Ứng dụng giải thuật di truyền mờ cho bài toán quản lý hàng đợi tích cực aqm trong viến thông

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP  LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG GIẢI THUẬT DI TRUYỀN MỜ CHO BÀI TOÁN QUẢN LÝ HÀNG ĐỢI TÍCH CỰC (AQM) TRONG VIỄN THƠNG LÊ HOÀNG Thái Nguyên, 2010 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP  LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT ỨNG DỤNG GIẢI THUẬT DI TRUYỀN MỜ CHO BÀI TỐN QUẢN LÝ HÀNG ĐỢI TÍCH CỰC (AQM) TRONG VIỄN THÔNG Ngành: Kỹ thuật điện tử Mã số: 605270 Học viên: Lê Hoàng Ngƣời HD khoa học: PGS TS Lê Bá Dũng Thái Nguyên, 2010 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Trang i ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƢỜNG ĐẠI HỌC Độc lập - Tự - Hạnh phúc KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP THUYẾT MINH LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Học viên: Lê Hoàng Lớp: Cao học - K11 Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Lê Bá Dũng Ngày giao đề tài: 20 tháng 01 năm 2010 Ngày hoàn thành: tháng năm 2010 CÁN BỘ HƢỚNG DẪN KHOA HỌC HỌC VIÊN PGS.TS Lê Bá Dũng Lê Hoàng BAN GIÁM HIỆU KHOA SAU ĐẠI HỌC Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Trang ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi, số liệu, kết nêu luận văn trung thực cơng trình nghiên cứu riêng tơi, luận văn khơng giống hồn tồn luận văn cơng trình có trước Thái Nguyên, ngày 23 tháng năm 2010 Tác giả luận văn Lê Hồng Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Trang iii LỜI CẢM ƠN Trong suốt trình học tập tốt nghiệp, tơi nhận giúp đỡ tận tình thầy cô giáo đặc biệt muốn cảm ơn: Thầy giáo PGS TS Lê Bá Dũng, Viện công nghệ thông tin, Viện khoa học công nghệ Việt Nam lbdung@ioit.ac.vn Thầy giáo ThS Nguyễn Phương Huy, Bộ môn Điện tử viễn thông, Khoa Điện tử, Trường Đại học Kỹ thuật Cơng nghiệp Thái Ngun nguyenphuonghuy1979@gmail.com tận tình giúp đỡ, hướng dẫn thời gian thực đề tài, cảm ơn giúp đỡ gia đình, bạn bè đồng nghiệp thời gian qua Vì đề tài liên quan tới nhiều lĩnh vực với kiến thức rộng, thân phải tham khảo nhiều tài liệu báo quốc tế Mặc dù cố gắng, song điều kiện thời gian kinh nghiệm thực tế nhiều hạn chế nên khơng thể tránh khỏi thiếu sót (nhất trình biên tập dịch tài liệu thành tiếng Việt) Vì vậy, tơi mong nhận đóng góp ý kiến thầy bạn bè, đồng nghiệp Một lần xin chân thành cảm ơn! Tác giả luận văn Lê Hồng Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Trang iv LỜI NÓI ĐẦU Ngành Điện tử viễn thông phải đáp ứng nhiệm vụ quan trọng cung cấp dịch vụ truyền thơng tin xa cách mềm dẻo, nhanh chóng xác Để đáp ứng nhiệm vụ trên, vấn đề quản lý hàng đợi tích cực ln đặt lên hàng đầu Tuy nhiên việc quản lý hàng đợi tích cực ln vấn đề phức tạp Trên mạng viễn thông, kỹ thuật định tuyến hỗ trợ cho q trình định tuyến mạng, điều khiển cơng suất đầu cuối di dộng, quản lý tài nguyên mạng, quản lý chất lượng mạng, điều khiển lưu lượng mạng, tạo điều kiện xây dựng mạng viễn thông thông minh Việc kết hợp Giải thuật di truyền Logic mờ tạo thiết bị có độ thích nghi cao thông minh người đáp ứng tốn phức tạp điều kiện thiếu thơng tin Xuất phát từ vấn đề trên, tác giả chọn đề tài: “Ứng dụng giải thuật di truyền mờ cho tốn quản lý hàng đợi tích cực (AQM) viễn thơng” Nội dung luận văn tập trung vào nghiên cứu việc xây dựng nên phương pháp để giải tốn điều khiển lưu lượng thơng minh mạng viễn thông Nhằm giải vấn đề tránh tắc nghẽn tối ưu hoá thời gian truyền nhận gói liệu thơng qua router mạng Nội dung luận văn ứng dụng giải thuật di truyền mờ vào toán AQM mạng nay, cấu trúc luận văn bao gồm chương sau: Chƣơng 1: Các kiến thức tổng quan Chƣơng 2: Bài toán quản lý hàng đợi tích cực viễn thơng Chƣơng 3: Ứng dụng giải thuật di truyền mờ cho toán quản lý hàng đợi tích cực viễn thơng Cuối kết luận hướng phát triển đề tài Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Trang