Giải thuật meta heuristic để giải quyết bài toán thiết kế mạng chịu lỗi

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - ĐÀO THANH TÙNG GIẢI THUẬT META-HEURISTIC ĐỂ GIẢI QUYẾT BÀI TOÁN THIẾT KẾ MẠNG CHỊU LỖI Chuyên ngành : Công nghệ thông tin LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ THÔNG TIN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : TS Huỳnh Thị Thanh Bình Hà Nội – Năm 2013 Đề tài: Giải thuật Meta-heuristic để giải toán thiết kế mạng chịu lỗi MỤC LỤC MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .6 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ .9 MỞ ĐẦU 11 CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 14 1.1 Một số khái niệm mạng .14 1.1.1 Mạng cáp quang 14 1.1.2 Cơng nghệ ghép kênh theo bước sóng(WDM) 14 1.1.3 Mơ hình mạng IP-over-WDM .15 1.1.3.4 1.2 Mạng chịu lỗi .17 Các khái niệm đồ thị 17 1.2.1 Định nghĩa đ thị .17 1.2.2 Đồ thị 18 1.2.3 Đường đồ thị .19 1.3 Lý thuyết độ phức tạp thuật toán 19 1.3.1 Một số khái niệm .19 1.3.2 Các ký hiệu tiệm cận .20 1.3.3 Độ phức tạp tính tốn tốn 21 1.4 Lớp tốn NP-khó .22 Học viên thực hiện: Đào Thanh Tùng – CB110260 - Lớp: 11BCNTT.KT Đề tài: Giải thuật Meta-heuristic để giải toán thiết kế mạng chịu lỗi 1.4.1 Một số khái niệm 22 1.4.2 Lớp toán P, NP, co-NP 23 1.4.3 Khái niệm quy dẫn 24 1.4.4 Lớp toán đầy đủ NP-khó .24 CHƯƠNG 2: BÀI TOÁN THIẾT KẾ MẠNG QUANG CHỊU LỖI ĐA TẦNG 25 2.1 Phát biểu toán 25 2.2 Các ứng dụng toán 27 2.3 Các nghiên cứu liên quan 29 CHƯƠNG 3: GIẢI THUẬT DI TRUYỀN VÀ DI TRUYỀN SONG SONG 31 3.1 Giới thiệu giải thuật di truyền 31 3.2 Các khái niệm giải thuật di truyền 33 3.2.1 Gen 33 3.2.2 Cá thể, nhiễm sắc thể 33 3.2.3 Quần thể 33 3.2.4 Tiến hóa 34 3.2.5 Hàm mục tiêu 34 3.2.6 Đột biến lai ghép 34 3.2.7 Chọn lọc tự nhiên 34 3.3 Mơ hình giải thuật di truyền 35 3.4 Các thành phần giải thuật di truyền 36 3.5 Giải thuật di truyền song song 37 CHƯƠNG 4: GIẢI THUẬT DI TRUYỀN SONG SONG GIẢI BÀI TOÁN THIẾT KẾ MẠNG QUANG CHỊU LỖI ĐA TẦNG 40 Học viên thực hiện: Đào Thanh Tùng – CB110260 - Lớp: 11BCNTT.KT Đề tài: Giải thuật Meta-heuristic để giải toán thiết kế mạng chịu lỗi 4.1 Mã hóa cá thể 40 4.2 Hàm thích nghi .41 4.3 Khởi tạo 42 4.3.1 Khởi tạo Gen 42 4.3.2 Khởi tạo nhiễm sắc thể 44 4.3.3 Khởi tạo cá thể 45 4.3.4 Khởi tạo quần thể ban đầu 46 4.4 Lai ghép 46 4.4.1 Lựa chọn cá thể lai ghép .46 4.4.2 Lai ghép trao đổi nhiễm sắc thể 46 4.4.3 Lai ghép trao đổi gen 47 4.5 Đột biến 49 4.5.1 Đột biến biến đổi gen 50 4.5.2 Đột biến thay nhiễm sắc thể 51 4.5.3 Đột biến tái tạo cá thể - loại 51 4.5.4 Đột biến tái tạo cá thể - loại 52 4.6 Đấu tranh sinh tồn 53 4.7 Song song hóa thuật tốn 53 CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ .56 5.1 Dữ liệu thử nghiệm 56 5.1.1 Phương pháp xây