.5.4 平均路由跳数测试 62
4.5.5 平均路由时延测试 63
4.5.6 平均时间开销测试 64
4.5.7 平均负载均衡度测试 68
4.5.8 综合性能评比 69
4.6 本章小结 70
第5章 基于蚁群和支持移动性的ICN路由机制 72
5.1 引言 72
5.1.1 研究动机 72
5.1.2 主要贡献点 74
5.2 系统框架结构 75
5.3 基于移动性路由机制的设计 76
5.3.1 内容浓度的设计与更新 77
5.3.2 基于轮盘赌模型的转发选择 79
5.3.3 路由决策的设计与描述 81
5.4 仿真与性能评价 83
5.4.1 实验方法 83
5.4.2 平均路由成功率测试 86
5.4.3 平均路由跳数测试 89
5.4.4 平均时间开销测试 91
5.4.5 平均负载均衡度测试 93
5.4.6 基于Wilcoxon的统计性测试 95
5.5 本章小结 96
第6章 基于蚁群和相似关系的ICN路由机制 97
6.1 引言 97
6.1.1 研究动机 97
6.1.2 主要贡献点 99
6.2 系统框架结构 99
6.3 基于连续型路由机制的设计101
6.3.1 内容浓度的设计与更新 101
6.3.2 相似关系的计算 101
6.3.3 路由决策的设计与描述 103
6.4 基于离散型路由机制的设计 104
6.4.1 内容浓度的设计与更新 104
6.4.2 相似关系的计算 105
6.4.3 核心路由器的确定 106
6.4.4 路由决策的设计与描述 106
6.5 仿真与性能评价 108
6.5.1 实验方法 108
6.5.2 平均路由成功率测试 109
6.5.3 平均路由跳数测试 110
6.5.4 平均时间开销测试 111
6.5.5 平均负载均衡度测试 112
6.5.6 平均吞吐量测试 113
6.6 本章小结 114
第7章 基于蚁群和区域划分的ICN路由机制 116
7.1 引言 116
7.1.1 研究动机 116
7.1.2 主要贡献点 117
7.2 系统框架结构 118
7.3 基于区域划分路由机制的设计 119
7.3.1 基于昀大树的区域划分 120
7.3.2 区域信息的管理 122
7.3.3 路由决策的设计与描述 124
7.4 仿真与性能评价 126
7.4.1 实验方法.127
7.4.2 平均路由成功率测试 127
7.4.3 平均路由跳数测试 128
7.4.4 平均路由时延测试 129
7.4.5 平均吞吐量测试 131
7.4.6 稳定性分析 132
7.5 本章小结 133
第8章 总结与展望 134
8.1 总结 134
8.2 展望 136
参考文献 138