v MỤC LỤC Trang Thuyết minh luận văn thạc sỹ kỹ thuật i Lời cam đoan ii Lời cảm ơn iii Lời nói đầu iv Mục lục v Danh mục bảng biểu viii Danh mục hình vẽ ix Các thuật ngữ viết tắt xi CHƢƠNG 1: CÁC KIẾN THỨC TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu 1.1.1 Điều khiển tắc nghẽn mạng internet 1.1.2 Chất lượng dịch vụ internet 1.1.3 Cấu trúc luận văn 1.2 Tổng quan AQM TCP 1.2.1 TCP quản lý hàng đợi tích cực (AQM) 1.2.2 Các dịch vụ tích hợp phân biệt 11 1.3 Giải thuật di truyền 12 1.3.1 Giới thiệu 12 1.3.2 Giải thuật di truyền tìm kiếm tối ưu 13 1.3.3 Cấu trúc giải thuật di truyền 14 1.3.3.1 Cấu trúc giải thuật di truyền đơn giản 14 1.3.3.2 Các phép toán giải thuật di truyền 14 1.3.3.2.1 Sinh sản (Reproduction) 14 1.3.3.2.2 Lai ghép (Crossover) 16 1.3.3.2.3 Đột biến (Mutation) 17 1.3.4 Ứng dụng giải thuật di truyền 18 1.4 Giải thuật di truyền mờ 18 1.4.1 Giới thiệu 18 1.4.2 Giải thuật di truyền kết hợp với logic mờ 19 1.4.2.1 Phân loại kỹ thuật kết hợp 20 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Trang vi 1.4.2.2 Một số ví dụ kỹ thuật kết hợp di truyền mờ 20 1.4.2.2.1 Hệ thống ghép cặp di truyền mờ 20 1.4.2.2.2 Thiết kế hệ thống di truyền mờ giải thuật di truyền 21 1.4.2.2.3 Điều khiển mờ tự động hệ thống giải thuật di truyền 22 1.4.2.3 Tóm tắt số ứng dụng thực tế hệ kết hợp di truyền mờ 23 1.4.3 Tổng kết kết luận 23 CHƢƠNG 2: BÀI TỐN QUẢN LÝ HÀNG ĐỢI TÍCH CỰC (AQM) TRONG VIỄN THÔNG 2.1 Giới thiệu 25 2.2 Kỹ thuật chống gói mạng TCP/IP tắc nghẽn 26 2.2.1 Giới thiệu 26 2.2.2 Quản lý hàng đợi tích cực (AQM) 26 2.2.2.1 Lưu lượng tải phát sớm 27 2.2.2.2 Tránh thông báo tắc nghẽn xác định 30 2.2.2.3 RED thích nghi (ARED) 31 2.2.2.4 Độ nhạy RTT 34 2.2.2.5 Sự đánh giá 36 2.2.2.6 Sử dụng gói để thơng báo tắc nghẽn 38 2.2.3 Điều khiển tắc nghẽn máy chủ cuối 41 2.2.3.1 Điều chỉnh tốc độ truyền tối thiểu 41 2.2.3.2 Điều chỉnh tăng tuyến tính 44 2.2.4 Điều chỉnh hiệu suất tối ưu 48 2.2.5 Kết luận công việc tương lai 50 2.3 BLUE phương pháp cho AQM 51 2.3.1 Giới thiệu 51 2.3.2 Sự hạn chế RED 52 2.3.3 Blue 54 2.3.3.1 Thuật toán Blue 55 2.3.3.3 Tìm hiểu Blue 56 2.3.3.4 Hiệu ECN timeouts 59 2.3.3.5 Sự đánh giá 61 2.3.4 Blue cân ngẫu nhiên (SFB) 63 2.3.4.1 Thuật toán SFB 63 2.3.4.2 Sự đánh giá 66 2.3.4.3 Sự hạn chế SFB 68 2.3.4.4 SFB với hàm hash động 71 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Trang vii 2.3.4.5 Độ nhạy RTT 74 2.4 Kết luận công việc tương lai 74 CHƢƠNG 3: ỨNG DỤNG GIẢI THUẬT DI TRUYỀN MỜ CHO BÀI TOÁN QUẢN LÝ HÀNG ĐỢI TÍCH CỰC (AQM) TRONG VIỄN THƠNG 3.1 Mở đầu 76 3.2 AQM sử dụng giải thuật di truyền 77 3.2.1 Sơ đồ tổng quát giả sử có cấu hình mạng hình 3.1 77 3.2.2 Thiết kế thuật toán di truyền mờ 78 3.2.2.1 Bộ điều khiển mờ 78 3.2.2.2 Giải thuật di truyền mờ cho tìm kiếm tối ưu dạng hàm thuộc 80 3.2.3.1 Mã hoá 81 3.2.2.4 Lai tạo 84 3.2.2.5 Đột biến 84 3.2.2.6 Hàm thích nghi 84 3.2.3 Mô hình hệ thống 85 3.3 Quá trình thực nghiệm 85 3.3.1 Xác định đối tượng 85 3.3.2 Kết thực nghiệm thể qua mô 87 3.3.3 Đánh giá tỷ lệ gói dùng RED, BLUE, Fuzz-GA-AQM 91 KẾT LUẬN 95 PHẦN PHỤ LỤC 97 Tài liệu tham khảo 98 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Trang viii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Kết tính toán cho nhiễm sắc thể 15 Bảng 1.2 Quần thể .16 Bảng 1.3 So sánh đặc điểm logic mờ giải thuật di truyền 19 Bảng 1.4 Phân loại việc kết hợp hệ thống di truyền mờ .20 Bảng 1.5 Các ứng dụng kỹ thuật FL-GA cho hệ thống điều khiển 21 Bảng 1.6 Ví dụ hệ thống FL-GA ứng dụng giải tốn phân tích liệu 21 Bảng 1.7 Những ứng dụng hệ thống kết hợp di truyền mờ 23 Bảng 2.1 Tỷ lệ gói SFB theo Mbs (1 luồng không đáp ứng) 66 Bảng 2.2 Tỷ lệ SFB (một luồng không đáp ứng, luồng dao động) 73 Bảng 3.1 Cơ sở luật – luật ngôn ngữ 80 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Trang 90 Hình 3.19 Tín hiệu điều khiên mờ (đỏ) tín hiệu sai số (xanh) (dùng GA) Hình 3.20 Hệ mờ sau chỉnh biến đầu vào (dùng GA) Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Trang 91 3.3.3 Đánh giá tỷ lệ gói dùng RED, BLUE, Fuzz-GA-AQM Để đánh giá hiệu suất của Fuzz-GA-AQM so với BLUE RED, thí nghiệm thực cách sử dụng NS-2 [72] cho mạng hình 3.1 Với mạng này, kết nối bật giây tắt giây từ nút nguồn (n1, n2, n3, n4, …, nn) đến nút đích (nd) Ngoài ra, tất nguồn cho phép hỗ trợ ECN bắt đầu ngẫu nhiên lần thứ hai mơ Thống kê gói đo sau 10 giây khoảng 100 giây mô Thống kê gói đo cho RED sử dụng mạng điều kiện giống hệt Đối với hàng đợi RED, minth maxth thiết lập tương ứng tới 30% 90% kích thước hàng đợi Cơ chế thơng báo tắc nghẽn RED thực tích cực cách thiết lập maxp Với thí nghiệm này, thiết lập lý tưởng maxp giảm thiểu trễ xếp hàng tỷ lệ gói tin cho RED [40] Các thí nghiệm với BLUE, delta thiết lập 0.01 freeze-times thiết lập 10ms Một lần nữa, mô cách sử dụng khoảng giá trị delta freeze-times thực cho thấy kết tương tự với khác biệt làm để pm nhanh chóng hội tụ giá trị Hình 3.21 cho thấy tỷ lệ gói quan sát kích thước hàng đợi khác ba phương pháp Fuzz-GA-AQM, BLUE RED với 1.000 4.000 kết nối Trong thí nghiệm này, hàng đợi kết nối cổ chai A B có kích thước từ 100KB đến 1000KB Điều tương ứng với trễ hàng đợi từ 17.08ms 178ms hình vẽ Trong tất thí nghiệm, kết nối trì 99,9% khả dụng Theo Hình 3.21(a) cho thấy, với 1.000 kết nối, BLUE trì tỷ lệ khơng tất kích thước hàng đợi chí sản phẩm trễ băng thông mạng [93] Điều trái ngược với RED với tỷ lệ gói hai số lượng giảm khơng gian đệm Đối với Fuzz-GA-AQM trì tỷ lệ gói nhỏ gần BLUE tất nhiên tốt so với RED Một điểm thú vị đồ thị gói RED thể hình 3.21(a) cho thấy lượng gói đáng kể với trễ đệm khoảng 80ms Điều xảy điểm hoạt động đặc biệt RED chiều dài hàng đợi trung bình maxth tất thời điểm Tuy nhiên sử dụng GA cho thuật toán AQM (trong trường hợp dùng GA cho RED) cho thấy Fuzz-GA-AQM cải thiện chất lượng đáng kể so với RED Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Trang 92 (a) 1000 kết nối 18 Phần trăm gói 16 Red 14 Blue 12 Fuzz-GA-AQM 10 0 50 100 150 Kích thước đệm (b) 4000 kết nối Phần trăm gói 35 200 Red Blue Fuzz-GA-AQM 30 25 20 15 10 0 50 100 150 200 Kích thước đệm Hình 3.21 Tỷ lệ gói RED, BLUE Fuzz-GA-AQM Theo Hình 3.21(b) cho thấy, số lượng kết nối tăng lên 4.000, BLUE Fuzz-GA-AQM nhanh đáng kể so với RED Ngay bổ sung thêm không gian đệm, RED khơng thể với tỷ lệ gói BLUE 17.8ms Fuzz-GA-AQM 21.1ms đệm kết nối cổ chai Một điểm cần lưu ý xác suất đánh dấu BLUE tất thí nghiệm Vì vậy, gói tin đánh dấu, tải cung cấp gây lượng gói Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Trang 93 đáng kể Lý nguồn TCP không gọi truyền lại timeout nhận tín hiệu ECN với cửa sổ tắc nghẽn Hiệu suất quản lý hàng đợi hình 3.22 Như hình 3.22(a) cho thấy, ba hàng đợi RED, BLUE, Fuzz-GA-AQM cấu hình tối ưu để trì mức thơng lượng tương đối cao tất tải Tuy nhiên, RED định kỳ cho phép kết nối khả dụng, thông lượng thấp BLUE FuzzGA-AQM Thơng lượng Fuzz-GA-AQM cho thấy cải thiện đáng kể so với RED truyền thống Như hình 3.22(b) cho thấy, RED trì gói tin ngày cao với số lượng kết nối tăng Vì lưu lượng TCP tổng trở nên tích cực giống số lượng kết nối tăng lên, khó để RED trì tỷ lệ gói thấp Biến động độ dài hàng đợi xảy đột ngột làm cho thuật toán RED dao động thời điểm trì đánh dấu gói đến thời điểm đánh dấu tối thiểu kết nối khả dụng Fuzz-GA-AQM trì tỷ lệ gói thấp RED đáng kể nhiên cao Blue Ngược lại, BLUE trì tỷ lệ gói tương đối nhỏ tất tải Tại tải cao hơn, gói quan sát, BLUE trì xác suất đánh dấu khoảng gần 1, dẫn đến đánh dấu gói tin chuyển tiếp Hiệu suất quản lý hàng đợi 9.3 Thông lượng (Mb/s) 9.25 Red 9.2 Blue Fuzz-GA-AQM 9.15 9.1 9.05 50 100 Số lượng kết nối 150 (a) Thông lượng so với số lượng kết nối Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Trang 94 Hiệu suất quản lý hàng đợi 14 Red Phần trăm gói 12 Blue Fuzz-GA-AQM 10 0 50 100 Số lượng kết nối 150 (b) Phần trăm gói so với số lượng kết nối Hình 3.22 Hiệu suất quản lý hàng đợi Red, Blue Fuzz-GA-AQM Hệ quan trọng việc sử dụng BLUE Fuzz-GA-AQM điều khiển tắc nghẽn thực với lượng khơng gian đệm tối thiểu Điều làm giảm trễ kết cuối qua mạng, cải thiện hiệu thuật toán điều khiển tắc nghẽn Ngoài ra, nhớ đệm yêu cầu nhỏ cho phép thêm nhớ để cấp cho gói ưu tiên cao [28, 51], giải phóng nhớ cho chức router khác lưu trữ bảng định tuyến lớn Cuối cùng, BLUE Fuzz-GA-AQM cho phép thiết bị định tuyến kế thừa để thực tốt với tài nguyên nhớ hạn chế Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Trang 95 KẾT LUẬN Qua phần đề cập luận văn, thấy việc áp dụng giải thuật di truyền tối ưu hoạt động mơ hình kỹ thuật, đặc biệt với khả chọn lọc tự nhiên để thích nghi với mơi trường tự nhiên, chúng giúp giải nhiều toán phức tạp thực tế Bên cạnh đó, việc áp dụng lý thuyết logic mờ làm cho hệ thống hoạt động cách linh hoạt hơn, hiệu trình xử lý Sự kết hợp lý thuyết giải thuật di truyền logic mờ tạo cho ta lý thuyết giải thuật di truyền mờ, phần giải thuật tiến hố phụ vụ “cơng nghệ tương lai” Với đề tài giao “Ứng dụng giải thuật di truyền mờ cho toán quản lý hàng đợi tích cực” Qua thời gian nghiên cứu, tìm hiểu tài liệu, bổ sung kiến thức đặc biệt giúp đỡ bảo nhiệt tình chu đáo thầy giáo TS Lê Bá Dũng tác giả hoàn thành luận văn với kết sau:  Tìm hiểu nắm sở lý luận tính tốn mềm, có nhánh giải thuật di truyền mờ  Nghiên cứu lý thuyết giải thuật di truyền bao gồm: Khái niệm giải thuật di truyền, phương pháp giải thuật di truyền, cấu trúc mơ hình chúng, thuật tốn giải thuật di truyền, phân tích khả hoạt động chúng ứng dụng giải thuật di truyền toàn kỹ thuật cụ thể toán quản lý hàng đợi tích cực viễn thơng  Tìm hiểu kết hợp lý thuyết giải thuật di truyền logic mờ tạo giải thuật di truyền mờ, phương pháp giải thuật di truyền mờ ứng dụng rộng lớn thực tế đặc biệt lĩnh vực đo lường, điều khiển tối ưu hệ thống  Nghiên cứu lý thuyết tảng gồm: logic mờ, sở lý thuyết điều khiển tự động, phương pháp tính cho kỹ sư kỹ thuật, xử lý tín hiệu số, công cụ mô mạng NS2, công cụ tính tốn Mathlab,… nhằm áp dụng cho việc xây dựng giải thuật di truyền mờ, ứng dụng cho tốn quản lý hàng đợi tích cực mạng viễn thơng Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Trang 96 Trong luận văn, dừng lại việc sử dụng mô Fuzz-GA cho AQM (RED) nói chung, nhiên cịn thiếu chế đánh giá so với phương pháp AQM thực tế GREEN, PURPLE… Fuzz-GA-AQM chứng tỏ đạt hiệu cao so với AQM (RED) thơng thường, điều hứa hẹn cải thiện hiệu suất hoạt động tối ưu giải thuật di truyền cho số chế AQM RED, BLUE, GREEN, PURPLE… Đặc biệt với việc sử dụng mơ hình kết hợp hệ mờ giải thuật di truyền lợi dụng sở tri thức chuyên gia có sẵn áp dụng cho hệ thống, đồng thời chỉnh định biến mờ tối ưu theo hệ luật nhằm đạt kết tốt Vì vậy, đề tài thực nghiên cứu cấp độ cao (nghiên cứu sinh) đáp ứng xu hướng phát triển router hệ thống truyền thông viễn thông tương lai Cuối cùng, lần nữa, xin chân thành cảm ơn Thầy giáo PGS TS Lê Bá Dũng, ThS Nguyễn Phương Huy, tận tình hướng dẫn tơi thời gian thực đề tài, cảm ơn giúp đỡ gia đình, bạn bè đồng nghiệp thời gian qua Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Trang 97 Phụ lục Kết kiểm tra biến đổi z từ phương trình 3.4 % Kiểm tra phương trình 3.4 dựa Matlab >> gs=tf((5/9)*10^10,[1 202/3 10400/9 20000/27]) % Hàm g(s) cho đối tượng cần điều khiển Transfer function: 5.556e009 s^3 + 67.33 s^2 + 1156 s + 740.7 % Chuyển đổi g(s) thành ảnh g(z) >> gz=c2d(gs,1,'imp') % Với chu kỳ lấy mẫu T=1s Transfer function: 2.673e006 z^2 + 2.826e-007 z z^3 - 0.5134 z^2 + 3.431e-015 z - 5.72e-030 Sampling time: Các file sử dụng trình thực nghiệm Tồn file phục vụ việc mô thực nghiệm nằm đĩa CD kèm theo luận văn Luan van\Source code\bienmo.fis Luan van\Source code\binvreal.m Luan van\Source code\fitness.m Luan van\Source code\genbin.m Luan van\Source code\matesome.m