Um Estudo Comparativo de Estratégias Evolutivas Aplicadas ao Problema de Roteamento Multicast

Abstract

Resumo-Para garantir que seja obtido um nível adequado de comunicação fim-a-fim em redes é importante garantir uma Qualidade de Serviço (QoS). O problema do roteamento com QoS envolve múltiplos objetivos a serem otimizados e/ou atendidos simultaneamente. Neste contexto, este trabalho propõe o uso do Algoritmo Evolutivo Multiobjetivo (AEMO) uma vez que este lida com diversos objetivos a fim de obter um conjunto de possíveis soluções para o problema. O AEMO empregado neste trabalho é o SPEA2, um dos algoritmos multiobjetivos mais investigados na liteartura. Uma das características importantes dessa modelagem evolutiva reside no fato da solução ser representada por uma árvore. O objetivo deste trabalho é realizar um estudo comparativo das estratégias evolutivas em um AEMO, tais como a geração da população inicial e o cruzamento, aplicado ao problema de roteamento. Um novo método de cruzamento entre os pais (árvores) é proposto aqui chamado de cruzamento por caminho. A partir dos resultados dos experimentos aqui apresentados foi possível concluir: (i) qual a estratégia mais adequada para a geração da população inicial; (ii) que as estratégias de crossover possuem características distintas e que sua adequabilidade pode variar de acordo com o problema; (iii) que uma estratégia de cruzamento mista que mistura o novo crossover por caminho com o crossover adotado em trabalhos anteriores se mostrou mais estável em relação a diferentes instâncias do problema.Keywords-Algoritmos evolutivos multiobjetivos; roteamento multicast; qualidade de serviço; algoritmos evolutivos. I. INTRODUÇÃOUm dos fatores de grande importância para as redes de computadores é a Qualidade de Serviço (QoS), que garante um bom nível de comunicação fim-a-fim no roteamento. Transmissão multicast é a entrega de informação para múltiplos destinatários simultaneamente usando a estratégia mais eficiente, onde as mensagens só passam por um link uma única vez e somente são duplicadas quando o link para os destinatários se divide em duas direções.Neste contexto, pode-se aplicar algoritmos de otimização para obter a rota desejada para uma transmissão multicast.Dentre estes, destacam-se os Algoritmos Evolutivos (AEs) por sua facilidade no desenvolvimento, e por possibilitar a geração de um conjunto de possíveis soluções ao final da execução (e não apenas uma solução, como ocorre em alguns algoritmos). Define-se um algoritmo evolutivo como um procedimento iterativo de otimização inspirado na Teoria