dựng liệu 57 5.1.2 Các liệu thử nghiệm .58 5.2 Môi trường thử nghiệm 59 Học viên thực hiện: Đào Thanh Tùng – CB110260 - Lớp: 11BCNTT.KT Đề tài: Giải thuật Meta-heuristic để giải toán thiết kế mạng chịu lỗi 5.3 Tham số thực nghiệm 60 5.4 Kết thử nghiệm so sánh 61 5.4.1 Bảng thống kê kết 61 CHƯƠNG 6: BÀN LUẬN 71 6.1 Các kết đạt .71 6.2 Hạn chế 71 6.3 Hướng phát triển đề tài 71 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 73 PHỤ LỤC 74 Học viên thực hiện: Đào Thanh Tùng – CB110260 - Lớp: 11BCNTT.KT Đề tài: Giải thuật Meta-heuristic để giải toán thiết kế mạng chịu lỗi LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Những nội dung luận văn cơng trình nghiên cứu tơi hướng dẫn trực tiếp TS Huỳnh Thị Thanh Bình Mọi tham khảo dùng luận văn trích dẫn rõ ràng tên tác giả, tên cơng trình, thời gian, địa điểm cơng bố Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Mọi chép khơng hợp lệ, vi phạm quy chế đào tạo, hay gian trá, tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm Tác giả luận văn (Ký ghi rõ họ tên) Học viên thực hiện: Đào Thanh Tùng – CB110260 - Lớp: 11BCNTT.KT Đề tài: Giải thuật Meta-heuristic để giải toán thiết kế mạng chịu lỗi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Viết đầy đủ Ý nghĩa NST Nhiễm sắc thể Nhiễm sắc thể GA Genetic algorithms Giải thuật di truyền OXC Optical cross connect Thiết bị chuyển đổi quang WDM Wavelength Division Ghép kênh theo bước sóng Multiplexing MSOND Multilayer survivable optical Mạng quang chịu lỗi đa tầng network GAMSOND Genetic algorithms multilayer Giải thuật di truyền giải toán survivable optical network thiết kế mạng quang chịu lỗi đa tầng PGAMSOND Parallel multilayer Genetic algorithms Giải thuật di truyền song song survivable optical giải toán thiết kế mạng quang network chịu lỗi đa tầng TSP Travel Sale man Problem Bài toán người du lịch IP Internet Protocol Giao thức liên mạng MPLS Multiprotocol Label Switching Học viên thực hiện: Đào Thanh Tùng – CB110260 - Lớp: 11BCNTT.KT Đề tài: Giải thuật Meta-heuristic để giải toán thiết kế mạng chịu lỗi DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1: Bộ liệu ngẫu nhiên 58 Bảng 2: Bộ liệu thực tế 59 Bảng 3: Cấu hình hệ thống thử nghiệm 60 Bảng 4: Bộ tham số GAMSOND thử nghiệm 60 Bảng 5: Kết thực nghiệm giải thuật Branch and Price [1] giải thuật GAMSOND qua 20 lần chạy liệu ngẫu nhiên 62 Bảng 6: Kết thực nghiệm giải thuật Branch and Price [1] giải thuật GAMSOND qua 20 lần chạy liệu thực tế 64 Học viên thực hiện: Đào Thanh Tùng – CB110260 - Lớp: 11BCNTT.KT Đề tài: Giải thuật Meta-heuristic để giải toán thiết kế mạng chịu lỗi DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1: Mơ hình mạng IP/WDM 16 Hình 2: Đơn đồ thị G 17 Hình 3: Đồ thị đầy đủ G 18 Hình 4: Đồ thị