Luan van\Source code\mutate.m Luan van\Source code\selectga.m Luan van\Source code\run.m Luan van\Source code\GA.m Luan van\Source code\fun00.m Luan van\Source code\plot00.m Luan van\simulator network\NS3 Luan van\simulator network\Netsim Luan van\simulator network\GNS3 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Trang 98 Tài liệu tham khảo Tiếng việt [1] Đặng hoài Bắc (2006), Cơ sở điều khiển tự động, Học viện Cơng nghệ bưu viễn thơng, Hà Nội [2] Nguyễn Hữu Cơng (6/2009), Giáo trình điều khiển nâng cao, ĐH Kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên [3] Lê Bá Dũng (2009) Giải thuật di truyền với trình tìm kiếm tối ưu cho mơ hình mờ, hội nghị khoa học kỹ thuật Đà Nẵng, Tạp chí khoa học công nghệ [4] Lê Bá Dũng (2005), Mạng nơ ron mờ thích nghi cho nhận dạng hệ điều khiển, Tuyển tập hội nghị Tự động hố Tồn quốc lần thứ 6, Hà nội năm 2005 [5] Đỗ Quang Dương, Hoàng Kiếm (2002), Kết hợp mạng nơ ron, logic mờ thuật toán di truyền giải toán tối ưu hố cơng thức quy trình, ĐH khoa học va tự nhiên, ĐH Quốc gia Hồ Chí Minh [6] Phạm Đạo, Lê Xuân Vinh (2005), “Nâng cao hiệu giao thức TCP”, Học viện cơng nghệ Bưu viễn thông [7] Nguyễn Thị Phương Hà (2007), Lý thuyết điều khiển đại, ĐH Quốc gia Hồ Chí Minh tr 98-120 [8] Nguyễn Phương Huy, Lê Bá Dũng (11/2009), Tối ưu mạng suy diễn nơ ron mờ thích nghi – ANFIS giải thuật di truyền –GA ứng dụng cho nhận dạng chữ viết, Đề tài nghiên cứu khoa học cấp Bộ 2008-2010, ĐH Kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên tr 3-10, 19 [9] Nguyễn Phương Huy (2009), Báo cáo tối ưu hệ mờ sử dụng giải thuật di truyền, ĐH Kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên [10] Nguyễn Phương Huy (2009), Giải thuật di truyền tìm kiếm tối ưu, Báo cáo khoa học, ĐH Kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên [11] Đỗ Thị Thanh Huyền (10/2005), Nghiên cứu kỹ thuật quản lý hàng đợi mạng IP, Đồ án tốt nghiệp đại học, Học viện công nghệ bưu viễn thơng [12] Cao Huy Phương, Hồng Đăng Hải (2005), “Điều khiển chống tắc nghẽn mạng NGN toàn IP” [13] Lê Hoàng Thái, Trương Mỹ Dung, Bùi Doãn Khanh (2004), Xây dựng, phát triển, ứng dụng số mơ hình kết hợp mạng nơ ron, logic mờ giải thuật di truyền, Luận án Tiến sỹ toán học, Đại học khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Hồ Chí Minh [14] Phạm Văn Tiến, Lê Bá Dũng (2004), Giải thuật di truyền mờ ứng dụng cho nhận dạng hệ thống động lực học, Luận văn thạc sỹ, ĐH Thái Nguyên, Khoa công nghệ thơng tin Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Trang 99 Tiếng anh [15] M Allman, S Floyd, and C Partridge (Sep 1998), Increasing TCP's Initial Window, RFC 2414 [16] P Almquist (Jul 1992), Type of Service in the Internet Protocol Suite, RFC 1349 [17] T Alvarez, S Cristea, AQM Control of TCP/IP Networks using Generalized Predictive Control [18] S Blake, D Black, M Carlson, E Davies, Z Wang, and W Weiss (Dec 1998), An Architecture for Differentiated Services, RFC 2475 [19] D Bauso, L Giarré, G Neglia, About the Stability of Active Queue Management Mechanisms [20] R Braden, D Clark, J Crowcroft, B Davie, S Deering, D Estrin, S Floyd, V Jacobson, G Minshall, C Partridge, L Peterson, K Ramakrishnan, S Shenker, J Wroclawski, and L Zhang (Apr 1998), Recommendations on Queue Management and Congestion Avoidance in the Internet, RFC 2309 [21] R Braden, D Clark, and S Shenker (Jun 1994), Integrated Services in the Internet Architecture: An Overview, RFC 1633 [22] R Braden, L Zhang, S Berson, S Herzog, and S Jamin (September 1997), Resource ReSerVation Protocol (RSVP) - Version Functional Specification, RFC 2205 [23] L S Brakmo, S W O'Malley, and L L Peterson (October 1994), “TCP Vegas: New Techniques for Congestion Detection and Avoidance”, In Proceedings of ACM SIGCOMM, pages 24-35 [24] D Chiu and R Jain (Jun 1989), “Analysis of the Increase/Decrease Algorithms for Congestion Avoidance in Computer