多播路由中的问题及算法_徐征
通信网络中QoS多播路由算法研究的开题报告
通信网络中QoS多播路由算法研究的开题报告一、研究背景随着互联网的迅速发展，多媒体数据的传输需求也越来越大，QoS （Quality of Service）与多播（Multicast）成为了当下通信网络研究的热点话题。
QoS是指网络运行中系统（如路由器、交换机）对网络业务的优先级排序和传输控制等各种手段的技术，能够保证数据在网络传输过程中稳定、可靠地传输，同时在网络资源有限的情况下，尽可能地满足不同服务质量（QoS）的需求。
多播是指一发一收的数据传输模式转变为一发多收的数据传输模式，能减少网络中的冗余数据传输量，提高网络利用率，同时保证多个收件人接收到相同的数据。
QoS多播路由算法是指在满足QoS要求的情况下，确定多播数据在网络中的传输路径。
现有的QoS多播路由算法研究大多集中在保证网络带宽、时延、丢包率等性能指标的前提下，提高网络的利用率和多播传输效率。
然而，随着网络规模的不断扩大和多媒体内容的不断增加，QoS多播路由算法还需要解决的一些问题，如如何有效减少网络中的冗余数据传输，如何提高网络的可靠性等，因此，对QoS多播路由算法的研究还有许多值得探究的问题。
二、研究内容本研究的目的是构建一种新的基于QoS要求的多播路由算法，针对现有算法存在的问题进行改进。
本研究主要涉及以下内容：1. 综述现有的QoS多播路由算法研究及其应用情况，剖析现有算法的优点与不足。
2. 提出一种基于QoS要求的多播路由选择算法，分析其选择策略。
3. 利用模拟仿真实验来验证该算法的有效性，以及其在不同网络环境下的性能情况。
4. 尝试将该算法应用到实际的网络中，从而实现网络流量的优化和QoS多播传输效率的提高。
三、研究意义和预期结果本研究旨在构建一种更加优化和高效的基于QoS要求的多播路由选择算法，以解决现有算法的不足之处，具有重要的意义。
预期结果如下：1. 提出一种新的算法，能够有效降低网络中冗余数据的传输，提高网络利用率，从而实现网络带宽的优化和减少网络拥塞的发生，保证了多播传输的QoS。
满足QoS约束的多播路由算法的开题报告
满足QoS约束的多播路由算法的开题报告1. 研究背景和意义随着多媒体技术的发展，多播技术逐渐成为实现高效数据传输和服务质量（QoS）保障的重要手段，其在企业、校园网络、IPTV、视频监控等领域得到广泛应用。
然而，在多播数据传输过程中，如何满足QoS约束一直是一个难题，传统的单播和广播算法不能满足多播传输的需要。
因此，多播路由算法成为保证QoS的关键。
2. 研究内容和目标本文旨在研究满足QoS约束的多播路由算法，主要内容包括：（1）多播传输的QoS约束分析，重点研究多播传输中包延迟、丢包率、拥塞控制等关键问题；（2）多播路由协议的分类和性能分析，包括本地化算法、联合算法、统一算法等，重点比较不同算法的复杂度、可扩展性、收敛速度等方面的差异和优缺点；（3）基于QoS的多播路由算法设计与实现，将QoS作为设计关键，设计并实现满足QoS保障的多播路由算法，重点考虑算法的计算复杂度和实用性；（4）仿真和实验验证，通过仿真和实验验证方法验证所设计算法的可行性和有效性，探究算法性能优化的方法。
3. 研究方法和计划本文采用实验室实验和局部网络模拟的方法进行研究，主要步骤包括：（1）多播传输的QoS约束分析。
通过查阅文献和实验数据，分析多播传输中QoS的关键约束指标，包括包延迟、丢包率、拥塞控制等，建立反映QoS约束关系的数学模型。
（2）多播路由协议的分类和性能分析。
收集并归纳多播路由协议的相关论文和实验数据，分析比较不同算法的优缺点，重点关注计算复杂度和收敛速度。
（3）基于QoS的多播路由算法设计与实现。
