基于服务质量的多播路由算法研究

【摘要】：随着网络技术和网络应用的快速发展,以流媒体、视频点播、可视电话、视频会议等为代表的多媒体业务迅速增长。与此同时,这些多媒体业务也对网络提出了服务质量(QoS)的要求,往往要求网络带宽高,传输费用少,传输延迟小,延迟抖动小,数据包丢失率低。但是目前广泛应用的IP网络的传输模式为“尽量做好”服务,无法直接满足多媒体应用和各种用户对网络QoS的不同要求。因此,如何在IP网络环境下解决应用的QoS问题,便成为当今国际网络研究领域最重要、最富有魅力的核心研究领域之一,是目前计算机网络中研究和开发的热点问题,也是难点问题。 在网络多媒体业务中,针对大量单点对多点的业务应用,通常采用多播/组播(Multicast)技术以节省网络资源,实现链路共享。多播作为一点对多点的通信服务,其服务质量问题较端对端应用更复杂,更困难。多播QoS问题的研究包括许可控制、路由选择、拥塞控制、流量整形、协商机制等,而路由选择问题是其中最关键的课题。虽然该问题已被进行了广泛研究,也有不少算法被提出,但普遍存在着算法复杂、实现困难、网络适应性差、难以满足多播应用动态性的特点等缺点。 本论文针对多播QoS的路由算法设计问题即基于QoS约束的多播路由树构造问题作为进行深入研究,针对目前多播路由树构造算法中的不足之处,从不同角度,采用不同思想,针对多播应用的特点分别设计了静态多播路由算法和动态多播路由算法,算法以传输延迟和/或节点的多播能力作为约束条件,并对结果进行了仿真模拟。针对日益增长的安全传输需求,论文还对多播应用中的密钥管理进行了研究。 在引言部分,首先了对本论文的研究背景、研究内容和意义进行了介绍;第二章先简单介绍了多播应用、QoS应用需求和概念以及保证QoS的机制,再详细介绍了QoS的体系结构、QoS实现策略和实现标准,以及多播技术和在多播应用中密钥管理的若干种算法;第三章给出了多播会话中产生的事件和几种多播模型,介绍了目前多播应用中满足多约束条件情况下路由树的各种构造算法(静态算法、动态算法和分布式协议等),并对这些方法进行评价,指出了各种方法的