基于QoS的组播路由关键技术研究

论文题目: 基于QoS的组播路由关键技术研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 测试计量技术及仪器

作者: 姜圳

导师: 张礼勇

关键词: 组播路由,服务质量,遗传算法,模拟退火算法,组播安全

文献来源: 哈尔滨理工大学

发表年度: 2005

论文摘要: QoS 组播路由就是给定一个源节点s,一组目的节点集D,一系列QoS 限制条件C,以及可能的优化目标,寻找满足C 的覆盖s 和D 中所有节点的最好的有效树,这是一个NP 完全问题。当前多数QoS 组播路由研究集中在下面的几个问题:带宽受限组播路由;延迟受限组播路由;延迟受限最小代价组播路由;时延—时延抖动受限组播路由。求解该类问题是一个NP 完全问题,不存在确定型多项式复杂性解法。目前都采用启发式算法来解决,当前提出的启发式算法十分复杂而难以求解,该类问题是学术界的研究热点。由于在测控网络中对于数据传输的实时性要求很高,同时要求非常小的延迟抖动和信息的安全性,因此本文的研究工作主要集中在探讨网络QoS 组播路由算法如何支持实时通信,及寻求相对简单且易于求解的保证QoS 组播路由的算法,以及保障组播通信安全。本文根据国内外大量的研究文献资料,将智能优化算法应用到QoS 组播路由进行详细的分析论证。在此基础上利用遗传算法来求解QoS 组播路由问题,并且提出改进的二进制编码方法,该运算简单且可以快速的收敛到最优解,在理论研究的基础上进行仿真和实验研究。本文提出将模拟退火引入组播路由求解问题中,通过不断的“产生新解,判断,接受/舍弃”的迭代来寻求到全局最优解,即找到符合要求的组播树。模拟退火算法是一种随机搜索算法,可以很快的收敛到最优解或近似解。在做理论研究的基础上进行仿真和实验研究。本文同时提出一种基于QoS 要求的混合遗传组播路由算法,以保证QoS 路由对组播实时通信的支持,并进行模拟仿真实验,与遗传算法和模拟退火算法比较,证明所提算法的有效性。

论文目录:

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题的研究背景和意义

1.1.1 课题的背景

1.1.2 课题的目的和意义

1.2 课题的提出

1.2.1 现场总线控制网络

1.2.2 信息网络

1.2.3 以太网

1.2.4 提高以太网性能的方法

1.2.5 基于Eethernet 的集成测控网络

1.2.6 网络服务质量(Quality of Service)

1.3 国内外研究现状

1.4 本文研究内容

第2章 QoS 组播路由算法的研究

2.1 引言

2.2 IP 服务质量(QoS)的定义及特性

2.2.1 服务质量(QoS)的定义

2.2.2 QoS 度量的特性

2.3 组播路由问题

2.3.1 组播分布树的基本类型

2.3.2 组播路由算法

2.4 QoS 组播路由算法分类

2.4.1 QoS 组播源路由算法

2.4.2 分布式组播路由算法

2.5 组播路由协议

2.5.1 基于信源树组播路由协议

2.5.2 基于共享树组播路由协议

2.6 QOS 组播路由问题

2.7 智能优化算法

2.7.1 遗传算法

2.7.2 模拟退火算法

2.8 本章小结

第3章 改进的遗传算法在组播路由选择中的应用

3.1 引言

3.2 组播路由选择方法

3.2.1 传统的组播路由选择方法

3.2.2 计算复杂性与NP 完全问题

3.2.3 遗传算法在组播路由选择中的应用

3.2.4 遗传算法收敛性讨论

3.3 网络模型

3.4 改进的遗传算法

3.4.1 染色体编码与解码

3.4.2 适应度函数

3.4.3 选择

3.4.4 交叉

3.4.5 变异

3.5 遗传算法性能分析

3.6 实例分析

3.6.1 随机网络拓扑生成算法

3.6.2 网络仿真技术

3.6.3 仿真分析

3.7 本章小结

第4章 基于模拟退火的时延受限最小费用组播路由选择方法

4.1 引言

4.2 模拟退火算法简介

4.3 模拟退火算法求解组播路由的实现

4.4 网络模型

4.5 算法复杂度

4.6 实例分析

4.7 本章小结

第5章 混合遗传算法在QoS 组播路由选择中的研究

5.1 引言

5.2 QoS 组播路由问题的混合遗传算法

5.2.1 QoS 组播路由问题数学描述

5.2.2 混合遗传算法描述

5.3 算法复杂度

5.4 实例分析

5.5 本章小结

第6章 一种组播密钥管理方案

6.1 引言

6.2 组播安全

6.3 组播安全问题

6.3.1 组播路由的攻击类型

6.3.2 组播群组密钥管理

6.4 组播密钥管理方案

6.4.1 密钥分配

6.5 本章小结

结论

致谢

攻读博士学位期间所发表的学术论文

参考文献

发布时间: 2005-11-18

参考文献

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• [2].基于QoS约束的组播路由算法研究[D]. 王珩.南京理工大学2004
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• [4].群集智能及其在分布式系统中的应用研究[D]. 蒲汛.电子科技大学2012
• [5].IP网络中拥塞控制和可扩展组播路由研究[D]. 陈尚兵.浙江大学2003
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• [3].IP网络视频组播关键技术研究[D]. 李飞.复旦大学2005
• [4].网络中QoS路由问题的研究[D]. 张品.电子科技大学2004
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• [6].因特网QoS路由算法研究[D]. 郑彦兴.国防科学技术大学2005

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