진화 알고리즘을 이용한 초고속 통신망에서의 멀티캐스트 경로배정 방법에 관한 연구

Multicast Routing On High Speed networks using Evolutionary Algorithms

화상 회의, 원격 진료 및 교육 시스템, CSCW 등과 같은 그룹 응용을 지원하기 위해서는 망에 의해서 멀티캐스트 기능이 제공되어야 한다. 멀티캐스트 경로배정의 방법으로는 보통 최단 경로 트리 방식과 최소 비용 스타이너 트리를 찾기 위해 유전자 알고리즘을 사용하는 진화적 최적화 방법을 제안하고자 한다. 특히 스타이너 트리를 찾기 위해 유전자 알고리즘을 사용하는 진화적 최적화 방법을 제안하고자 한다. 특히 스타이너 트리의 표현에 있어, 일반적인 유전자 알고리즘에서 사용되는 이진 스트링의 개체 표현 대신 트리를 사용하여 개체를 표현하는 방법을 제안함으로써 최적화의 효율을 개선하는 방식을 보여주며, 또한 기존의 경험적 알고리즘과의 비교를 통하여 진화방식에 의한 최적화가 기존의 방법보다 최적해에 더 가까이 수렴할 수 있음을 보여준다.

Network services, such as teleconferencing, remote diagnostics and education, and CSCW require multicasting. Multicast routing methods can be divided into two categories. One is the shortest path tree method and the other is the minimal Steiner tree method. The latter has an advantage over the former in that only one Steiner tree is needed for a group. However, finding a minimal Steiner tree is an NP-complete problem and it is necessary to find an efficient heuristic algorithm. In this paper, we present an evolutionary optimization method for finding minimal Steiner trees without sacrificing too much computational efforts. In particular, we describe a tree-based genetic encoding scheme which is in sharp constast with binary string representations usually adopted in convetional genetic algorithms. Experiments have been performed to show that the presented method can find optimal Steiner trees for given vetwork configurations. Comparitivie studies have shown that the evolutionary method finds on average a better solution than other conventional heustric algorithms.