以满足QoS保障需求为设计目标，设计并实现新的多播路由算法，重点考虑算法的计算复杂度和实用性，采用Python、C++编程语言实现。
（4）仿真和实验验证。
通过基于NS2或者OMNET++的仿真实验和实际部署的网络实验验证所设计算法的有效性和可行性，探究算法性能优化的方法。
计划完成时间为1年。
预计完成时间安排如下：阶段时间完成内容第一阶段 1-3个月多播传输的QoS约束分析和多播路由协议分类研究第二阶段 4-6个月基于QoS的多播路由算法设计和实现第三阶段 7-9个月网络仿真和实验验证第四阶段 10-12个月论文撰写和毕业设计答辩4. 预期成果与贡献本文将研究满足QoS约束的多播路由算法，主要预期成果包括：（1）多播传输的QoS约束分析，建立反映QoS约束关系的数学模型，提供QoS保障的理论指导；（2）多播路由协议的分类和性能分析，比较不同算法的优缺点，为多播路由算法的改进提供思路和方法；（3）基于QoS的多播路由算法设计与实现，设计满足QoS保障的新算法，提高多播路由算法的实用性和可靠性；（4）仿真和实验验证，验证所设计算法的有效性和可行性，探究算法性能优化的方法；（5）论文撰写和毕业设计答辩，将研究成果展示出来，为相关领域研究提供参考和借鉴。
适合WSN的超宽带两步TOA估计算法
适合WSN的超宽带两步TOA估计算法
陈奎;徐钊
【期刊名称】《计算机应用研究》
【年(卷),期】2010(027)003
【摘要】结合低速率能量检测与高速率匹配滤波的两步超宽带TOA估计算法适合WSN定位.通过采样获得低速率能量序列,找出直达路径(direct path,DP)在序列中的位置,即TOA粗估计.在该能量采样周期内进行相关滤波,由相关峰确定DP位置,即TOA精确估计.能量采样周期、能量块选择门限、相关峰检测门限是TOA估计的关键参数,对它们进行讨论,并给出一种基于最大最小能量比(MMR)的归一化门限模型.在IEEE 802.15.4a信道下的仿真结果表明:算法的运算量低于单一滤波匹配算法,精度优于基于能量检测的非相干算法,因此算法适合于低复杂度、低功耗的WSN节点.
【总页数】4页(P1126-1128,1132)
【作者】陈奎;徐钊
【作者单位】徐州工程学院,信电工程学院,江苏,徐州,221008;中国矿业大学,信息与电气工程学院,江苏,徐州,221008
【正文语种】中文
【中图分类】TP92
【相关文献】
1.基于超宽带的TOA-DOA联合定位方法 [J], 杨小凤;陈铁军;黄志文;李琼
2.脉冲超宽带系统中基于改进传播算子算法的TOA和DOA联合估计 [J], 王方秋;张小飞
3.新颖的基于门限比较的脉冲超宽带TOA估计算法 [J], 吴绍华;张钦宇;张乃通
4.基于UWB的无线传感器网络中的两步TOA估计法 [J], 吴绍华;张乃通
5.非线性最小二乘超宽带TOA法在室内定位测量中的研究与实现 [J], 黄瑞贞因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
网络基础知识讲座十九：了解多播路由协议
网络基础知识讲座十九：了解多播路由协议多播在历史上已不只一次成为时髦用语。
IP多播指的是一个发送者向多个接收者发送数据，但只需发送一份数据副本。
多播对流媒体非常有用，所以我们来研究一下它的工作原理。
多播很象广播，多播数据被分配一些特定的地址。
两者的区别在于，一些多播地址可以被路由，并使用在Internet上。
IANA(Internet 地址分配机构)为多播预留的地址空间是224.0.0.0/4，我们现在不再说“D类”地址了。
224/4的地址范围是从224.0.0.0一直到239.255.255.255。
多播比广播更具效率，因为广播数据包必须由本地链路上每台电脑接收，而每个操作系统都会生成一个中断，以便对收到的数据包进行检查，这个过程中通常会复制一些数据。