H 18 Hình 5: Các lớp toán P, NP co-NP 24 Hình 6: Đồ thị G1, G2, lightpath L1, L2, đường truyền đường truyền dự phịng 27 Hình 7: Mơ hình mạng nhà cung cấp dịch vụ 28 Hình 8: Mơ hình giải thuật di truyền 35 Hình 9: Mã hóa nhiễm sắc thể ti 40 Hình 10: Mã hóa lời giải 41 Hình 11: Tìm đường qua tập đỉnh cho trước theo thứ tự cho trước 42 Hình 12: Đường qua tập đỉnh theo thứ tự cho trước 43 Hình 13: Nhiễm sắc thể gồm đường truyền đường truyền dự phòng 44 Hình 14: Phép lai ghép trao đổi nhiễm sắc thể 47 Hình 15: Phép lai ghép trao đổi gen 49 Hình 16: Phép đột biến thay nhiễm sắc thể 51 Hình 17: Đột biến tái tạo cá thể - loại 52 Hình 18: Đột biến tái tạo cá thể - loại 52 Hình 19: Sơ đồ giải thuật di truyền song song 55 Hình 20: Định dạng liệu đầu vào 56 Hình 21: Đ thị so sánh chi phí xây dựng mạng trung bình tốt giải thuật Branch and Price [1], GAMSOND thường, GAMSOND song song qua 20 lần chạy liệu ngẫu nhiên 66 Học viên thực hiện: Đào Thanh Tùng – CB110260 - Lớp: 11BCNTT.KT Đề tài: Giải thuật Meta-heuristic để giải tốn thiết kế mạng chịu lỗi Hình 22: Đ thị so sánh chi phí xây dựng mạng trung bình tốt giải thuật Branch and Price [1], GAMSOND thường, GAMSOND song song qua 20 lần chạy liệu thực tế 67 Hình 23: Đồ thị so sánh thời gian giải thuật GAMSOND thường, GAMSOND song song chạy máy máy qua 20 lần chạy liệu ngẫu nhiên 68 Hình 24: Đồ thị so sánh thời gian giải thuật GAMSOND thường, GAMSOND song song chạy máy máy qua 20 lần chạy liệu thực tế 69 Hình 25: Giao diện chương trình 74 Hình 26: Cấu hình thơng số di truyền 75 Hình 27: Thiết kế database Server 76 Học viên thực hiện: Đào Thanh Tùng – CB110260 - Lớp: 11BCNTT.KT 10 Đề tài: Giải thuật Meta-heuristic để giải toán thiết kế mạng chịu lỗi 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 12 12 12 12 12 20 20 20 20 40 40 40 40 60 60 60 60 80 80 80 80 100 100 100 100 10 10 10 10 10 18 18 18 18 35 35 35 35 55 55 55 55 75 75 75 75 95 95 95 95 10 12 14 15 40 80 150 40 80 150 40 80 150 40 80 150 40 80 150 638.087 695.374 753.476 791.704 794.405 308.892 2940.4 3840.442 4752.645 797.357 7143.377 11879.296 17712.327 1079.554 9696.495 17026.222 28439.118 1188.008 35283.932 105119.41 246503.92 1369.321 52155.313 157281.69 222518.22 152 175 218 292 325 32 1257 2926 7293 308 4278 9391 13306 609 9379 23003 41191 1297 125836 218113 307564 1773 9685 302543 410532 606.788 646.224 716.361 745.307 745.183 302.277 2925.073 3697.477 4568.05 790.975 6926.569 11588.495 17311.462 1051.291 9549.607 16842.176 27864.841 1159.052 33245.867 102532.36 245912.36 1369.321 45235.354 150149.33 204598.32 218 222 190 218 314 34 1163 2890 7543 317 4398 9213 11409 597 9412 24137 40125 1168 40341 220126 297213 1699 8967 313426 408731 536.85 555.892 598.786 643.581 650.417 (*) (*) (*) (*) (*) (*) (*) (*) (*) (*) (*) (*) (*) (*) (*) (*) (*) (*) (*) (*) 147.1 59.37 77.1 343.16 395.23 Bảng 5: Kết thực nghiệm giải thuật Branch and Price [1] giải thu ật GAMSOND song song qua 20 lần chạy liệu ngẫu nhiên Dưới kết thử nghiệm giải thuật Branch and Price [1] giải thuật GAMSOND song song qua 20 lần chạy liệu thực tế Germany: STT Instances V2 6 V1 k 4 4 GAMSOND song song Average Best Cost Time Cost Time 15.709 15.709 15.709 15.709 15.709 11 15.709 11 Branch and Price [1] Cost 15.709 15.709 15.709 Time 0.540 0.550 0.550 Học viên thực hiện: Đào Thanh Tùng – CB110260 - Lớp: 11BCNTT.KT 62 Đề tài: Giải thuật Meta-heuristic để giải toán thiết kế mạng chịu lỗi 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 8 8 8 8 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 12 12 12 12 12 12 12 12 12 20 20 20 20 40 40 40 40 6 6 6 6 8 8 8 8 8 8 10 10 10 10 10 10 10 10 10 18 18 18 18 35 35 35 35 6 10 12 14 15 10 12 14 15 16 18 20 25 10 12 14 15 40 80 150 40 80 150 15.709 17.655 17.659 17.677 17.677 23.507 31.700 32.341 35.017 35.149 20.698 28.809 35.548 33.605 36.666 36.720 39.758 41.080 42.318 39.653 43.265 44.823 43.035 24.132 29.482 29.807 30.552 36.236 38.923 38.810 42.178 40.321 14.274 80.785 122.216 4702.8 12.918 103.321 172.484 372.444 13 17 20 27 43 54 65 67 72 12 29 40 39 71 101 135 161 183 219 269 259 381 19 31 45 58 107 156 208 236 270 40 2913 6123 33788 72 13932 21026 45740 15.709 17.655 17.659 17.659 17.659 23.507 31.108 32.105 33.779 33.779 20.698 28.809 35.220 33.275 35.409 35.834 38.096 38.271 39.745 35.878 40.602 42.576 39.120 23.283 29.482 29.807 29.807 35.654 36.889 36.899 39.712 39.245 14.274 75.931 113.720 4668.910 12.918 98.374 163.235 364.165 13 14 17 22 32 44 60 69 88 10 21 35 34 135 66 197 113 259 201 324 406 507 13 24 34 87 74 198 247 341 234 38 2715 8573 43810 67454 12156 20028 44968 15.709 17.655 17.659 17.659 17.659 23.507 31.108 32.059 (*) 32.925 20.698 28.809 34.866 31.255 34.950 35.498 37.316 38.271 37.786 35.878 38.038 40.431 37.234 23.283 28.361 28.542 28.731 32.480 31.716 (*) (*) (*) (*) (*) (*) (*) (*) (*) (*) (*) 0.550 0.630 0.730 0.690 0.670 2.210 3.190 3.610 4.720 0.650 1.550 43.290 24.420 6.390 11.740 22.830 87.230 45.360 2.800 16.700 62.720 9.480 1.020 2.550 4.160 6.670 26.090 268.320 Học viên thực hiện: Đào Thanh Tùng – CB110260 - Lớp: 11BCNTT.KT 63 Đề tài: Giải thuật Meta-heuristic để giải toán thiết kế mạng chịu lỗi 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 60 60 60 60 80 80 80 80 100 100 100 100 55 55 55 55 75 75 75 75 95 95 95 95 40 80 150 40 80 150 40 80 150 12.077 118.921 217.163 300.341 12.077 118.921 206.551 344.378 11.183 116.157 215.840 419.569 238 30562 35122 39519 238 30562 51982 85609 844 36598 70344 102347 11.948 