مقاله کاربرد الگوریتم ژنتیک در مسیریابی شبکه مربوطه  به صورت فایل ورد  word و قابل ویرایش می باشد و دارای ۹۵  صفحه است . بلافاصله بعد از پرداخت و خرید لینک دنلود مقاله کاربرد الگوریتم ژنتیک در مسیریابی شبکه نمایش داده می شود، علاوه بر آن لینک مقاله مربوطه به ایمیل شما نیز ارسال می گردد

فهرست مطالب

فصل اول: مسیریابی در شبکه های کامپیتری ۱
شبکه های کامپیوتری ۲
تاریخچه : ۲
اصول شبکه واجزای آن ۴
شبکه چیست ؟ ۴
اهداف ایجاد شبکه ۵
اجزای اصلی یک شبکه کامپیوتری ۶
مدل های محاسباتی شبکه ها ۶
تقسیم بندی شبکه ۹
شبکه های Server – Based 9
شبکه های نظیر به نظیر ۱۱
سرویس های امنیتی ۱۲
شبکه های محلی وسیع ۱۳
استانداردهای شبکه ۱۵
قوانین و فرآیندهای مخابراتی ۱۶
مدل مرجع OSI 17
توپولوژی ساخت شبکه وساختار آن ۲۲
روش دستیابی ۲۲
Contention 23
Token Passing 23
روش دستیابی Demand Priority 24
انواع هاب ۲۴
هابهای فعال ( Activehub ) : 25
هابهای غیر فعال : ۲۵
هابهای دورگه ( هیبرید ) : ۲۶
هابهای هوشمند : ۲۶
هاب بدون کنترل UNMANAGEDHUBS : 26
هاب قابل کنترل MANAGRDHUBS : 27
هاب سوئیچی SWITCHEDHUBS : 27
هاب سریع اترنت FASTETHERNEHUB : 27
سوئیچ : ۲۷
ترکیب سوئیچ و هاب : ۲۹
خواص سوئیچ : ۲۹
مسیر یابی در شبکه ها ۳۰
مسیر یابی برای حرکت دادن packet ها در شبکه ( Routing ) : 30
Flooding : 31
Static Routing : 31
الگوریتم های متمرکز مسیریابی ( centralized Routing ) : 32
Isolated Routing : 33
مسیریابی طبقه بندی شده Hirechical Routing : 33
لایه های IP و مسیر یابی ۳۴
ارتباط لایه IP با لایه پایینی ۳۴
ارسال IP بر روی حامل های شبکه های محلی ۳۵
مسیریاب ۳۵
مسیریابی زیرشبکه ها و قابلیت وکیل ARP 36
مسیر یابی برون حوزه ای ۳۹
گذر واژه برای بروزآوری جدول مسیریابی ۴۰
تقسیم بار ۴۰
تبادل اطلاعات مسیریابی قراردادها با یکدیگر ۴۰
پالایش ۴۱
چگونگی عبور بسته ها در شبکه ۴۲
فصل دوم: الگوریتم ژنتیک و کاربرد آن در مسیریابی شبکه ۴۵
الگوریتم ژنتیک ۴۶
ویژگیها ۴۹
پارامترهای GA 50
جمعیت اولیه: ۵۰
کروموزوم: ۵۱
روش های نمایش ۵۲
عملگرهای یک الگوریتم ژنتیک ۵۳
شبه کد ۵۳
ایده اصلی ۵۴
الگوریتم ژنتیک و حل مساله TSP 55
اصول الگوریتم ژنتیک : ۵۵
The Traveling Salesman Problem 65
TSP with genetic algorithm 67
Encoding .1 67
Crossover .2 68
Mutation .3: 74
مقایسه روشهای مختلف الگوریتم ژنتیک برای TSP: 75
مسیریابی نقاط مکانی با ترتیب مشخص توسط الگوریتم ژنتیک ۷۷
الگوریتم‌های بهینه‌سازی مسیریابی ۷۷
روش پیشنهادی مسیریابی بهینه ۸۰
مدل گراف ۸۰
الگوریتم ژنتیک و مسیریابی ۸۲
نتایج عملی ۸۵
نتیجه ۸۶
منابع و مآخذ ۸۶

