基于QoS的多播路由算法研究与网络仿真

论文摘要

本文介绍了多播路由协议及生成树的构造方法,描述了支持QoS约束的Steiner树的问题模型,并提出了一种关于时延和代价约束的算法:DMPH。然后,本文将DMPH算法应用到CBT核心树,通过两者相结合,达到增强CBT的服务质量保证能力的目的。实验仿真表明,在一定的网络规模下,改进后的CBT协议性能上有了显著提高。 本文总共分为7章,其内容如下: 第1章,引入多播路由的概念,简述了多播路由的应用方向,分析了多播路由特点和研究热点,同时介绍了本课题的来源及研究意义。 第2章,详细介绍了多播路由协议及服务质量保证体系。 第3章,引入网络的仿真的概念,介绍免费仿真软件NS2的组成结构,在已有的模块的基础上,实现延迟测算算法。 第4章,研究静态无约束Steiner树算法,阐述Steiner树的定义和问题模型。提出一种静态Steiner树代价优化算法:KTMPH,并论证算法的有效性和复杂度。 第5章,阐述基于时延和代价约束的Steiner树,提出了一种关于时延和代价约束的算法:DMPH。实验表明,该算法是复杂度较低且性能较优的时延和代价约束Steiner树算法。 第6章,研究结合了DMPH算法的CBT树,称其为DCMA。实验表明,在改进后的协议中,多播节点加入多播组的平均跳数略高于CBT,端到端延迟和树延迟显著小于CBT树。 第7章,总结论文,展望以后的工作。 本文的主要创新点在于提出了性能更好的基于时延和代价约束的Steriner树约束算法,并用该算法改良了CBT协议。NS2实验平台的仿真表明:算法设计正确,性能较同类算法有改良,并且结合算法后的CBT协议的QoS保证能力有了显著增强。

论文目录

• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 多播技术的应用
• 1.3 多播的QoS约束
• 1.4 本课题来源及研究意义
• 第2章 QoS多播路由的理论基础
• 2.1 多播路由技术
• 2.1.1 IP多播地址和多播组
• 2.1.2 多播协议栈
• 2.1.3 密集型多播路由协议
• 2.1.4 稀疏型多播路由协议
• 2.1.5 协同工作
• 2.2 QoS技术
• 2.2.1 业务体系
• 2.2.2 QoS参数
• 2.2.3 QoS实施模块
• 2.2.4 QoS路由
• 2.3 QoS多播路由
• 2.3.1 QoS多播路由问题结构
• 2.3.2 存在的问题及研究方向
• 第3章 NS2与协议仿真
• 3.1 NS组成结构
• 3.1.1 离散事件模拟器
• 3.1.2 构件库和分裂对象
• 3.1.3 网络元素的抽象
• 3.2 场景配置
• 3.2.1 Otcl脚本
• 3.2.2 用户层模拟
• 3.3 协议仿真
• 3.3.1 建立新协议的步骤
• 3.3.2 NS的网络时延
• 第4章 静态无约束Steiner树的启发式算法
• 4.1 Steiher树的定义及描述
• 4.2 典型的无约束Steiner树启发式算法研究
• 4.2.1 MPH算法
• 4.2.2 RS算法
• 4.2.3 KMB算法
• 4.3 KTMPH
• 4.3.1 算法描述
• 4.3.2 算法仿真
• 4.3.3 算法正确性和时间复杂度分析
• 第5章 基于QOS约束的Steiner启发式算法
• 5.1 研究背景
• 5.2 基于时延和费用约束的Steiner数学模型
• 5.3 DMPH算法描述
• 5.4 性能分析
• 5.5 算法仿真
• 第6章 多播路由中心树算法研究
• 6.1 共享树CBT
• 6.2 一种支持QoS的共享树路由算法DCMA
• 6.2.1 问题分析
• 6.2.2 基于时延代价约束的共享树算法的形式化描述
• 6.2.3 算法描述
• 6.3 算法性能分析
• 6.4 算法的NS2仿真
• 6.4.1 网络仿真
• 6.4.2 本算法的仿真
• 第7章 结束语
• 7.1 全文总结
• 7.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和参加的科研项目