IPTV直播網(wǎng)絡拓撲結構研究.pdf

1、隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及，越來越多的多媒體信息通過互聯(lián)網(wǎng)傳播，IPTV(Internet Protocol Television)直播服務就是其中一類。IPTV直播服務具有較高的服務質量(Quality of Service，QoS)需求。IP組播是一種有效的方式，但是IP組播的有限可用性驅使研究人員在應用層實現(xiàn)組播。在應用層組播中，組成員之間組織成一棵邏輯樹，數(shù)據(jù)沿著邏輯樹通過單播被傳輸至目的節(jié)點。應用層組播實現(xiàn)的IPTV直播服務能夠被建模成

2、為度約束的最小直徑樹問題(minimum diameter，degree-bounded spanning tree，MDDBST)，該問題已經(jīng)被證明為NP-C問題。
　　 應用層組播是一種P2P(Peer to Peer)形式。應用層節(jié)點沒有底層物理網(wǎng)絡的拓撲結構等信息，因而可能選擇“遠距離”的點建立連接，這將給物理網(wǎng)絡帶來許多不必要的流量。所以在應用層組播實現(xiàn)的IPTV直播服務中，應用層流量優(yōu)化問題(application-

3、layer traffic optimization，ALTO)應該被考慮，則IPTV直播服務變成結合ALTO問題的MDDBST問題。
　　 本文提出一個拓撲感知的基于生長森林的蟻群優(yōu)化算法，該算法是一種格網(wǎng)優(yōu)先的方式。首先我們將基于地理位置的Delaunay三角劃分和基于RTT(Round-Trip-Time)的Binning策略相結合建立覆蓋網(wǎng)絡，地理位置和RTT都能夠被用來評估底層物理網(wǎng)絡，因為該覆蓋網(wǎng)絡是拓撲感知的;然后

4、在該覆蓋網(wǎng)絡上利用基于生長森林的蟻群優(yōu)化算法(Ant Colony Optimization algorithm basedon Forest growth，ACOF)建立度約束的最小直徑樹。在ACOF中，螞蟻之間通過信息素進行交流，螞蟻的行為形成森林。初始時森林為空，螞蟻的每一步通過探測信息素的濃度選擇覆蓋網(wǎng)絡中的一條邊，使森林生長。螞蟻的最終目的是森林變成一顆包含所有組成員節(jié)點的樹。在所有的螞蟻建完樹后，根據(jù)當前的局部最優(yōu)樹和全局最