منابع و مآخذ

۱- الگوریتم های ژنتیک با رویکرد بهینه یابی چندهدفه، کالیانموی دب؛ ترجمه جعفر رضایی، منصور داودی منفرد
۱٫ Network Routing Protocol using Genetic Algorithms by Gihan Nagib and Wahied G. Ali
۲٫ An introduction to genetic algorithms‎ by Melanie Mitchell – Computers – 1998 – 209 pages
۳٫ Mitchell, Melanie, (1996), An Introduction to Genetic Algorithms, MIT Press, Cambridge, MA.
۳٫ Genetic Algorithms in Search, Optimization, and Machine Learning by David E. Goldberg (very useful)
۴٫ Holland, John H (1975), Adaptation in Natural and Artificial Systems, University of Michigan Press, Ann Arbor
۵٫ E. W. Dijkstra, “A Note on Two Problems in Connexion with Graphs”, Numerische Mathematlk l, 269 – ۲۷۱, l 959.
۶٫ T. H. Cormen, C. E. Leiserson, R. L. Rivest, and C. Stein, Section 24.3: Dijkstra’s algorithm. Introduction to Algorithms (Second ed.), MIT Press and McGraw-Hill, pp. 595–۶۰۱, ۲۰۰۱٫
۷٫ E. F. Moore, “The shortest path through a maze”, Proceedings of an International Symposium on the Theory of Switching (Cambridge, Massachusetts, 2–۵ April 1957). Cambridge: Harvard University Press, pp. 285–۲۹۲, ۱۹۵۹٫
۸٫ M. Sniedovich, “Dijkstra’s algorithm revisited: the dynamic programming connexion”. Journal of Control and Cybernetics 35 (3): 599–۶۲۰, ۲۰۰۶٫

چکیده

یکی از انواع مسائل مطرح شده در ارتباط با جستجو در میان همسایگی‌های نزدیک،  مسیریابی بهینه در میان نقاط مکانی با ترتیب مشخص یا همان (OSR)  Optical Sequenced Route است. درخواست برای یافتن مسیر بهینه با توالی نقاط مشخص (OSR) در واقع جستجو برای یافتن مسیری است که دارای کمترین طول بوده و از یک مبدأ مکانی معلوم آغاز شده و از نقاط مکانی مشخصی با ترتیب خاص بسته به نوع مکان‌ها عبور کرده باشد. ترتیب این نقاط مکانی با توجه به مشخصه‌های از پیش تعیین شده مسأله بوده و قابل تغییر نمی‌باشد. مسأله OSR قابل تبدیل به مسأله یافتن کوتاه‌ترین مسیر در یک گراف مسطح بزرگ است. یافتن کوتاه‌ترین مسیر از طریق الگوریتم‌های کلاسیک مانند Dijkstra برای بسیاری از مسائل موجود در دنیای واقعی عملی نیست. مسیریابی OSR در مقاله مطرح گردیده و دو روش در فضای برداری و متریک برای آن پیشنهاد شده است. در این مقاله پیاده‌سازی این مسیریابی توسط الگوریتم ژنتیک انجام شده است.

شبکه های کامپیوتری

تاریخچه :

قبل از عرضه شدن میکروپروسسورهای (microprocessors ) که امکانات فراوانی برای پردازش گسترده به وجود آوردند با استفاده از یک کامپیوتر بزرگ (main frame ) که در یک مرکز کامپیوتر قرار داشت به استفاده کنندگان مختلف سرویسهای لازم ارائه می شد .به این هر استفاده کننده برای استفاده از امکانات پردازش کامپیوتر به این مرکز مراجعه می کرد به جای اینکه امکانات پردازش کامپیوتر برای استفاده کننده آورده شود .

 عرضه شدن میکروپروسسورها به دنیای کامپیوتر انقلاب بزرگی را درصنعت کامپیوتر ودر زمینه پردازش وجمع آوری اطلاعات به وجود آورد . ایده استفاده از چندین کامپیوتر کوچک که به هم متصل شده اند به سرعت جایگزین روش استفاده از یک کامپیوتر بزرگ که انجام همه وظایف را به عهده داشت گردید . این سیستم ها شبکه های کامپیوتری نام گرفتند .وقتی دو کامپیوتر به هم متصل می شوند امکان تبادل اطلاعات بین آنها برقرار می گردد .این ارتباط لزوما از طریق سیم نبوده و امروزه از کانالهای ماهواره ای ,کابلهای نوری یا لیزری وکانال های میکروویو برای این منظور استفاده می شود .