Networks”, Journal of Computer Networks and ISDN, 17(1) [25] K Cho (Jun 1998), A Framework for Alternate Queueing: Towards Traffic Management by PC-UNIX Based Routers, USENIX1998 Annual Technical Conference [26] C Chrysostomou, A Pitsillides, G Hadjipollas, M Polycarpou, A Sekercioglu, Fuzzy Logic Control for Active Queue Management in TCP/IP Networks [27] J Chung, M Claypool, Analysis of Active Queue Management,Worcester, MA 01609, USA [28] I Cidon, R Guerin, and A Khamisy (Jun 1994), Protective Buffer Management Policies IEEE/ACM Transactions on Networking, 2(3) [29] D Clark (March 1995), “A Model for Cost Allocation and Pricing in the Internet”, MIT Workshop on Internet Economics Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Trang 100 [30] D Clark, S Shenker, and L Zhang (Aug 1992), Supporting Real-Time Applications in an Integrated Services Packet Network: Architecture and Mechanism In Proc ofACMSIGCOMM, pages 14-26 [31] S Deering and R Hinden (Dec 1998), Internet Protocol, Version (IPv6) Specification, RFC 2460 [32] A Demers, S Keshav, and S Shenker (1989), Analysis and Simulation of Fair Queuing Algorithm, In Proceedings of SIGCOMM [33] S Doran (June 1998), RED Experience and Differentiated Queueing, In NANOG Meeting [34] K Fall and S Floyd (Feb 1997), Router Mechanisms to Support End-to-End Congestion Control, ftp://ftp.ee.lbl.gov/papers/collapse.ps [35] G D Fatta, F Hoffmann, G L Re, A Urso, A Genetic Algorithm for the Design of a Fuzzy Controller for Active Queue Management, Member, IEEE [36] W Feng, D Kandlur, D Saha, and K Shin (Nov 1996), TCP Enhancements for an Integrated Services Internet, IBM Research Report RC 20618 and UM CSE-TR-312-96 [37] W Feng, D Kandlur, D Saha, and K Shin (Oct 1997), Techniques for Eliminating Packet Loss in Congested TCP/IP Networks, In UM CSE-TR349-97 [38] W Feng, D Kandlur, D Saha, and K Shin (May 1997), Understanding TCP Dynamics in an Integrated Services Internet, In Proc ofNOSSDAV '97 [39] W Feng, D Kandlur, D Saha, and K Shin (Oct 1998), Adaptive Packet Marking for Providing Differentiated Services in the Internet In Proc oflCNP '98 [40] W Feng, D Kandlur, D Saha, and K Shin (Mar 1999), A Self-Configuring RED Gateway In Proc IEEE INFOCOM [41] W Feng (1999), IMPROVING INTERNET CONGESTION CONTROL AND QUEUE MANAGEMENT ALGORITHMS, Dissertation for Active Queue Managerment, Computer Science and Engineering, The University of Michigan [42] S Floyd (Oct 1991), “Connections with Multiple Congested Gateways in Packet-Switched Networks”, Part 1: One-way Traffic Computer Communication Review, 21(5) [43] S Floyd (Oct 1994), “TCP and Explicit Congestion Notification” Computer Communication Review, 24(5):10-23 [44] S Floyd and T Henderson (Feb 1999), The NewReno Modification to TCP's Fast Recovery Algorithm Internet Draft draft-ietf-tcpimpl-newreno-02.txt [45] S Floyd and V Jacobson (Sep 1992), “On Traffic Phase Effects in PacketSwitched Gateways”, Internetworking: Research and Experience, 3(3): 115156 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Trang 101 [46] S Floyd and V Jacobson (Aug 1993), “Random Early Detection Gateways for Congestion Avoidance”, ACM/IEEE Transactions on Networking, 1(4):397413 [47] S Floyd and V Jacobson (Aug 1995), “Link-sharing and Resource Management Models for Packet Networks”, IEEE/ACM Transactions on Networking, 3(4) [48] M.Galily, F H Roudsari and A Riazi (2005), “Applying Fuzzy Sliding Mode Control Based on Genetic Algorithms to Congestion Avoidance in Computer Network”, International Journal of Information TechnologyVol.11 No.10 2005 [49] S Golestani (Jun 1994), “A Self-Clocked Fair Queuing Scheme for Broadband Applications” In Proceedings of INFOCOM [50] P Goyal, H Vin, and H Cheng (Aug 1996), “Start-time Fair Queuing: A Scheduling Algorithm for Integrated Services Packet Switching Networks”, In Proceedings of ACM