而在多播时，网卡并不会接收这些数据包，除非它被告知需要接收。
缺省情况下，启用了多播功能的网络接口卡(NIC)在引导时只会侦听224.0.0.1上的数据，这个地址被赋给了“该子网上的所有系统”。
是的，这与广播非常相似，事实上很多人认为广播就是多播的一种特殊情况。
通过设置网卡是否忽略多播内容，多播可以选择传送的目的对象，这是本地链路的工作方式，但Internet是怎样做的呢?如果有人想通过多播向非洲传送一个名人孩子出生的流数据，我们并不想让Internet 上的每一台路由器都消耗带宽把它传送到每台电脑。
除了通过设置本地NIC做出决策外，还有一些多播路由机制可以“修剪”某些子网。
如果你的网络中没有人想看这些信息，那么就没有理由让它进入你的网络。
那些对这一信息感兴趣的人可以运行一个特别的程序，该程序会依次告诉NIC去加入一个多播组。
NIC利用Internet组管理协议(IGMP)提醒本地多播路由器，它想加入一个特定的组。
不过这只能单向实现（只能接收多播数据）。
如果有人想发送和接收多播的信息，那么IP层就需要更高的技巧。
为了发送数据，IP协议会把一个IP地址映射到一个以太网地址上，并把它告诉网卡驱动程序，以便用另一个MAC(媒体访问控制)地址配置网卡。
计算机网络中的多播路由算法
计算机网络中的多播路由算法计算机网络中的多播路由算法计算机网络是由许多连接在一起的计算机组成的，通过这些计算机，我们可以实现信息的传输和共享。
在日常生活中，我们经常使用计算机网络进行点对点通信，例如通过电子邮件发送消息。
然而，在一些特定的应用场景中，点对点通信可能不是最有效的方法，这时候多播就成为了一个更好的选择。
多播是一种将信息从一个发送者传输到一组接收者的网络通信方法。
在计算机网络中，多播路由算法起着非常重要的作用。
它决定了如何将多播数据包从发送者传输到接收者。
多播路由算法可以分为三种主要类型：基于源的多播路由、基于组的多播路由和组成多播路由。
基于源的多播路由算法是最简单的一种方法。
在该算法中，发送者直接将多播数据包发送到网络中，然后每个路由器根据其路由表将数据包转发到适当的接口。
这种算法简单直接，适用于小型网络，但在大型网络中效率较低。
原因是当发送者和接收者数量增加时，转发的数据包数量也会增加，从而导致网络拥塞。
基于组的多播路由算法是一种更复杂的方法。
在该算法中，所有的接收者被分为不同的组，每个组有一个组地址。
发送者只需要将数据包发送到组地址，而不是直接发送给每个接收者。
路由器使用组地址来进行转发决策，只将数据包发送给属于该组的接收者。
这样，无论接收者数量的增加，数据包数量都不会增加，从而提高了网络的效率。
组成多播路由算法是一种结合了基于源和基于组的方法。
在该算法中，发送者首先将数据包发送给组成，然后组成再将数据包发送给每个接收者。
这种方法可以减少发送者的负担，但会增加组成的负担。
因此，选择适当的组成节点非常重要。
在实际应用中，有许多不同的多播路由算法可供选择。
根据网络的规模和需求，选择适合的算法非常重要。
一些常见的多播路由算法包括源树算法、核心树算法和选择树算法。
源树算法是一种最简单的算法。
在该算法中，整个网络形成一棵树状结构，以发送者为根节点，接收者为叶子节点。
数据包沿着这棵树传递，每个节点根据组地址进行转发决策。
一种延迟受限的动态多播路由算法
一种延迟受限的动态多播路由算法
陈琳;杨志云;徐正全
【期刊名称】《计算机工程》
【年(卷),期】2005(31)1
【摘要】基于标签技术和最短费用路径,根据延迟约束不断调整多播路由树中部分路径以减少路径延迟,提出了一种满足延迟约束费用最小的多播路由启发式算法.仿真结果表明,该算法得到的多播路由树具有较小的费用,平均路径延迟也比较小,并且避免了其它同类算法的高复杂性.
