基于IP網(wǎng)絡(luò)QoS多播路由技術(shù)的研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，視頻會(huì)議、視頻點(diǎn)播(VoD)和遠(yuǎn)程教學(xué)等實(shí)時(shí)多媒體應(yīng)用己大量涌現(xiàn)，它們的共同特點(diǎn)是需要從一個(gè)源節(jié)點(diǎn)或多個(gè)源節(jié)點(diǎn)將信息傳輸?shù)蕉鄠€(gè)目的節(jié)點(diǎn)。由于這些實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸中的時(shí)延、時(shí)延抖動(dòng)、帶寬、包丟失率和代價(jià)等較為敏感，當(dāng)突發(fā)性較高的FTP或含有圖象文件的HTTP等業(yè)務(wù)在網(wǎng)絡(luò)上傳輸時(shí)，實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的傳輸將會(huì)受到影響，這樣就需要服務(wù)質(zhì)量(QoS)技術(shù)的支持，以確保實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的通信質(zhì)量。傳統(tǒng)的Internet路由協(xié)議，如開(kāi)放最

2、短路徑優(yōu)先(OSPF)和路由信息協(xié)議(RIP)是基于“最短路徑”算法的路由技術(shù)，即路由是在單個(gè)特征值下的優(yōu)化，只提供“盡力而為”服務(wù)，不能提供QoS保證。同時(shí)，隨著移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和全光網(wǎng)絡(luò)等高性能網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展及其應(yīng)用領(lǐng)域的日益擴(kuò)大，基于QoS約束的多播路由算法和協(xié)議的理論研究與實(shí)現(xiàn)，已成為網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域中研究的重要課題。 QoS路由就是尋找滿足特定QoS約束的一條可行路徑(QoS單播路徑)或一棵多播樹(shù)(QoS多播路由)，它與傳統(tǒng)的盡力

3、傳輸不同，QoS路由一般有多個(gè)約束條件，通常是一個(gè)NP-完全問(wèn)題。而多播路由是網(wǎng)絡(luò)層具備的功能，多播問(wèn)題的關(guān)鍵在于多播路徑的確定，實(shí)現(xiàn)多播的最常用的方法就是建立多播樹(shù)，多播路由算法主要用來(lái)建立一棵性能好的多播樹(shù)，并使它滿足各種業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量(QoS)的需求。 目前提出的大多數(shù)QoS路由算法是啟發(fā)式算法，有些算法由于計(jì)算的復(fù)雜性而無(wú)法滿足實(shí)際應(yīng)用的要求；有些算法因缺乏全局的觀點(diǎn)，擴(kuò)展性較差，難以適應(yīng)有動(dòng)態(tài)成員加入的大型群組。本文在

4、總結(jié)這些算法的基礎(chǔ)上，提出了解決QoS多播路由的相關(guān)方法，主要集中在多QoS約束的多播路由算法和協(xié)議、螞蟻算法和移動(dòng)代理在IP網(wǎng)絡(luò)中路由的優(yōu)化研究，具體包括以下幾方面： 1)論文從研究QoS多播路由的現(xiàn)狀出發(fā)，分析了IP網(wǎng)絡(luò)中QoS路由的策略和QoS多播路由的問(wèn)題；從IPQoS的定義和機(jī)制出發(fā)，研究了綜合服務(wù)模型、資源預(yù)留協(xié)議、差分業(yè)務(wù)模型、多協(xié)議標(biāo)簽交換、IPQoS的綜合實(shí)現(xiàn)策略以及IPQoS在Linux中的實(shí)現(xiàn)；研究了QoS

5、的多播路由機(jī)制，提出了在NS2下實(shí)現(xiàn)QoS約束的多播路由算法Ⅰ和協(xié)議的方法。 2)論文研討了具有時(shí)延、時(shí)延抖動(dòng)、帶寬和代價(jià)等多QoS約束的多播路由問(wèn)題，描述了一種多QoS約束的網(wǎng)絡(luò)模型，提出了一種具有多QoS約束的動(dòng)態(tài)多播路由算法。在DMRAQoS中，一個(gè)多播組成員能動(dòng)態(tài)地加入/退出一個(gè)多播會(huì)晤，且不干擾現(xiàn)有的多播樹(shù)，仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，DMRAQoS為研究多QoS約束的多播路由技術(shù)提供了一種新的有效途徑。 3)多播路由的

6、優(yōu)化目標(biāo)是找到一種算法或策略，在給定的網(wǎng)絡(luò)和多播需求的情況下，尋求一種鏈路連接方式，使網(wǎng)絡(luò)資源能夠得到有效地利用。論文對(duì)遺傳算法、模擬退火和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等進(jìn)行了討論，在分析了自然界中螞蟻?zhàn)吭降倪x路行為后，首先提出了一種具有全局優(yōu)化的QoS多播路由算法，然后對(duì)其算法進(jìn)行了修正，使之更加符合實(shí)際應(yīng)用的需要；最后提出了一種基于移動(dòng)代理的QoS多播路由算法，設(shè)計(jì)了移動(dòng)代理模塊并在NS2下實(shí)現(xiàn)，模擬結(jié)果驗(yàn)證了其算法的可行性和有效性。 4)論文

7、在分析YAM、QoSMIC和QMRP協(xié)議的基礎(chǔ)上，提出了一種支持多QoS約束的多播路由協(xié)議(MRPMQoS)。該協(xié)議只要求網(wǎng)絡(luò)鏈路(或節(jié)點(diǎn))的局部狀態(tài)信息，不需要維護(hù)全局狀態(tài)信息，MRPMQoS采用單路徑尋徑和多路徑尋徑相結(jié)合的搜索方式，有效地減少了構(gòu)造一棵多播樹(shù)的開(kāi)銷，降低了結(jié)點(diǎn)加入時(shí)延和提高了尋徑成功率，仿真結(jié)果證明了該協(xié)議可用于不同規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)，具有良好的可擴(kuò)展性。 5)論文在分析層次路由算法和QoS層次多播路由算法的基礎(chǔ)上