基于IP网络QoS多播路由技术的研究

论文题目: 基于IP网络QoS多播路由技术的研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 交通信息工程与控制

作者: 许毅

导师: 李腊元

关键词: 网络,多播路由,路由协议,约束

文献来源: 武汉理工大学

发表年度: 2005

论文摘要: 随着计算机网络技术的发展,视频会议、视频点播(VoD)和远程教学等实时多媒体应用已大量涌现,它们的共同特点是需要从一个源节点或多个源节点将信息传输到多个目的节点。由于这些实时业务对网络传输中的时延、时延抖动、带宽、包丢失率和代价等较为敏感,当突发性较高的FTP或含有图象文件的HTTP等业务在网络上传输时,实时业务的传输将会受到影响,这样就需要服务质量(QoS:Quality of Service)技术的支持,以确保实时业务的通信质量。传统的Internet路由协议,如开放最短路径优先(OSPF)和路由信息协议(RIP)是基于“最短路径”算法的路由技术,即路由是在单个特征值下的优化,只提供“尽力而为”服务,不能提供QoS保证。同时,随着移动网络和全光网络等高性能网络技术的不断发展及其应用领域的日益扩大,基于QoS约束的多播路由算法和协议的理论研究与实现,已成为网络领域中研究的重要课题。 QoS路由就是寻找满足特定QoS约束的一条可行路径(QoS单播路径)或一棵多播树(QoS多播路由),它与传统的尽力传输不同,QoS路由一般有多个约束条件,通常是一个NP-完全问题。而多播路由是网络层具备的功能,多播问题的关键在于多播路径的确定,实现多播的最常用的方法就是建立多播树,多播路由算法主要用来建立一棵性能好的多播树,并使它满足各种业务的服务质量(QoS)的需求。目前提出的大多数QoS路由算法是启发式算法,有些算法由于计算的复杂性而无法满足实际应用的要求;有些算法因缺乏全局的观点,扩展性较差,难以适应有动态成员加入的大型群组。本文在总结这些算法的基础上,提出了解决QoS多播路由的相关方法,主要集中在多QoS约束的多播路由算法和协议、蚂蚁算法和移动代理在IP网络中路由的优化研究,具体包括以下几方面: 1)论文从研究QoS多播路由的现状出发,分析了IP网络中QoS路由的策略和QoS多播路由的问题;从IPQoS的定义和机制出发,研究了综合服务模型(IntServ)、资源预留协议(RSVP)、差分业务模型(DiffServ)、多协议标签交换(MPLS)、IPQoS的综合实现策略以及IPQoS在Linux中的实现;研究了QoS的多播路由机制,提出了在NS2下实现QoS约束的多播路由算法

论文目录:

第1章绪论

1.1 问题的提出

1.2 研究现状

1.3 QoS的路由策略

1.4 QoS多播

1.4.1 QoS多播特点

1.4.2 QoS多播路由

1.5 主要研究内容

1.6 论文结构

第2章 IP QoS的基本策略及实现

2.1 IP QoS的定义

2.2 IP QoS的机制

2.3 IP QoS的综合实现

2.3.1 DiffServ和MPLS结合实现QoS

2.3.2 DiffServ和IntServ结合实现端到端的QoS

2.3.3 DiffServ和RSVP结合提供端到端的QoS

2.4 IP QoS层次型结构

2.5 IP QoS在LINUX中的实现

2.6 小结

第3章 QoS的多播路由机制

3.1 QoS网络分类

3.2 QoS参数度量

3.3 QoS路由分类

3.4 QoS多播路由

3.4.1 数学模型

3.4.2 网络模型

3.5 QoS多播路由的约束分类

3.6 衡量QoS多播路由算法的质量好坏的判据

3.7 多播路由算法的设计目标和评价

3.7.1 多播路由算法的设计目标

3.7.2 源路由算法的性能评价

3.7.3 分布式路由算法的性能评价

3.8 QoS多播路由的难度

3.9 QoS多播路由仿真平台

3.9.1 仿真网络模型

3.9.2 网络仿真模拟器

3.10 小结

第4章 QoS约束的动态多播路由算法

4.1 引言

4.2 常用的多播路由算法

4.3 动态多播路由算法

4.3.1 不重组动态多播路由算法

4.3.2 可重组动态多播路由算法

4.3.3 动态多播路由算法的特点

4.4 QoS约束的动态多播路由算法

4.4.1 动态多播路由算法的相关工作

4.4.2 DMRAQoS的路由描述

4.4.3 DMRAQoS实现

4.4.4 DMRAQoS正确性证明

4.4.5 DMRAQoS复杂性分析

4.4.6 DMRAQoS的动态性

4.4.7 仿真结果分析

4.5 小结

第5章 QoS约束的多播路由优化算法

5.1 智能优化算法

5.1.1 遗传算法

5.1.2 模拟退火的QoS路由算法

5.1.3 神经网络的QoS多播路由算法

5.1.4 几种优化算法的比较分析

5.2 基于蚁群算法的QoS多播路由优化算法

5.2.1 蚁群算法的基本原理

5.2.2 MROAQoS路由问题描述

5.2.3 MROAQoS的实现

5.2.4 MROAQoS的改善

5.2.5 MROAQoS性能分析

5.2.6 仿真结果

5.3 基于ANT-LIKE移动代理的QoS多播路由算法

5.3.1 移动代理QoS路由算法的研究现状

5.3.2 蚂蚁路由的基本思想

5.3.3 CE算法及改进

5.3.4 MAMRQoS的路由定义

5.3.5 MAMRQoS的实现描述

5.3.6 MAMRQoS模拟环境的建立

5.3.7 MAMRQoS在NS2中的实现

5.3.8 MAMRQoS性能分析

5.3.9 仿真结果

5.4 小结

第6章多QoS约束的多播路由协议

6.1 引言

6.2 常用的多播路由协议

6.2.1 基于源的多播树方法

6.2.2 基于核的多播树方法

6.3 QoS-AWARE多播路由协议

6.3.1 YAM协议

6.3.2 QoSMIC

6.3.3 QMRP

6.3.4 YAM协议、QoSMIC和QMRP比较

6.4 多QoS约束的多播路由协议

6.4.1 多播路由协议的相关研究

6.4.2 网络路由的优化模型

6.4.3 MRPMQoS的描述

6.4.4 MRPMQoS的实现

6.4.5 MRPMQoS的性能分析

6.4.6 MRPMQoS在NS2中的实现

6.4.7 MRPMQoS仿真结果

6.5 小结

第7章 QoS的层次多播路由

7.1 引言

7.2 网络层次模型

7.3 层次路由策略

7.4 层次路由算法

7.5 QoS层次多播路由协议

7.5.1 层次多播路由协议相关研究

7.5.2 HMRPQoS网络路由问题

7.5.3 HMRPQoS描述

7.5.4 HMRPQoS实现过程

7.5.5 HMRPQoS的性能分析

7.5.6 模拟结果

7.6 小结

第8章研究总结和展望

8.1 研究总结

8.2 未来的工作展望

参考文献

致谢

攻读博士期间以第一作者发表的学术论文

攻读博士期间参加科研项目和申请专利情况

发布时间: 2006-06-28

参考文献

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基于IP网络QoS多播路由技术的研究

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