SIGCOMM, pages 157-168 [51] R Guerin, S Kamat, V Peris, and R Rajan (Sep 1998), “Scalable QoS Provision Through Buffer Management”, In Proceedings of ACM SIGCOMM [52] J Heinanen, F Baker, W Weiss, and J Wroclawski (Jan 1999), Assured Forwarding PHB Group Internet Draft draft-ietf-diffserv-af-04.txt [53] J C Hoe (Aug 1996), “Improving the Start-up Behavior of a Congestion Control Scheme for TCP”, In Proceedings ofACMSIGCOMM, pages 270-280 [54] Y Hong, W Yang, C Huang (2008), Self-Tuning PI TCP Flow Controller for AQM Routers With Interval Gain and Phase Margin Assignment, IEEE Xplore [55] IEEE 802.11 Working Group (Jun 1997) IEEE 802.11 Standard [56] C.V Hollot, V Misra, D Towsley, W Gong (2001), “A Control Theoretic Analysis of RED”, TO APPEAR IN IEEE INFOCOM 2001 [57] V Jacobson (Aug 1988), “Congestion Avoidance and Control” In Proceedings of ACMSIGCOMM, pages 314-329 [58] V Jacobson (Apr 1990), Modified TCP Congestion Avoidance Algorithm, end2end-interest mailing list (ftp://ftp.ee.lbl.gov/email/vanj.90apr30.txt) [59] V Jacobson, R Braden, and D Borman (May 1992), TCP Extensions for High Performance RFC 1323 [60] V Jacobson, K Nichols, and K Poduri (Nov 1998), An Expedited Forwarding PHB, Internet Draft draft-ietf-diffserv-phb-ef-01.txt [61] R Jain, D Chiu, and W Hawe (Sep 1984), “A Quantitative Measure of Fairness and Discrimination for Resource Allocation in Shared Computer Systems”, DEC Research Report TR-301 [62] S Jamin, P Danzig, S Shenker, and L Zhang (Aug 1995), “A Measurementbased Admission Control Algorithm for Integrated Services Packet Networks”, In Proc of ACMSIGCOMM, pages 213 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Trang 102 [63] M Jalili-Kharaajoo, F Habibipour Roudsari, A Dehestani, H Hashemi Fesharaki, Adaptive Fuzzy Active Queue Management, Islamic Azad University [64] T V Lakshman and U Madhow (1994), “The Performance of TCP/IP for Networks with High Bandwidth-Delay Products and Random Loss”, IFIP Transactions C-26, High Performance Networking, pages 135-150 [65] K.M Lee, J H Yang, B S Suh (2008), Congestion Control of Active Queue Management Routers Based on LQ-Servo Control [66] T Lehto, M Laurikkala, T Ekola, H Koivisto, Behavior and performance of Fuzzy-RED AQM algorithm in best-effort networks [67] D Lin and R Morris (Sep 1997), “Dynamics of Random Early Detection”, In Proc of ACM SIGCOMM [68] M Mathis and J Semke and J Mahdavi and T Ott (Jul 1997), “The Macroscopic Behavior of the TCP Congestion Avoidance Algorithm”, Computer Communication Review, 27(1) [69] J MacKie-Mason and H Varian (May 1995), “Pricing the Internet”, In Public Access to the Internet, pages 269-314 [70] M Mathis and J Mahdavi (Aug 1996), “Forward Acknowledgement: Refining TCP Congestion Control”, In Proceedings of ACM SIGCOMM, pages 281-291 [71] M Mathis, J Mahdavi, S Floyd, and A Romanow (Oct 1996), TCP Selective Acknowledgment Options RFC 2018 [72] S McCanne and S Floyd (1996), “http://www-nrg.ee.lbl.gov/ns/”, ns-LBNL Network Simulator [73] P McKenney (Mar 1990), “Stochastic Fairness Queueing”, In Proc IEEE INFOCOM [74] R Morris (Oct 1997), “TCP Behavior with Many Flows”, In Proc IEEE International Conference on Network Protocols [75] Netperf The Public Netperf Homepage (1998): “http://www.netperf.org/” The Public NetperfHome-page [76] K Nichols, S Blake, F Baker, and D Black (Dec 1998), Definition of the Differentiated Services Field (DS Field) inthe IPv4 and IPv6 Headers RFC 2474 [77] T Ott, J Kemperman, and M Mathis (Aug 1996), “The Stationary Behavior of Ideal TCP Congestion Avoidance”, ftp://ftp.bellcore.com/pub/tjo/TCPwindow.ps [78] S Özeskes (2005), Evaluation of Active Queue Management Algorythms [79] J Padhye, V Firoiu, D Towsley, and J Kurose (Sep 1998), “Modeling TCP Throughput: A Simple Model and its Empirical Validation”, In Proceedings ofACMSIGCOMM Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Trang 