شبکه های کامپیوتری برای اولین بار به بهانه ایجاد سیستم هایی (time-shared ) در اواخر دهه ۱۹۶۰ ظهور پیدا کردند .در یک سیستم (time-shared )استفاده کنندگان از ترمینال های مختلف به طور غیر همزمان بر اساس یک تقسیم بندی زمانی time-sliced می توانند از منابع سیستم استفاده کنند .

یکی از گروههایی که مطالعه وسیعی را در زمینه شبکه کردن کامپیوتر ها آغاز کرد و در واقع پیشتاز ایجاد شبکه های کامپیوتری بود گروه ARPA (Advanced Research Project Agency ) بود که در سال ۱۹۶۹ شبکه خود را تحت عنوان ARPANET معرفی کرد . در أغاز تعداد کامپیوترهای متصل به این شبکه فقط چهار عدد بود اما تا سال ۱۹۷۵ این تعداد به صد عدد افزایش یافت .

شرکت IBM نیز شبکه بزرگ و مشهور خود را به نام SNA (System Network Architecture ) برای کامپیوترهای Main frame خود و شرکت DEC  نیز شبکه خود را تحت نام DECNET ارائه نمود .

در اواسط دهه ۷۰ توسعه زیادی در زمینه ترمینال ها صورت گرفت .تا قبل از این زمان ترمینالها عمدتا از نوع الکترومکانیکی بودند که سرعت بسیار کمی داشتند .بعنوان یک نمونه مهم از این نوع ترمینالها از تله تایپ (Teletype)می توان نام برد .از اواسط دهه ۷۰ به بعد ترمینالهای جدید که دارای پردازشگر (Processor) حافظه,plotter,printer,harddisk,disk  وصفحه نمایش (CRT display )بوده و در واقع front-end-processor نامیده می شوند جایگزین ترمینالهای الکترومکانیکی شدند .

به منظور اتصال کامپیوترها به یکدیگر گام های موثرتری در زمینه توسعه تکنولوژی مخابرات        (communication ) و پردازش اطلاعات (Processing) برداشته شده است .

تکنولوژی به سرعت به سمت پردازش ارزانتر در حرکت است و به موازات آن هزینه های مخابرات دیتا نیز کاهش می یابد .اما با سرعتی کمتر نسبت به هزینه پردازش .این موضوع در شکل (۱-۱) نشان داده شده است .

به دلیل مزایای زیاد شبکه های کامپیوتری استفاده از آنها عمومی شده است .شبکه های کامپیوتری عمومی (public) که در حال حاضر مورد بهره برداری قرار گرفته اند .شبکه های TELENET و TIMENT در امریکا DATAPAC در کانادا و شبکه TRANSPAC در کشور فرانسه می باشد .

توسعه زیاد وعمومی شدن استفاده از شبکه های کامپیوتری سبب گردیده است که حرکت بسوی یک سری استانداردهای بین المللی در این زمینه ضروری احساس شود وبرای این منظور پروتکل هایی نظیر X.21 و X.25 از طرف CCITT (اداره جهانی استانداردهای تلفن وتلگراف ) تهیه وارائه شده اند .

اصول شبکه واجزای آن

شبکه چیست ؟

شبکه تعدادی از سیستمهای متصل به هم است که سرویسها ومنابع خود را به اشتراک گذاشته واز طریق خط ارتباطی اشتراکی با هم مرتبط هستند .پس یک شبکه، به دو یا چند سیستم مجزا وچیزهایی برای به اشتراک گذاری داده ها نیاز دارد .سیستم های مجزااز طریق مسیر فیزیکی که محیط انتقال نام دارد به هم متصل می شوند .تمام سیستم ها روی مسیر فیزیکی باید از قوانین مخابراتی مشترک برای دریافت وارسال اطلاعات استفاده کنند‎‏ ،این قوانین پروتکل نام دارند .در ساده ترین حالت، یک شبکه کامپیوتری، از دو یا چند کامپیوتر تشکیل شده است، که اطلاعات را روی محیط انتقال مشترک به اشتراک می گذارند .