115.712 215.346 287.943 11.948 115.712 202.051 337.179 11.033 115.281 202.146 408.986 256 28167 34168 37623 245 43986 55136 83465 764 37241 69002 98735 (*) (*) (*) (*) (*) (*) (*) (*) (*) (*) (*) (*) Bảng 6: Kết thực nghiệm giải thuật Branch and Price [1] giải thuật GAMSOND song song qua 20 lần chạy liệu thực tế Học viên thực hiện: Đào Thanh Tùng – CB110260 - Lớp: 11BCNTT.KT 64 Đề tài: Giải thuật Meta-heuristic để giải toán thiết kế mạng chịu lỗi Trong đó: STT Ký hiệu Ý nghĩa STT Số thứ tự liệu kiểm thử V2 Số đỉnh đồ thị vật lý V1 Số đỉnh đồ thị logic K Số yêu cầu GAMSOND Tên giải thuật đề xuất Average Kết trung bình Best Kết tốt Cost Kết Time Thời gian chạy giải thuật 10 Branch and Price [1] Giải thuật Branch and Price [1] 11 (*) Không giải 5.4.2 Đồ thị so sánh kết Để đánh giá hiệu thuật toán đề xuất, kết thu so sánh với kết tốt thuật tốn có Trong lu ận văn này, tác giả cài đặt thuật toán GAMSON thường, GAMSON song song, tiến hành chạy chương trình máy máy, so sánh kết thuật tốn với kết xác thuật tốn Branch and Price [1] mặt chi phí thời gian Dưới đồ thị so sánh chi phí xây dựng mạng giải thuật Branch and Price [1] giải thuật GAMSOND thông thường, giải thuật GAMSOND song song qua 20 lần chạy liệu ngẫu nhiên mà giải thuật Branch and Price [1] đưa lời giải Trục hồnh biểu diễn số liệu, trục tung biểu diễn chi phí xây dựng mạng Học viên thực hiện: Đào Thanh Tùng – CB110260 - Lớp: 11BCNTT.KT 65 Đề tài: Giải thuật Meta-heuristic để giải toán thiết kế mạng chịu lỗi Compare Cost 900.000 800.000 Cost of network 700.000 600.000 500.000 400.000 300.000 200.000 100.000 0.000 Index of Instance Gamsond Average PGamsond Average Branch and Price Gamsond Best PGamsond Best Hình 21: Đồ thị so sánh chi phí xây dựng mạng trung bình tốt giải thuật Branch and Price [1], GAMSOND thường, GAMSOND song song qua 20 lần chạy liệu ngẫu nhiên Học viên thực hiện: Đào Thanh Tùng – CB110260 - Lớp: 11BCNTT.KT 66 Đề tài: Giải thuật Meta-heuristic để giải toán thiết kế mạng chịu lỗi Dưới đồ thị so sánh chi phí xây dựng mạng giải thuật Branch and Price [1] giải thuật GAMSOND thông thường, giải thuật GAMSOND song song qua 20 lần chạy liệu thực tế Germany mà giải thuật Branch and Price [1] đưa lời giải Trục hồnh biểu diễn số liệu, trục tung biểu diễn chi phí xây dựng mạng Compare Cost 50.000 45.000 Cost of network 40.000 35.000 30.000 25.000 20.000 15.000 10.000 5.000 0.000 Index of Instance Gamsond Average Gamsond Best PGamsond Average Hình 22: Đồ thị so sánh chi phí xây dựng mạng trung bình tốt giải thuật Branch and Price [1], GAMSOND thường, GAMSOND song song qua 20 lần chạy liệu thực tế Học viên thực hiện: Đào Thanh Tùng – CB110260 - Lớp: 11BCNTT.KT 67 Đề tài: Giải thuật Meta-heuristic để giải toán thiết kế mạng chịu lỗi