【总页数】3页(P108-110)
【作者】陈琳;杨志云;徐正全
【作者单位】长江大学计算机科学学院,武汉,434012;武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室,武汉,430072;武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室,武汉,430072;武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室,武汉,430072
【正文语种】中文
【中图分类】TP301.6
【相关文献】
1.一种延迟约束的动态多播路由算法 [J], 陈琳;余健;杨志云;徐正全
2.基于GA的动态时延受限多播路由算法 [J], 潘劲松;李腊元
3.时延受限低代价的一种多播路由动态算法 [J], 王新红;刘富强
4.一种改进的时延受限多播路由算法 [J], 杨春德;秦宗伟
5.一种新的时延受限多播路由算法 [J], 高玲玲;李伟生
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计算机网络中的多播路由协议比较分析
计算机网络中的多播路由协议比较分析在计算机网络中，多播（Multicast）是一种将数据同时传输给一组特定接收者的通信方式。
相比于单播（Unicast）和广播（Broadcast）方式，多播可以有效地减少网络带宽的占用，提高数据传输的效率。
为了实现多播通信，网络中需要使用多播路由协议进行数据包的转发和控制。
不同的多播路由协议具有不同的优缺点和适用场景。
本文将对常见的多播路由协议进行比较分析。
1. 协议一：DVMRP（Distance Vector Multicast Routing Protocol）DVMRP是一种基于距离向量的多播路由协议。
它通过在网络中传播多播路由表来实现数据包的转发。
DVMRP采用最小成本树算法，使用RIP协议作为距离向量算法的基础。
DVMRP的优点是简单易实现，适用于小型网络。
然而，DVMRP的缺点是路由器需要维护大量的多播路由表，消耗大量的存储空间和网络带宽。
另外，DVMRP不具备适应网络拓扑变化的能力，因此对于大规模网络或动态网络不太适用。
2. 协议二：IGMP（Internet Group Management Protocol）IGMP是一种用于主机加入和离开多播组的通信协议，也是多播路由协议的一部分。
IGMP提供了主机和网络设备之间的交互机制，使得主机可以在加入或离开多播组时通知网络设备进行相应的路由控制。
IGMP协议有三个版本，分别是IGMPv1、IGMPv2和IGMPv3。
IGMPv1和IGMPv2基于查询/报告机制，而IGMPv3引入了源特定多播（SSM）和组特定多播（GSSM）的支持。
IGMP的优点是简单高效，适用于小型网络和普通多播应用。
然而，IGMP的缺点是缺乏可扩展性，在大型网络或需要高级特性的场景下表现不佳。
3. 协议三：PIM（Protocol Independent Multicast）PIM是一种独立于底层协议的多播路由协议。
PIM协议支持多种底层路由协议，如OSPF（Open Shortest Path First）和BGP（Border Gateway Protocol）。
多播路由算法
项目评分标准分值得分40分讲解内容讲解目标明确，具体要求符合课程标准和学生实际，教学，内容正确，无科学性错误。
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总体成绩100分多播路由有些应用会有这样的要求：一些分布在各处的进程需要以组的方式协同工作，给这样的一个小组发送消息称为多播，它的路由算法称为多播路由。
