A graph theoretic model and the design of routing algorithms for optical networks

光网络的图论模型和路由算法设计

基本信息

  • 批准号:
    10680352
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.79万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    1998
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1998 至 1999
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

We constructed a fixed routing model in which fault-tolerance of optical networks can be evaluated and we obtain the following results in the model.1. The surviving route graph R(G,ρ)/F for a graph G, a routing p and a set of faults F is a directed graph consisting of nonfaulty nodes with a directed edge from a node x to a node y if there are no faults on the route from x to y. The diameter of the surviving route graph (denoted by D(R(G,ρ)/F) could be one of the fault-tolerance measures for the graph G and the routine p. We show that we can construct a routing for any triconnected planar graph with a triangle such that a diameter of the surviving route graphs is two (thus optimal) for any faults F(|F|【less than or equal】 2). We also show that we can construct a routing λ for every n-node k-connected graph such that n 【greater than or equal】 2kィイD12ィエD1, in which the route degree is O(kィイD8nィエD8), the total number of routes is O(kィイD12ィエD1n)DA and D(R(G,λ)/F) 【less than or equal】 3 for … More any fault set F(|F| < k) and we can construct a routing ρィイD21ィエD2 for every n-node biconnected graphs, in which the total number of routes is O(n) and D(R(G,ρィイD21ィエD2)/{f}) 【less than or equal】 2 for any fault f, and using ρィイD21ィエD2 a routing ρィイD22ィエD2 for every n-node biconnected graphs, in which the route degree is O(ィイD8nィエD8), the total number of routes is O(nィイD8nィエD8) and D(R(G,ρィイD22ィエD2)/{f}) 【less than or equal】 2 for any fault f.2. We describes efficient algorithms for partitioning a K-edge-connected graph into k edge-disjoint connected subgraphs, each of which has a special number of elements (vertices and edges). If each subgraph contains the specified element (called base), we call this problem the mixed k-partition problem with bases (called k-PART-WB), otherwise we call it the mixed k-partition problem without bases (called k-PART-WOB). This partition problems can be used to define optimal fault-tolerant routings. We show that k-PART-WB always has a solution for every k-edge-connected graph and we consider the problem without bases and we obtain the following results : (1) for any k 【greater than or equal】 2, k-PART-WOB can be solved in O(|V|ィイD8|V|logィイD22ィエD2BV|ィエD8+|E|) time for every 4-edge-connected graph G = (V, E), (2) 3-PART-WOB can be solved in O(|V|ィイD12ィエD1) for every 2-edge-connected graph G = (V,E) and (3) 4-PART-WOB can be solved in O(|E|ィイD12ィエD1) for every 3-edge-connected graph G = (V,E). We also show that if the input graph is planar, all the k-partition problems stated above can be solved in linear time. Less
我们构建了一个可以评估光网络容错性的固定路由模型,并在模型中得到以下结果: 1.图G、路由p和的存活路由图R(G,ρ)/F。故障集 F 是由非故障节点组成的有向图,如果从 x 到 y 的路线上没有故障,则具有从节点 x 到节点 y 的有向边 幸存路线图的直径(表示为)。 D(R(G,ρ)/F) 可以是图 G 和例程 p 的容错度量之一。我们表明,我们可以为任何具有直径为 的三角形的三连通平面图构建路由。对于任何故障 F(|F|【小于或等于】 2),幸存的路由图都是两个(因此是最佳的)。我们还表明,我们可以为每个 n 节点 k 连接图构造一个路由 λ,使得 n 【。大于等于】 2kD12D1,其中路由度为 O(kD8nD8),路由总数为 O(kD12D1n)DA 和 D(R(G,λ) )/F) [小于或等于] 3 对于… 更多任何故障集F(|F| < k) 我们可以为每个 n 节点双连通图构造一个路由,在其中对于任何故障 f,路由总数为 O(n) 且 D(R(G,ρD21D2)/{f}) [小于或等于] 2,并且对每个 n 节点双连接使用 ρD21 D2 路由 D22图中,路线度数为O(D8),路线总数为对于任何故障 f.2,O(nD8nD8) 和 D(R(G,ρD22D2)/{f}) 【小于或等于】2 我们描述了将 K 边连通图划分为 k 边不相交的有效算法。连接的子图,每个子图都有特定数量的元素(顶点和边)如果每个子图包含指定的元素(称为基),我们将这个问题称为混合k-划分。有基数的问题(称为 k-PART-WB),否则我们将其称为无基数的混合 k 划分问题(称为 k-PART-WOB)。我们证明,该划分问题可用于定义最优容错路由。 k-PART-WB 对于每个 k 边连通图总是有一个解,我们考虑无基问题,得到以下结果: (1) 对于任何 k 【大于或等于】2,k-PART-WOB可以解决在对于每个 4 边连通图 G = (V, E),(2) 3-PART- WOB 的时间为 O(|V|D8|V|logD22D2BV|D8+|E|) 时间,可以在 O(|V| 中求解DiD12D1) 对于每个 2 边连通图 G = (V,E) 和 (3) 4-PART-WOB 可以求解对于每个 3 边连通图 G = (V,E),O(|E|DiD12D1) 我们还表明,如果输入图是平面的,则上述所有 k 分区问题都可以在线性时间内解决。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
K.Wada,W.Chen: "Linear Algorithms for a k-partition problem of planar graphs without specifying bases" Lecture Notes in Computer Science Graph-Theoretic Concepts in Computer Science. 1517. 324-336 (1998)
K.Wada、W.Chen:“不指定基数的平面图 k 划分问题的线性算法”计算机科学中的图论概念讲义。
  • DOI:
  • 发表时间:
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  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
永田,陳,和田: "(1)3連結平面的グラフに対する最適な耐故障性ルーティング"電子情報通信学会技術報告. COMP-99-3. 17-24 (1999)
Nagata、Chen、Wada:“(1) 3 连接平面图的最佳容错路由”COMP-99-3 (1999)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
K.Wada: "(4)Optimal Fault-Tolerant Routings on Surviving Route Graph Model"Proc,of International Comference on Advances in Infrastructure for Electronic Business,Science,and Education on the Internet. (to appear). (2000)
K.Wada:“(4)存活路由图模型上的最优容错路由”,国际电子商务、科学和教育基础设施进展会议的会议记录。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
K. Wada, W. Chen: "Linear Algorithms for a k-partition Problem of Planar Graphs without Specifying Bases"Lecture Notes in Computer Science. 1517. 324-336 (1998)
K. Wada、W. Chen:“不指定基数的平面图 k 划分问题的线性算法”计算机科学讲义。
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