به طور خلاصه تمام شبکه های کامپیوتری دارای بخشهای زیر هستند .

          – چیزی برای به اشتراک گذاردن (داده ها ومنابع)

          – مسیر فیزیکی (محیط انتقال)

          – قواعد انتقال (پروتکل ها)

به عنوان مثال شبکه ای که از یک سوییچ، چند کامپیوتر ویک چاپگر تشکیل شده را در نظر بگیرید، در این شبکه ساده منبع به اشتراک گذارده شده چاپگر است .خطوط ارتباطی، وظیفه حمل داده های کامپیوتر ها به چاپگر وبالعکس را به عهده دارند وبرای استفاده از چاپگر وسوییچ پروتکل ارتباطی بین کاربران کامپیوترها یا خود کامپیوترها(در صورتی که اتوماتیک باشد ) وجود دارد .

اهداف ایجاد شبکه

هدف از شبکه های کامپیوتری ارائه خدمات وپایین آوردن قیمت وسایل است .شبکه ها کامپیوترها را قادر می سازند تا منابع را برای سرویس دهی به دیگر کامپیوترهابه اشتراک بگذارند .بعضی از اهداف مقدماتی شبکه ها عبارتند از :

          الف. به اشتراک گذاری فایلها

          ب. به اشتراک گذاری چاپگرها ودیگر وسایل (منابع شبکه ها)

          ج. افزایش توانایی مدیریت و امنیت مشترک

          د. پشتیبانی از کاربردهای شبکه نظیر پست الکترونیکی وسرویس های پایگاه داده .

اهداف دیگر شبکه ها

شبکه ها کاربردهای گوناگون دیگری نیز دارند که در راه اندازی یک شبکه مؤثر است .این کاربردها عبارتند از :

تبادل آسان اطلاعات بین کاربران :انتقال اطلاعات از طریق شبکه خیلی راحت تر از شیوه های دیگر است .برای مقایسه، فرض کنید که یک شبکه محلی دارید ومی خواهید ۱۰۰ مگابایت اطلاعات را روی شبکه ۱۰ مگابیت بر ثانیه ای از یک سیستم دیگر منتقل کنید این کار کمتر از یک دقیقه طول می کشد اما اگر با فلاپی آن را منتقل کنید زمان زیادی به طول خواهد انجامید .

امکان پردازش موازی :با استفاده از شبکه می توان از امکان پردازش موازی واستفاده بهینه از قدرت پردازش چند ماشین روی شبکه استفاده کرد .

اجزای اصلی یک شبکه کامپیوتری

شبکه مجموعه ای از ماشین هاست که به صورت فیزیکی واز طریق نرم افزار برای آسانی ارتباط واشتراک گذاری اطلاعات وسایر منابع موجودبه همدیگر متصل شده اند .

اولین جزء لارم برای ایجاد شبکه، اتصالات فیزیکی است .بعضی از انواع مختلف اتصالات که می توانند مورد استفاده قرار گیرند عبارتند از :

FDDI,Token Ring,10Base – ۲Enthernet,10Base – T Ethernet …

دومبن جزء لازم برای ایجاد یک شبکه، سخت افزار مناسب مانند کارت شبکه است که به صورت واسط با شبکه عمل می کند .سختافزار، ارتباط مناسبی که ماشین برای ارتباط با دیگر ماشین ها در طول شبکه نیاز دارد را در اختیار می گذارد .شبکه ها می توانند با توجه به چگونگی نصب، دارای روشهای اتصال مختلف باشند .

سومین جزء لازم برای ایجاد یک شبکه، نصب پروتکل شبکه است .پروتکل شبکه، نرم افزاری نصب شده روی ماشین است که حاوی مجموعه قوانینی برای مخابره بین دو یا چند ماشین بوده که مورد موافقت طرفین قرار می گیرد .

چهارمین وآخرین جزء شبکه، سیستم عامل است که شبکه را پشتیبانی می کند .

