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A3C-R: A QoS-Oriented Energy-Saving Routing Algorithm for Software-Defined Networks
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AI
DOI：10.3390/fi17040158.png)
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摘要
En 中文
随着互联网应用和网络流量的快速增长，现有路由算法通常难以保证各类具有业务特性的数据流在延迟、带宽和丢包率等服务质量（QoS）指标以及网络能耗方面的要求。它们存在流量调度不均衡和网络资源分配不合理等问题。针对上述问题，本文在软件定义网络（SDN）环境下提出了一种面向QoS的节能路由算法A3C-R。基于异步优势Actor-Critic（A3C）算法的异步更新优势以及多个智能体与环境独立交互的优势，A3C-R算法能够有效提升路由算法的收敛性。A3C-R算法的过程首先将延迟、带宽和丢包率等QoS指标以及链路能耗作为输入，然后创建多个智能体启动异步训练，通过每个智能体中Actor和Critic的持续更新，并定期将模型参数同步至全局模型。算法训练收敛后，可以输出网络拓扑的链路权重，便于计算满足QoS要求且降低网络能耗的智能路由策略。实验结果表明，与基准算法ECMP、I-DQN和DDPG-EEFS相比，A3C-R算法将延迟降低了约9.4%，将吞吐量提高了约7.0%，将丢包率降低了约9.5%，并将节能百分比提高了约10.8%。
Keyword:
A3C
QoS
SDN
energy saving
routing strategy