基于IP網(wǎng)絡QoS多播路由技術的研究.pdf

1、隨著計算機網(wǎng)絡技術的發(fā)展，視頻會議、視頻點播(VoD)和遠程教學等實時多媒體應用己大量涌現(xiàn)，它們的共同特點是需要從一個源節(jié)點或多個源節(jié)點將信息傳輸?shù)蕉鄠€目的節(jié)點。由于這些實時業(yè)務對網(wǎng)絡傳輸中的時延、時延抖動、帶寬、包丟失率和代價等較為敏感，當突發(fā)性較高的FTP或含有圖象文件的HTTP等業(yè)務在網(wǎng)絡上傳輸時，實時業(yè)務的傳輸將會受到影響，這樣就需要服務質量(QoS)技術的支持，以確保實時業(yè)務的通信質量。傳統(tǒng)的Internet路由協(xié)議，如開放最

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，即路由是在單個特征值下的優(yōu)化，只提供“盡力而為”服務，不能提供QoS保證。同時，隨著移動網(wǎng)絡和全光網(wǎng)絡等高性能網(wǎng)絡技術的不斷發(fā)展及其應用領域的日益擴大，基于QoS約束的多播路由算法和協(xié)議的理論研究與實現(xiàn)，已成為網(wǎng)絡領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(QoS多播路由)，它與傳統(tǒng)的盡力

3、傳輸不同，QoS路由一般有多個約束條件，通常是一個NP-完全問題。而多播路由是網(wǎng)絡層具備的功能，多播問題的關鍵在于多播路徑的確定，實現(xiàn)多播的最常用的方法就是建立多播樹，多播路由算法主要用來建立一棵性能好的多播樹，并使它滿足各種業(yè)務的服務質量(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，有些算法由于計算的復雜性而無法滿足實際應用的要求；有些算法因缺乏全局的觀點，擴展性較差，難以適應有動態(tài)成員加入的大型群組。本文在

4、總結這些算法的基礎上，提出了解決QoS多播路由的相關方法，主要集中在多QoS約束的多播路由算法和協(xié)議、螞蟻算法和移動代理在IP網(wǎng)絡中路由的優(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)絡中QoS路由的策略和QoS多播路由的問題；從IPQoS的定義和機制出發(fā)，研究了綜合服務模型、資源預留協(xié)議、差分業(yè)務模型、多協(xié)議標簽交換、IPQoS的綜合實現(xiàn)策略以及IPQoS在Linux中的實現(xiàn)；研究了QoS

5、的多播路由機制，提出了在NS2下實現(xiàn)QoS約束的多播路由算法Ⅰ和協(xié)議的方法。 2)論文研討了具有時延、時延抖動、帶寬和代價等多QoS約束的多播路由問題，描述了一種多QoS約束的網(wǎng)絡模型，提出了一種具有多QoS約束的動態(tài)多播路由算法。在DMRAQoS中，一個多播組成員能動態(tài)地加入/退出一個多播會晤，且不干擾現(xiàn)有的多播樹，仿真實驗結果表明，DMRAQoS為研究多QoS約束的多播路由技術提供了一種新的有效途徑。 3)多播路由的

6、優(yōu)化目標是找到一種算法或策略，在給定的網(wǎng)絡和多播需求的情況下，尋求一種鏈路連接方式，使網(wǎng)絡資源能夠得到有效地利用。論文對遺傳算法、模擬退火和神經網(wǎng)絡等進行了討論，在分析了自然界中螞蟻卓越的選路行為后，首先提出了一種具有全局優(yōu)化的QoS多播路由算法，然后對其算法進行了修正，使之更加符合實際應用的需要；最后提出了一種基于移動代理的QoS多播路由算法，設計了移動代理模塊并在NS2下實現(xiàn)，模擬結果驗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)絡鏈路(或節(jié)點)的局部狀態(tài)信息，不需要維護全局狀態(tài)信息，MRPMQoS采用單路徑尋徑和多路徑尋徑相結合的搜索方式，有效地減少了構造一棵多播樹的開銷，降低了結點加入時延和提高了尋徑成功率，仿真結果證明了該協(xié)議可用于不同規(guī)模的網(wǎng)絡，具有良好的可擴展性。 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上