应用层网络中多约束的组播路由算法研究

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翻新时间：2023-03-13

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应用层网络中多约束的组播路由算法研究

毕业论文

【关键词】时延约束禁忌搜索组播路由算法应用层网络

【摘要】

随着计算机网络技术和多媒体技术的发展，Internet正在成为许多实时多媒体应用的重要载体，如音/视频会议、网络直播、网络游戏等。这些需要高带宽低时延的应用对组播通信服务提出了迫切要求。由于技术和经济方面的原因，直到现在，全网范围内的IP组播服务尚未完全部署。在IP组播无法满足这些应用需求的情况下，研究人员开始考虑利用Internet端用户的网络资源，在应用层直接提供组播服务，于是提出了应用层组播的概念。应用层组播服务的思想是由端系统而不是路由器实现组播通信的所有功能，其最大的优势在无须改变现有的IP网络结构，不需要底层网络的支持并且部署简单。应用层组播路由与传统的IP组播路由不同，这是因为应用层网络是1个虚拟逻辑网络，其路由和下层网络的路由通常不1致，这就可能造成应用层组播的时延增加和资源浪费。由于端系统主机的转发能力有限，这就引入了度的限制。如何提供有效的组播，设计良好的组播路由算法是应用层组播研究的关键之1，也是本文的研究重点。首先，本文有效的分析了度受限的最小直径生成树算法-CT算法，并提出了改进的CT算法。新算法在构造组播树的过程中，考虑了CT算法未作考虑的结点度平衡分配的问题，采用策略函数迭代的选择使生成树直径最短的路径，从而有效的减少了网络中的转发时延和同1条链路的重复分组数量，同时使用拓扑优化策略，得到优化的组播树。实验结果表明，新算法构造的组播树和CT算法构造的组播树相比，链路压力低10％到30％，而相对直径惩罚仅大4％到11％，但它的相对平均距离惩罚却又几乎相同。达到了平衡了网络负载但并没有牺牲组播树的传输时延的目的。其次，在实时多媒体应用中，为保证服务质量，接受端要求信息在1个时延延迟允许的范围内到达，这就引入了时延受限的应用层组播路由问题。针对这个问题本文提出了1种基于禁忌搜索的应用层组播路由算法TS-LDRB。算法利用禁忌搜索来搜寻满足时延限制的组播生成树，并对该方法的特性进行了研究分析。实验结果表明，TS-LDRB算法具有较好的收敛性，且在生成树半径和剩余度平衡之间具有较好的性能。最后，根据目前工作中的问题，提出了进1步的研究工作。

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