مدل های محاسباتی شبکه ها

بعد از اطلاعات مقدماتی راجع به مخابره داده ها در شبکه ها، به نقش کامپیوترها در ایجاد شبکه می پردازیم .سه مدل یا ساختار محاسباتی برای شبکه وجود دارد که کامپیوترها تحت یکی از این مدلها قرار می گیرند .

الف. محاسبه مرکزی

ب. محاسبه پخش شده

ج. محاسبه اشتراکی

قبل از این که شبکه های امروزی شکل بگیرند کامپیوترهای بزرگ بسیار گران قیمت بوده ومدیریت آن کار مشکلی بود که به صورت اشتراکی بین چندین کاربر کار می کردند .

محاسبه مرکزی

وظایف از طریق کارتها به کامپیوتر داده می شد، کامپیوتر نیز آنها را انجام داده و به محض اتمام وظیفه، نتایج را به خروجی منتقل می کرد .کمی بعد، ترمینال ها، استفاده کنندگان را قادر به ارتباط باکامپیوترها کردند،  اما ترمینال ها فقط وسایل I/O بودند وتوان عملیاتی مستقل نداشتند.تمام محاسبات روی کامپیوتر انجام می شد به این دلیل نام آن را محاسبه مرکزی گذاشتند.در نتیجه این نوع شبکه ها امکانات کمی فقط در حد تحویل دستورات وگرفتن نتایج از وسیله عملیاتی قدرتمند مرکزی داشتند .شبکه های IBM  بزرگ ودیجیتال (DEC ) هنوز تحت این مدل کار می کنند .به طور خلاصه مدل محاسبه مرکزی دارای ویژگیهای زیر است :

          الف. تمام وظایف محاسباتی در کامپیوتر مرکزی انجام می گیرد .

          ب. ترمینال ها به کامپیوتر مرکزی وصل هستند وفقط به صورت وسایل ورودی وخروجی عمل می کنند .

          ج. شبکه ها ممکن است برای اتصال دو یا چند کامپیوتر به کار روند .ترمینال ها فقط کامپیوترها را به هم متصل می کنند نه همدیگر را .پایانه ها فقط اطلاعات کاربر را گرفته وبه کامپیوتر مرگزی می دهند وبالعکس .

این مدل محاسباتی در ساختارهای بزرگ خوب کار می کند اما تطبیق پذیر نبوده و برای ساختارهای کوچک مناسب نیست.

محاسبه پخش شده

بعد از آنکه کامپیوترهای شخصی وارد بازار شدند ، مدل جدیدی از محاسبه توزیع شده رشد کرد . به جای تمرکز محاسبات بر روی ماشین مرکزی ، P  C  ها قادر بودند که هر کدام کار مستقلی انجام دهند . هر کدام از این P C  ها می تواند به صورت محلی بدون کمک از دیگر P C  ها ، داده ها را پردازش و ذخیره کند . تحت این مدل شبکه ، کامپیوترهای توزیع شده را قادر به مبادله داده ها و به اشتراک گذاری منابع و سرویس ها می کند . دقت کنید که این ماشین ها لازم نیست همسان باشند . فایل سرور ویندوز   NT  قسمتی از یک شبکه پخش شده است . این سرور فایلها را برای ماشین های دیگر ذخیره و به آنها می دهد . (تصور نشود که مثل یک کامپیوتر بزرگ در مدل محاسبه مرکزی ) کار می کند . به طور خلاصه محاسبه توزیع شده شامل ویژگی های زیر است :

ـ کامپیوترهای مختلف مستقلا قادر به عمل هستند .

ـ وظایف محلی روی تمام کامپیوترها انجام می شود .

ـ شبکه ها کامپیوترها را قادر به مبادله داده ها وسرویسها کرده ، اما در پردازش ، کمکی نمی کنند . در این مدل برنامه های روی هر کامپیوتر اجرا شده و فقط با هم به مبادله داده ها می پرداند .

