支持QoS的组播路由算法的研究

论文摘要

随着Internet的迅速普及与发展,产生了很多新的应用。这些应用在为用户服务的同时也引入了带宽的急剧消耗和网络拥塞等问题,为缓解网络瓶颈,人们提出了IP组播技术。组播的核心问题在于组播路由的确定,由于网络特别庞大,拓扑结构、流量不断动态变化,使得组播路由问题变得非常重要而困难。组成员的动态加入和退出、QoS信息的参与、网络分层路由的需要都为组播路由问题的解决制造了重重障碍。网络路由既要满足用户不同应用的要求,又要能尽量提高网络整体资源的利用率。本文共有六章,内容简介如下：第1章介绍了关于组播的相关内容,包括组播的发展背景、研究现状,并介绍了本课题的研究意义、来源等内容。第2章介绍组播的核心路由问题,包括组播路由算法和实际网络应用的组播路由协议,并介绍两种组播树机制。第3章介绍了网络业务的QoS定义和其数学描述,在此基础上介绍带QoS的部分组播路由算法和协议以及几种IETF为实现QoS所提出的网络体系结构。第4章提出了一种分布式、多QoS约束的组播路由算法（MRMQ）。在MRMQ中,采用了分布式计算方式来解决多QoS约束的NP-完全问题。由MRMQ构造的组播树不仅能够满足带宽和延迟的要求,而且能够最大可能地满足带宽和延迟的要求,且具有最优（或近优）的整体代价。实验结果表明,该算法具有较高的路由成功率和适度的消息负载,生成的组播树具有很低的网络代价。但该算法只适用于平面网络。第5章针对平面路由难于适用不断扩展的大规模网络的问题,提出一种分层路由结构。本章具体分析了层次网络结构和树构造过程,并结合层次网络结构特点提出了一种层次组播路由算法（HMR）,该算法具有扩展性,适用于大规模网络。实验结果表明,层次组播路由算法的运行速度比平面路由算法快,同时减少了算法的时间复杂度和存储空间。但组播树的性能有所降低。第6章给出了本文的总结,并对下一步的工作作了展望。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 QoS路由研究现状
• 1.3 QoS路由研究面临的问题
• 1.4 研究意义
• 1.5 研究内容
• 1.6 本文的主要结构
• 第2章 组播路由
• 2.1 组播简介
• 2.2 组播路由的理论基础
• 2.3 组播路由实现技术
• 2.3.1 组播路由算法
• 2.3.2 组播路由协议
• 2.4 小结
• 第3章 QoS约束的组播路由
• 3.1 概述
• 3.2 QoS约束的数学模型
• 3.3 QoS度量及特征
• 3.3.1 QoS度量
• 3.3.2 QoS度量特征
• 3.4 QoS约束组播路由算法和协议
• 3.4.1 QoS约束组播路由算法
• 3.4.2 QoS约束组播路由协议
• 3.5 QoS组播的网络体系结构
• 3.6 小结
• 第4章 一种支持多QoS约束的组播路由算法
• 4.1 算法提出的背景
• 4.2 网络模型
• 4.3 路由算法
• 4.3.1 基本思想
• 4.3.2 路由过程
• 4.4 算法复杂性
• 4.5 仿真实验
• 4.5.1 仿真环境
• 4.5.2 实验结果
• 4.6 小结
• 第5章 一种支持QoS的层次组播路由算法
• 5.1 算法提出的背景
• 5.2 网络模型
• 5.2.1 层次网络模型
• 5.2.2 QoS组播路由模型
• 5.3 层次组播树的结构和构造过程
• 5.3.1 层次网络结构
• 5.3.2 层次组播树构造过程
• 5.4 层次组播路由算法（HMR）
• 5.5 实验仿真
• 5.6 小结
• 第6章 结论
• 6.1 工作总结
• 6.2 进一步工作研究
• 参考文献
• 致谢