● 摘要
随着局域网技术的广泛应用，如何利用计算机辅助生成局域网拓扑，已经成为局域网拓扑设计领域的研究热点。局域网拓扑生成，即通过最优化各类网络性能参数，得到符合设计要求的网络拓扑的过程，可被抽象为一个多目标优化问题，该类问题被证明是NP-Hard问题，目前不存在有效的确定性算法。在调研局域网拓扑设计方法的基础上，本文从分析局域网用户关心的网络运行特征参数和局域网设计的一般准则入手，将局域网拓扑设计分为边缘接入网络和核心交换网络两个部分，并以用户对两种网络的不同性能要求设计优化目标。通过对问题建立合适的数学模型，本文基于改进的PCGA多目标遗传算法框架，设计实现了局域网拓扑生成算法，并将算法所得结果和穷举得出的最优解集进行对比，证明了该算法的有效性；在与国际上广泛采用的NPGA算法框架所得结果进行的比较中，该算法在收敛速度，多样性保持和最优解逼近程度上的表现都更为优越。此外，在应用PCGA遗传算法框架时，本文发现该框架在收敛速度，多样性保持和停机策略上的三点不足，并进行了相应的改进。在分析实验数据的基础上，本文证明了对以上问题的改进是合理的和可推广的。最后，本文实现了一个简单的GUI拓扑展示工具，以显示本文提出算法所得到的最优或次最优网络拓扑。