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QoS组播路由问题研究

朱晓丽  
【摘要】:近来Internet 上越来越多有QoS 要求的组应用的涌现,如视频会议、网络音频/视频广播、远程教育、软件更新等,这加速了网络对可扩展的有效的组播通信方式支持的需要。与单播通信方式比较起来,组播在点到多点的数据传输方面更有效,在传统的单播通信方式中,源需要向每个接收者单独传送一份数据的拷贝,一个数据流就有可能占用了不必要的很大一部分的带宽,如果接收者成千上万,网络拥塞发生的可能性就大大增高。而在组播通信方式中,主干链路上只有一个数据的拷贝,路由器只在分枝处进行数据包的复制,所以大大节省了带宽。 实现组播重要的一环是组播路径的确立,与单播传输路径不同的是组播数据传输的拓扑是一棵组播树,而构建组播树是组播路由的任务,考虑到现在越来越多多媒体应用要求有QoS 保证,所以如何构建一棵组播树使其满足相应用户的QoS 要求成为组播研究领域的一个很大的挑战。许多研究者正致力于QoS 组播路由算法和协议的研究和设计,QoS 组播路由已经成为近年来的一个热点研究领域。 本文第1 章首先介绍了组播的基本知识,分析了组播路由的原理,在此基础上,为了满足应用的QoS 要求,探讨了QoS 组播路由的相关工作,并分析了当前该领域中存在的问题。 第2 章着重探讨了QoS 组播路由中的相关问题。首先介绍了组播树的类型以及各种类型的特点,接着给出了当前常用的几种组播路由协议并将它们分为两类,最后引入QoS概念,给出QoS 度量的种类,QoS 网络模型以及QoS 路由的相关问题。 在QoS 组播路由中,寻找多约束可行路径问题已经被证明是NP 完全问题。第3 章提出了一个构建组播树的启发式算法,该算法基于两点:基于复合权值的Dijkstra 算法和核心树的思想,该算法建立的组播树不仅能满足用户的时延和时延差异限制的要求,并且能够保证构建组播树的耗费较小。 近年来,除了单路径寻路方式外,多路径寻路方式和混合寻路方式得到了越来越多的关注。在第4 章里,我们分析和比较了三种寻路方式的优缺点,并在此基础上提出了一种新的QoS 组播路由算法QoSMRA,该算法综合应用了单路径寻路、多路径寻路、局部搜索以及源搜索方式,使其与同类算法相比连接建立的时间较短,并且在消息开销和连接成功率之间也作了较好的折衷。 为了验证算法的合理性和有效性,本文在第5 章中对QoSMRA 进行了仿真实验来评价算法多方面的性能,仿真结果表明,与以往算法相比,该算法在消息开销、连接成功率和连接建立时间等性能指标方面都有较好的改善。 NS 是目前国际上应用广泛的网络仿真软件,在分析和评价网络性能方面发挥了重要


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