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《中南大学》 2004年
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分布式多路径QoS组播路由算法与协议研究

黄东军  
【摘要】:随着Internet的迅速发展,群组通信特别是计算机视频会议、网络音/视频广播、股市行情发布、远程教育、计算机支持的协同工作(CACW)、分布式交互仿真等大量兴起。这些新型应用大大推进了社会信息化进程。组播技术正是这些应用的重要基础。组播不同于单播和广播,它将分组发送到一个指定的主机集合,即通信群组。组播的最大特点在于,在组播网络中即使用户数成倍增长,主干带宽也无需随之增加。因此组播成为当前网络技术研究的热点。组播技术研究主要涉及组播路由算法与协议、群组成员关系管理、组播地址分配、接纳控制和组播应用等问题。 本文首先研究了QoS组播路由问题的一般性描述,评述了国内外关于QoS组播路由算法和协议的研究进展,对现存算法和协议进行了分类,研究了组播路由算法与协议的联系及区别。接着,讨论了QoS组播路由算法与协议设计的基本目标,分析了组播路由算法与协议问题的复杂性,研究了QoS组播路由算法与协议性能评价的主要指标以及模拟仿真方法的有效性。本文的主体部分重点研究Qos组播路由算法和协议、接纳控制和多媒体应用等方面的问题。 1) 首次将局部存储结构引入QoS组播路由,使路由器只存储其两层邻居节点的可达性信息以及链路的QoS状态信息,以减少路由器存储开销,提高协议的规模伸缩性;利用这些信息,节点能够更加智能化地转发加入探测报文Join_Probe。针对组播的需要,设计了一套数据结构和组播树构造算法,从而提出了一种新的支持QoS特性的多路径组播路由协议QMoBF。分析表明,基于受限泛播技术的组播路由协议具有节点存储开销小、呼叫接收成功率高、伸缩性好等特点。 2) 研究了QoS组播路由的综合优化问题,提出了一种综合性启发式函数,该函数能够有效使组播树的延时、带宽和网络代价特性都得到一定程度的优化,并有效地运用到QMoBF协议中。 3) 研究了一种结合集中式算法与分布式算法优点的多路径启发式QoS组播路由协议,试图进一步降低控制报文开销并获得较高的呼叫成功率。算法依赖单播路由协议OSPF的链路状态广告报文(Link State Advertisement,LSA)传播链路的代价状态信息。该协议能够有效支持延时和带宽受限的代价优化组播树构造,具有控制报文开销小、可伸缩性好、呼叫成功率高等特点。 4)研究了多路径Qos组播路由协议口人勿BF与接纳控制相融合的方案, 该方案面向支持负载受控服务、有保证服务和尽力而为服务的综合网络结 构,并使用延时和带宽作为接纳参数。由于口几白BF协议能够有效地支持延 时和带宽受限的代价优化组播树构造,并具有无环选路、呼叫接收成功率高、 可伸缩性好等特点,因此在口人肠BF算法中集成接纳控制机制将有助于该协 议的进一步发展。 5)在组播应用上,本文针对传统面向连接的传输结构存在连接多、复杂度 高、伸缩性差等诸多问题,提出了一个基于源根组播的视频会议系统设计原则, 它使系统结构得到简化,可靠性、易用性和规模伸缩性得到提高。本文提出了一 个基于源根组播的会议系统模型,并开发出一个功能强大的多点视频会议系统。
【学位授予单位】:中南大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TP393.02

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