55、无处不在网络中可扩展数据服务的拓扑重配置研究

无处不在网络中可扩展数据服务的拓扑重配置研究

在网络数据传输领域，为了应对通信需求的变化，动态重新配置网络拓扑是一个关键问题。本文将探讨静态拓扑设计、重配置成本、拓扑重配置算法以及相关实验结果。

1. 静态拓扑设计问题

如果数据通过最小操作成本路径进行路由，静态拓扑设计问题就是在连通性和度约束条件下，找到一个拓扑 $T$，使得对于随时间保持不变的通信需求 $\sigma$，能最小化特定方程中的成本。我们将这样的拓扑称为 $\sigma$ 的最优静态拓扑，记为 $T^*(\sigma)$。与大多数其他拓扑设计问题类似，静态拓扑设计问题可以建模为线性规划问题，并且在最坏情况下可以高效求解。

2. 重配置成本

每次系统重新配置其拓扑以适应通信需求的变化时，都会产生重配置成本。这种成本是从一种拓扑过渡到另一种拓扑时产生的开销或性能损失。拓扑重配置期间可能产生的各种成本包括：
- 控制和管理开销 ：建立和更改链路会产生控制和管理开销，在无线网络中可转化为能源成本，在有线网络中则是支付给互联网服务提供商（ISP）的成本，或者在有线/无线网络混合环境中是两者的组合。
- 路由干扰开销 ：拓扑重配置期间传输中的任何数据部分都可能受到路由干扰，导致重新路由开销。
- 高操作成本路径 ：根据网络实现情况，当拓扑发生变化时，传输中的数据可能会通过操作成本较高的路径。
- 终端系统开销放大 ：重新路由开销在终端系统可能会被放大。

在本文中，我们将重配置成本假设为自动配置整