Dưới đồ thị so sánh thời gian giải thuật GAMSOND thường, GAMSOND song song chạy máy GAMSOND song song chạy máy qua 20 lần chạy liệu ngẫu nhiên Trục hoành biểu diễn số liệu, trục tung biểu diễn thời gian (s) Compare Time 3000 Time (s) 2500 2000 1500 1000 500 Index of Instance Gamsond Pgamsond PGamsond2 Hình 23: Đồ thị so sánh thời gian giải thuật GAMSOND thường, GAMSOND song song chạy máy máy qua 20 lần chạy liệu ngẫu nhiên Học viên thực hiện: Đào Thanh Tùng – CB110260 - Lớp: 11BCNTT.KT 68 Đề tài: Giải thuật Meta-heuristic để giải toán thiết kế mạng chịu lỗi Dưới đồ thị so sánh thời gian giải thuật GAMSOND thường, GAMSOND song song chạy máy GAMSOND song song chạy máy qua 20 lần chạy liệu thực tế Trục hoành biểu diễn số liệu, trục tung biểu diễn thời gian (s) Compare Time 600 500 400 Time (s) 300 200 100 Germany6_4_2 Germany6_4_4 Germany6_4_5 Germany6_4_6 Germany8_6_2 Germany8_6_4 Germany8_6_5 Germany8_6_6 Germany8_6_8 Germany8_6_10 Germany8_6_12 Germany8_6_14 Germany8_6_15 Germany10_8_2 Germany10_8_4 Germany10_8_5 Germany10_8_6 Germany10_8_8 Germany10_8_10 Germany10_8_12 Germany10_8_14 Germany10_8_15 Germany10_8_16 Germany10_8_18 Germany10_8_20 Germany10_8_25 Germany12_10_2 Germany12_10_4 Germany12_10_5 Germany12_10_6 Germany12_10_8 Germany12_10_10 Germany12_10_12 Germany12_10_14 Germany12_10_15 Index of Instance Gamsond PGamsond PGamsond2 Hình 24: Đồ thị so sánh thời gian giải thuật GAMSOND thường, GAMSOND song song chạy máy máy qua 20 lần chạy liệu thực tế Học viên thực hiện: Đào Thanh Tùng – CB110260 - Lớp: 11BCNTT.KT 69 Đề tài: Giải thuật Meta-heuristic để giải toán thiết kế mạng chịu lỗi 5.5 Nhận xét Từ bảng 6, xét 66 liệu mà giải thuật Branch and Price [1] đưa lời giải, thống kê cho thấy giải thuật GAMSOND song song đưa lời giải tương đương với lời giải Branch and Price [1] 33/66 liệu Với liệu lại, giải thuật GAMSOND cho kết tồi giải thuật Branch and Price [1] từ 2-20% Tuy nhiên Branch and Price [1] giải thuật xác, cịn GAMSOND giải thuật gần đúng, kết giải thuật GAMSOND kết hoàn toàn chấp nhận Dưới bảng so sánh kết tốt GAMSOND so với kết Branch and Price [1] 66 liệu: Chi phí GAMSOND tồi 0% 0-5% 5-10% 10-15% Tỷ lệ liệu (trên 66 bộ) 50.00% 19.70% 19.70% 4.55% 15-20% 6.05% Đặc biệt, xét liệu kích thước lớn mà giải thuật Branch and Price [1] đưa lời giải [1], giải thuật GAMSOND song song đưa lời giải thời gian chấp nhận Với liệu kích thước lớn mà giải thuật GAMSOND thường đưa lời giải hạn chế mặt tài nguyên, việc bùng nổ vấn đề lưu trữ đối tượng di truyền qua hệ, giải thuật GAMSOND song song giải pháp hiệu Việc lưu trữ đối tượng di truyền database phía server cho phép chia sẻ không gian lời giải Phương thức gọi đa luồng cách bất đồng phía client giúp giảm tải phía client rút ngắn thời gian