103 [80] V Paxson (Sep 1997), “End-to-End Internet Packet Dynamics” In Proc Of ACMSIGCOMM [81] J Postel (Sep 1981) Internet Protocol RFC 791 [82] K Ramakrishnan and S Floyd (Jan 1999), A Proposal to Add Explicit Congestion Notification (ECN) to IP RFC 2481 [83] E Rathgeb (1991), “Modeling and Performance Comparison of Policing Mechanisms for ATM Networks”, IEEE Journal on Selected Areas of Communication, 9(3) [84] F Ren, C Lin (2003), Speed up reponsiveness Active Queue Management Systems, Special Issue on Internet Technology III, Vol.E86B, No [85] J Rexford, A Greenberg, and F Bonomi (Mar 1996), “Hardware-Efficient Fair Queueing Architecture for High-Speed Networks”, In Proceedings of INFOCOM [86] J Reynolds and J Postel (Jul 1992), Assigned Numbers, RFC 1340 [87] S Shenker, C Partridge, and R Guerin (Sep 1997), Specification of Guaranteed Quality of Service RFC 2212 [88] M Shreedhar and G Varghese (Jun 1996), “Efficient Fair Queuing using Deficit Round Robin”, IEEE/ACM Transactions on Networking, 4(3) [89] W Stevens (Jan 1997), TCP Slow Start, Congestion Avoidance, Fast Retransmit, and Fast Recovery Algorithms RFC 2001 [90] I Stoica, S Shenker, and H Zhang (Sep 1998), “Core-Stateless Fair Queueing: A Scalable Architecture to Approximate Fair Bandwidth Allocations in High Speed Networks”, In Proceedings ofACM SIGCOMM [91] B Suter, T V Lakshman, D Stiliadis, and A Choudhury (Mar 1998), “Design Considerations for Supporting TCP with Per-flow Queueing”, Proc IEEE INFOCOM [92] V K Garg and K Smolik and J E Wilkes (Oct 1996), Applications Of CDMA In Wireless/Personal Communications, Prentice Hall Professional Technical Reference [93] C Villamizar and C Song (Oct 1994), “High Performance TCP in ANSNET”, Computer Communication Review, 24(5):45-60 [94] Z Wang and J Crowcroft (Jan 1991), “A New Congestion Control Scheme: Slow Start and Search (Tri-S)”, Computer Communication Review, 21(1):3243 [95] Z Wang and J Crowcroft (Apr 1992), “Eliminating Periodic Packet Losses in 4.3-Tahoe BSD TCP Congestion Control Algorithm”, Computer Communication Review, 22(2):9-16 [96] The Mathworks, Genetic algorythm and Direct search toolbox 2, Fuzzy logic toolbox, www.mathworks.com Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Trang 104 [97] J Wroclawski (Sep 1997), Specification of Controlled-Load Network Element Service RFC 2211 [98] M H Yaghmaee, H AminToosi (2003), A Fuzzy Based Active Queue Management Algorithm, ISBN: 1-56555-269-5 [99] W Y Yang, W Cao, T S.Chung, J Morris (2005), Applied numerical methods using MATLAB [100] H Zang, (2004), A Dicrete time Model of TCP with AQM, Dong Hua University, China [101] S T Zargar and M H Yaghmaee (2006), Fuzzy Green: A Modified TCP Equation-Based Active Queue Management Using Fuzzy Logic Approach, International Journal of Computer Science and Network Security, VOL.6 No.5A [102] L Zhang, S Deering, D Estrin, S Shenker, and D Zappala (Sep 1993), RSVP: A New Resource ReSerVation Protocol, IEEE Network, pages 8-18 [103] L Zhang, S Shenker, and D Clark (Aug 1991), “Observations on the Dynamics of a Congestion Control Algorithm: The Effects of Two-Way Traffic”, In Proceedings of ACM SIGCOMM, pages 133148 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ... 74 CHƢƠNG 3: ỨNG DỤNG GIẢI THUẬT DI TRUYỀN MỜ CHO BÀI TỐN QUẢN LÝ HÀNG ĐỢI TÍCH CỰC (AQM) TRONG VIỄN THÔNG 3.1 Mở đầu 76 3.2 AQM sử dụng giải thuật di truyền 77 3.2.1... Các kiến thức tổng quan Chƣơng 2: Bài tốn quản lý hàng đợi tích cực viễn thông Chƣơng 3: Ứng dụng giải thuật di truyền mờ cho tốn quản lý hàng đợi tích cực viễn thông Cuối kết luận hướng phát triển... NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP  LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT ỨNG DỤNG GIẢI THUẬT DI TRUYỀN MỜ CHO BÀI TOÁN QUẢN LÝ HÀNG ĐỢI TÍCH CỰC (AQM) TRONG VIỄN THƠNG Ngành: Kỹ thuật điện tử Mã số: