應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)中多約束的組播路由算法研究.pdf

1、隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和多媒體技術(shù)的發(fā)展，Internet正在成為許多實(shí)時多媒體應(yīng)用的重要載體，如音/視頻會議、網(wǎng)絡(luò)直播、網(wǎng)絡(luò)游戲等。這些需要高帶寬低時延的應(yīng)用對組播通信服務(wù)提出了迫切要求。由于技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面的原因，直到現(xiàn)在，全網(wǎng)范圍內(nèi)的IP組播服務(wù)尚未完全部署。在IP組播無法滿足這些應(yīng)用需求的情況下，研究人員開始考慮利用Internet端用戶的網(wǎng)絡(luò)資源，在應(yīng)用層直接提供組播服務(wù)，于是提出了應(yīng)用層組播的概念。 應(yīng)用層組播服務(wù)的思想是

2、由端系統(tǒng)而不是路由器實(shí)現(xiàn)組播通信的所有功能，其最大的優(yōu)勢在無須改變現(xiàn)有的IP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，不需要底層網(wǎng)絡(luò)的支持并且部署簡單。應(yīng)用層組播路由與傳統(tǒng)的IP組播路由不同，這是因?yàn)閼?yīng)用層網(wǎng)絡(luò)是一個虛擬邏輯網(wǎng)絡(luò)，其路由和下層網(wǎng)絡(luò)的路由通常不一致，這就可能造成應(yīng)用層組播的時延增加和資源浪費(fèi)。由于端系統(tǒng)主機(jī)的轉(zhuǎn)發(fā)能力有限，這就引入了度的限制。如何提供有效的組播，設(shè)計良好的組播路由算法是應(yīng)用層組播研究的關(guān)鍵之一，也是本文的研究重點(diǎn)。 首先，本文有效

3、的分析了度受限的最小直徑生成樹算法-CT算法，并提出了改進(jìn)的CT算法。新算法在構(gòu)造組播樹的過程中，考慮了CT算法未作考慮的結(jié)點(diǎn)度平衡分配的問題，采用策略函數(shù)迭代的選擇使生成樹直徑最短的路徑，從而有效的減少了網(wǎng)絡(luò)中的轉(zhuǎn)發(fā)時延和同一條鏈路的重復(fù)分組數(shù)量，同時使用拓?fù)鋬?yōu)化策略，得到優(yōu)化的組播樹。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，新算法構(gòu)造的組播樹和CT算法構(gòu)造的組播樹相比，鏈路壓力低10％到30％，而相對直徑懲罰僅大4％到11％，但它的相對平均距離懲罰卻又幾乎相

4、同。達(dá)到了平衡了網(wǎng)絡(luò)負(fù)載但并沒有犧牲組播樹的傳輸時延的目的。 其次，在實(shí)時多媒體應(yīng)用中，為保證服務(wù)質(zhì)量，接受端要求信息在一個時延延遲允許的范圍內(nèi)到達(dá)，這就引入了時延受限的應(yīng)用層組播路由問題。針對這個問題本文提出了一種基于禁忌搜索的應(yīng)用層組播路由算法TS-LDRB。算法利用禁忌搜索來搜尋滿足時延限制的組播生成樹，并對該方法的特性進(jìn)行了研究分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，TS-LDRB算法具有較好的收斂性，且在生成樹半徑和剩余度平衡之間具有較好