chờ So sánh thời gian chạy thuật tốn GAMSOND thường GAMSOND song song có rút ngắn đáng kể mặt thời gian Đặc biệt cài đặt chương trình nhiều máy client, luận văn này, tác giả tiến hành chạy chương trình phía client đồng thời máy PC kết nối với server SQL thời gian rút ngắn khoảng 2/3 so với chạy máy client Học viên thực hiện: Đào Thanh Tùng – CB110260 - Lớp: 11BCNTT.KT 70 Đề tài: Giải thuật Meta-heuristic để giải toán thiết kế mạng chịu lỗi CHƯƠNG 6: BÀN LUẬN 6.1 Các kết đạt Về mặt lý thuyết, luận văn trình bày đư ợc nội dung sau:  Tổng quan lý thuyết mạng thơng tin quang, qua phát biểu toán thiết kế mạng quang chịu lỗi đa tầng (MSOND) mơ hình đ thị ứng dụng  Tổng quan giải thuật di truyền  Đề xuất giải thuật di truyền song song để giải toán MSOND Về mặt thực nghiệm, luận văn thu số kết quả:  Đã cài đ ặt thành công giải thuật di truyền song song giải toán MSOND  Với liệu nhỏ mà giải thuật Branch and Price [1] xử lý, giải thuật GAMSOND song song cho kết tốt với kết Branch and Price 50.00% trường hợp thử nghiệm  Trong liệu lớn mà giải thuật Branch and Price [1] xử lý, giải thuật GAMSOND song song đưa lời giải thời gian chấp nhận 6.2 Hạn chế Do nhiều hạn chế kiến thức, thời gian trang thiết bị, công nghệ nên luận văn số mặt hạn chế:  Chưa cài đặt thử nghiệm tối ưu hóa thơng số giải thuật di truyền cài đ ặt biến thể giải thuật di truyền GA steady state  Chưa cài đặt lại giải thuật Branch and Price [1] đưa nhóm tác giả [1] 6.3 Hướng phát triển đề tài Việc áp dụng giải thuật di truyền giải toán thiết kế mạng quang chịu lỗi đa tầng hướng mới, mở nhiều tiềm để phát triển mở rộng đề tài Trong trình thực đề tài, tác giả thấy có nhiều hướng nghiên Học viên thực hiện: Đào Thanh Tùng – CB110260 - Lớp: 11BCNTT.KT 71 Đề tài: Giải thuật Meta-heuristic để giải toán thiết kế mạng chịu lỗi cứu liên quan tới toán mạng quang chịu lỗi đa tầng tiếp tục sâu Đồng thời, hạn chế q trình thực đề tài khắc phục tương lai Một số hướng cải tiến kết thuật toán GAMSOND:  Cài đặt thử nghiệm tối ưu hóa thơng số giải thuật GAMSOND  Cài đặt thử nghiệm thêm toán tử lai ghép đột biến đột biến cải tiến đường đi, lai ghép chọn cặp gen tốt  Cài đặt thử nghiệm giải thuật hướng tốt để khởi tạo đường có chi phí tốt  Cài đặt đồng Replication phía server để rút ngắn thời gian chạy thuật toán Một số hướng mở rộng toán MSOND:  Thêm điều kiện giới hạn băng thông đường truyền Trong thực tế, đường truyền mạng có giới hạn lưu lượng truyền tải  Nghiên cứu toán MSOND góc độ tốn tối ưu hóa đa mục tiêu: Có thể chấp nhận thiết kế với tỷ lệ lỗi chấp nhận để có chi phí tốt Học viên thực hiện: Đào Thanh Tùng – CB110260 - Lớp: 11BCNTT.KT 72 Đề tài: Giải thuật Meta-heuristic để giải toán thiết kế mạng chịu lỗi DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Sylvie