محاسبه اشتراکی

محاسبه اشتراکی یا همدستی در محاسبات ، کامپیوتر ها را در محیط محاسباتی پخش شده قادر به اشتراک گذاری توان عملیاتی خود علاوه بر به اشتراک گذاری داده ها ، منابع و سرویس ها می کند . در محیط محاسبه اشتراکی ، یک کامپیوتر توان عملیاتی خود را با اجرای یک برنامه روی یک کامپیوتر دیگر در شبکه بالا برد . پردازش ها باید طوری طراحی شوند که بتوانند روی چند کامپیوتر اجرا شوند . به طور خلاصه محاسبه اشتراکی دارای ویژگی های زیر است :

الف . چند کامپیوتر برای انجام یک وظیفه شرکت دارند .

ب . یک شبکه کامپیوترها را قادر به مبادله داده ها و سرویس می کند .

ج . نرم افزاری برای برخورداری از فواید محیط اشتراکی طراحی شده است .

در این مدل علاوه بر داده ها ، پردازشها نیز توزیع شده اند .

محاسبه اشتراکی در شبکه های میکرو سافت با محصولات Based – Server    نظیر Server Exchange  یا  SQL Server  پیاده سازی شده اند . هر کدام از این دو محصول تقاضا را از نرم افزار هوشمند مشتری گرفته و از نرم افزار سرور سرویس می گیرند .

حال که سه مدل محاسباتی شبکه بیان گردید ، ذکر این نکته ضروری است که شبکه های میکرو سافت معمولا  بر اساس مدل محاسباتی توزیع شده بوده و اجزای سطح بالایNT  محاسبه اشتراکی را  در بردارند  .

تقسیم بندی شبکه

بعد از بیان چگونگی به اشتراک گذاری داده ها و مخابره اطلاعات ، نوبت به تقسیم بندی شبکه از لحاظ ارائه خدمات و سیستم عا مل می رسد . از نظر ارائه خدمات ، شبکه های PC  معمولا به یکی از دو صورت زیر هستند :

شبکه های  Server – Based

یک شبکه Server-Based  از مجموعه سرویس دهنده و کامپیوتر های کاربر که Client  نام دارند ، تشکیل شده است به طوری که کاربران ، سرویس های شبکه را از لحاظ سرویس دهنده تقا ضا  کرده و دریافت می دارند . در محیط شبکه ای Server- Based  ، منابع روی سرور مرکزی یا تعدادی از سرورها قرار دارند . یک سرور ، کامپیو تری است که مخصوصا برای خدمات دهی به دیگر کامپیوتر ها طراحی شده است . یک Client  نیز کامپیوتری است که به منابع روی سرور دسترسی داشته و از آن خدمت می گیرد .

شبکه های Server – Based  برای تمام شبکه ها مخصوصا شبکه های کوچک کارا هستند زیرا  منابع سخت افزاری می توانند روی چند سرور  با قابلیت بالا قرار گیرند . Client  ها با کمترین سخت افزار طراحی می شوند زیرا از سرورها خدمت می گیرند . در عوض سرورها باید از سخت افزار های محاسباتی قوی و وسایل پر ظرفیت ذخیره اطلا عات استفاده کنند . در این شبکه سرورهای زیر تعریف می شوند . توجه داشته باشید که ممکن است همه این سرورها روی یک ماشین قرار داده شده باشند یا هر کدام روی یک ماشین قرار گیرند .

File   Server  . سروری است که فایل ها را روی شبکه برای کاربرها ذخیره می کند . استفاده کننده می تواند به وسیله ماشین خود ، فایل های خود را روی دیسک سخت (هارددیسک )

فایل سرور ،  ذخیره کند و در صورت نیاز به دسترسی ، از طریق اتصال به شبکه ، آنها را در اختیار بگیرد . فایل های کاربران ماشین های شبکه را ذخیره می کند .

تمام مقالات و پایان نامه و پروژه ها به صورت فایل دنلودی می باشند و شما به محض پرداخت آنلاین مبلغ همان لحظه قادر به دریافت فایل خواهید بود. این عملیات کاملاً خودکار بوده و توسط سیستم انجام می پذیرد.

 جهت پرداخت مبلغ شما به درگاه پرداخت یکی از بانک ها منتقل خواهید شد، برای پرداخت آنلاین از درگاه بانک این بانک ها، حتماً نیاز نیست که شما شماره کارت همان بانک را داشته باشید و بلکه شما میتوانید از طریق همه کارت های عضو شبکه بانکی، مبلغ  را پرداخت نمایید.