论文题目: QoS多播路由协议的可扩展性及在区分服务网络中的应用
论文类型: 博士论文
论文专业: 计算机应用技术
作者: 高茜
导师: 罗军舟
关键词: 服务质量,多播,路由,区分服务,可扩展性,低复杂度,高成功率,低连接建立时间,非预留资源子树,异构,服务类间公平性,网络
文献来源: 东南大学
发表年度: 2005
论文摘要: QoS多播路由是QoS网络体系中一个非常重要的组件,它的目的是寻找一棵满足QoS约束的最优多播树,使得在满足每个组成员的QoS需求的同时,可以更加有效的提高网络资源利用率,改善整个网络的吞吐量。近些年来,QoS多播路由的研究得到了广泛的关注,并且提出了许多QoS多播路由协议和算法,然而依然存在着许多问题没有很好的解决,其中协议和算法的可扩展性是一个难点问题。对于QoS多播路由协议而言,影响协议扩展性的一个重要因素是控制消息的数量,泛洪搜索或多路径搜索虽然会使寻路成功率提高,但会导致控制消息数量呈指数级增长。而时间复杂度则直接影响QoS多播路由算法的可扩展性,如何在短时间内快速找到全局最优解依然是目前的研究热点和难点问题。除了在设计协议和算法本身的角度需要提高可扩展性外,从服务模型的角度考虑可扩展性也是十分重要的,区分服务模型以其较好的可扩展性成为最有可能在下一代网络骨干中应用的模型,然而它只适合于点到点的单播,由于传统多播模型的点到多点的结构以及组成员动态性和随机性的特点,使得在区分服务网络中的多播存在的非预留资源子树(NRS:Neglected Reservation Subtree)、可扩展性、异构性以及服务类间的公平性等问题。本文从研究现有多播通信模型以及QoS约束的多播路由协议和算法出发,首先提出了可扩展的QoS多播路由协议MRPQoS(Multicast Routing Protocol with QoS constraints),它将局部搜索与全局搜索、多分支搜索与单分支搜索有机的结合在一起,有效解决了同类协议消息复杂度高、寻路成功率低以及连接建立时间比较长等问题。接着利用禁忌搜索的特点,提出了基于禁忌搜索的QoS多播路由选择快速优化算法TSQMA(Tabu Search based QoS Multicast Algorithm),有效地引导搜索快速逼近最优解,克服了已有算法过于复杂而难以实施的缺点,更加适合在组规模比较大的情况下应用。最后,通过研究分析区分服务网络体系结构与现有多播模型之间的矛盾以及现有解决方案的优缺点,提出了适合于区分服务网络的多播模型DMM(DiffServ Multicast Model)和适合于区分服务网络的分类的多播路由算法PQMRD(Per-class Qos Multicast Routing in Diffserv networks),提高了网络资源利用率,同时可以更加有效的解决NRS、扩展性问题、多播组成员的异构问题以及服务类间的公平性问题。
论文目录:
摘要
ABSTRACT
图表目录
表格目录
缩略词表
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 研究基础
1.2.1 多播通信
1.2.2 QoS 体系结构
1.3 QoS 多播路由问题
1.3.1 QoS 定义与度量参数
1.3.2 QoS 多播路由问题的分类
1.3.3 协议的可扩展性及影响因素
1.3.4 研究现状概述
1.4 研究目标
1.5 研究内容和组织结构
第2章 研究现状
2.1 QoS 多播路由算法
2.1.1 算法分类
2.1.2 无约束树优化多播路由算法
2.1.3 路径优化多播路由算法
2.1.4 链路优化多播路由算法
2.1.5 多QoS 约束的多播路由算法
2.1.6 QoS 约束的树优化算法
2.1.7 算法的评价
2.2 多播路由协议
2.2.1 非QoS 敏感的多播路由协议
2.2.2 QoS 敏感的多播路由协议
2.2.3 协议的评价
2.3 其它相关问题
2.4 小结
第3章 MRPQoS－可扩展的QoS多播路由协议
3.1 问题的描述
3.2 MRPQoS 协议的工作原理
3.2.1 单分支搜索与多分支搜索的自适应切换
3.2.2 局部搜索阶段
3.2.3 网络搜索阶段
3.2.4 回路的避免
3.2.5 成员的离开
3.2.6 多播树的维护
3.2.7 控制消息的报文格式
3.2.8 MRPQoS 协议的伪代码
3.3 协议分析
3.3.1 正确性分析
3.3.2 消息复杂性
3.4 仿真分析
3.4.1 NS 仿真环境
3.4.2 网络拓扑结构及参数配置
3.4.3 仿真结果
3.5 小结
第4章 基于禁忌搜索的QoS多播路由快速优化算法
4.1 引言
4.2 问题的描述
4.3 禁忌搜索的原理
4.4 TSQMA－基于禁忌搜索的QoS 多播路由优化算法
4.4.1 初始化
4.4.2 邻域解集的生成和候选节点的选择
4.4.3 禁忌表与特赦条件
4.4.4 结束条件
4.4.5 算法伪代码
4.5 算法分析
4.5.1 正确性分析
4.5.2 时间复杂性
4.6 仿真结果
4.7 小结
第5章 区分服务网络中多播存在的问题及相关工作
5.1 引言
5.2 DiffServ 网络中多播存在的问题
5.2.1 非预留资源子树问题
5.2.2 可扩展性问题
5.2.3 多播组成员的异构问题
5.2.4 服务类间公平性问题
5.2.5 多点到多点的多播传输问题
5.2.6 共享树的流量监控问题
5.3 DiffServ 网络中多播解决方案
5.3.1 NRS 问题的解决方案
5.3.2 扩展性问题的解决方案
5.3.3 异构多播组的解决方案
5.3.4 其它问题的研究方案
5.3.5 各种解决方案的比较
5.4 研究方向
5.5 小结
第6章 适合于区分服务网络的多播模型和多播路由算法
6.1 DMM－一种适合于DiffServ 网络的多播模型
6.1.1 概述
6.1.2 资源管理和多播组管理
6.1.3 多播路径的选择
6.1.4 多播树信息的封装
6.1.5 多播树报头的发布
6.1.6 讨论
6.2 PQMRD－一种适合于DiffServ 网络的QoS 多播路由算法
6.2.1 算法思想
6.2.2 相关问题
6.2.3 算法分析
6.3 仿真分析
6.3.1 参数配置
6.3.2 仿真结果
6.4 小结
第7章 结论
7.1 研究总结
7.2 今后的工作
致谢
参考文献
个人简历
博士期间论文发表情况
博士学位期间曾参加的相关科研项目
发布时间: 2007-06-11
参考文献
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标签：服务质量论文; 多播论文; 路由论文; 区分服务论文; 可扩展性论文; 低复杂度论文; 高成功率论文; 低连接建立时间论文; 非预留资源子树论文; 异构论文; 服务类间公平性论文; 网络论文;