Borne, Virginie Gabrel, Ridha Mahjoub, and Raoutia Taktak : Multilayer Survivable Optical Network Design, INOC 2011, SpringerVerlag Berlin Heidelberg 2011, pp.170-175 [2] Borne, S., Gourdin, E., Liau, B., Mahjoub, A.R : Design of survivable IPopver-optical network Annals of Operations Research, 2006, pp.33 [3] Kerivin, H., Mahjoub, A.R.: Design of survivable networks: A survey Networks 46(1), 1–21 (2005) [4] Nguyễn Đình Thúc : Lập trình tiến hóa, NXB Giáo dục 2000 [5] Thomas Bucsics, Günther Raidl Metahướng tốt Approaches for Designing Survivable Fiber-Optic Networks Institute for Computer Graphics and Algorithms of the Vienna University of Technology, 2007 [6] Colin R Reeves Jonathan E Rowe.: Genetic algorithms-principles and perspectives, Kluwer Academic Publishers, 2003 [7] Muhammad S Javed and Krishnaiyan Thulasiraman, Guolian (Larry) Xue.: Logical Topology Design for IP-over-WDM networks: A Hybrid Approach for Minimum Protection Capacity, ICCCN 2008, pp.7 [8] Đồ án tốt nghiệp : Nguyễn Thị Minh, ứng dụng giải thuật hướng tốt để thiết kế mạng chịu lỗi, trường ĐHBKHN, mơn KHMT-CNTT, năm 2012 [9] Lê Trọng Vĩnh, Hồng Tuấn Anh, Tạ Trung Nghĩa.: Thiết kế TOPO ảo mạng cáp quang dựa kỹ thuật tối ưu hóa theo nhóm bầy 2009, pp.6 [10] http://www.iwr.uni-heidelberg.de/groups/comopt/software/TSPLIB95/tsp/ last visited Jun 2012 Học viên thực hiện: Đào Thanh Tùng – CB110260 - Lớp: 11BCNTT.KT 73 Đề tài: Giải thuật Meta-heuristic để giải toán thiết kế mạng chịu lỗi PHỤ LỤC PL1 Hướng dẫn chạy demo chương trình Chương trình phía Client đư ợc cài đặt bẳng ngơn ngữ C# dùng giao diện window form Hình 25: Giao diện chương trình Học viên thực hiện: Đào Thanh Tùng – CB110260 - Lớp: 11BCNTT.KT 74 Đề tài: Giải thuật Meta-heuristic để giải toán thiết kế mạng chịu lỗi Cấu hình thơng số di truyền Hình 26: Cấu hình thông số di truyền Học viên thực hiện: Đào Thanh Tùng – CB110260 - Lớp: 11BCNTT.KT 75 Đề tài: Giải thuật Meta-heuristic để giải toán thiết kế mạng chịu lỗi Server cài đặt SQL Server 2008 Thiết kế Database: Hình 27: Thiết kế database Server Học viên thực hiện: Đào Thanh Tùng – CB110260 - Lớp: 11BCNTT.KT 76 ... Lớp: 11BCNTT.KT 39 Đề tài: Giải thuật Meta- heuristic để giải toán thiết kế mạng chịu lỗi CHƯƠNG 4: GIẢI THUẬT DI TRUYỀN SONG SONG GIẢI BÀI TOÁN THIẾT KẾ MẠNG QUANG CHỊU LỖI ĐA TẦNG Chương trình... Đề tài: Giải thuật Meta- heuristic để giải toán thiết kế mạng chịu lỗi CHƯƠNG 2: BÀI TOÁN THIẾT KẾ MẠNG QUANG CHỊU LỖI ĐA TẦNG Chương trình bày vấn đề sau:  Phát biểu toán  Các ứng dụng toán ... Đề tài: Giải thuật Meta- heuristic để giải toán thiết kế mạng chịu lỗi Năm 2005, Kerivin H Mahjoub A.R [4] tổng hợp mơ hình tốn mạng chịu lỗi giải thuật áp dụng để áp dụng cho mơ hình mạng cụ