多播路由的实现多播路由要求对组进行管理，首先要有一种办法创建和销组，并且允许进程加入或者离开祖。
路由算法关心的是当一个进程加入组的时候，它需要把这个事实告诉它的主机。
对于路由器来说，它们的哪些主机属于哪些组是非常重要的。
当主机与组之间的从属关系发生变化的时候，主机必须将这些变化告诉路由器，或者由路由器定期询问他们的主机。
无论采用哪一种形式，路由器必须知道它们的哪些主机属于那些组。
路由器再告诉他们的邻居，所以主机与组的从属信息在整个子网中传播开来。
为了实现多播路由，每个路由器计算一颗生成树，该生成树覆盖所有其他的路由器。
例如在图（a）中，我们有两个组：1和2.有的路由器上连接了一些属于一个或者两个组的主机，如图中所标出的那样。
针对最左边路由器的一颗生成树如图（b）所示。
当一个进程给一个组发送多播分组的时候，第一个路由器检查它的生成树，并对该树进行修剪，去掉那些不通向改组成员主机的所有线路。
在我们的例子中，图（c）显示了针对1剪枝之后的生成树，类似的，图（d）显示了针对组2剪枝之后的生成树。
多播路由只沿着正确的生成树被转发。
修剪生成树有很多种可能的方法。
容迟网络多播路由技术研究的开题报告
容迟网络多播路由技术研究的开题报告一、选题背景和意义随着互联网技术的迅猛发展和应用的越来越广泛，在网络中多媒体数据的传输和实时交互已成为计算机网络领域研究的热点。
网络多播在提供高效有效的多媒体数据传输和实时交互方面具有重要的作用。
容迟网络多播作为一种应用较广泛的多播技术，其研究和应用具有重要的现实意义。
二、主要研究内容1. 研究容迟网络多播路由算法的设计原理和要求。
2. 分析容迟网络多播路由中的关键问题，并对其进行详细的分析和总结。
3. 基于容迟网络多播路由技术的理论研究，深入挖掘网络多播技术的优点和不足，探讨优化网络多播技术的方法和途径。
4. 设计实验或构建仿真实验平台，对容迟网络多播路由技术的性能进行分析和评估，比较不同的算法的性能，并找到构建高性能网络的方法。
三、研究方法和技术路线1. 文献调研：通过对网络多播和容迟网络多播路由技术的相关文献进行调研和分析，对该技术的发展趋势和现状进行了解。
2. 理论探讨：对容迟网络多播的设计原理和关键问题进行理论研究和讨论。
3. 算法设计：结合理论探讨的结果，设计适用于容迟网络多播的路由算法。
4. 实验评估：通过实验或仿真实验平台对容迟网络多播的路由算法进行评估，验证算法的性能和可行性。
四、预期成果1. 掌握容迟网络多播的关键技术和路由算法的设计原理。
2. 优化提升容迟网络多播的通信效率和网络性能。
3. 建立性能评估平台，对容迟网络多播的性能进行深入分析和评估。
4. 发现独特的算法和技术，具有实用性和应用前景。
五、研究难点及解决方法1. 容迟多播路由算法的理论建模与分析，需要深入挖掘容迟网络下多播路由算法的独特性和优势。
解决方法：通过文献调研和实验分析，探讨容迟网络路由算法的理论分析和实际应用，找到适用于算法优化和改进的方法和思路。
2. 多播数据的可靠传输和网络资源的优化调配，需要建立合适的模型和实验平台进行深入研究。
解决方法：通过实验和仿真建模，对网络资源和多播数据进行定量分析和评估，找到合适的优化和调配方式，提升网络性能。
多播路由中的问题及算法
多播路由中的问题及算法
徐征;黄传河;吴小兵
【期刊名称】《计算机应用研究》
【年(卷),期】2001(018)012
【摘要】根据多点广播服务的最优化函数和限制条件对多播路由中的问题进行了分类,对每类问题提出了基本的路由算法,并讨论了它们的优缺点.
【总页数】4页(P10-13)
【作者】徐征;黄传河;吴小兵
【作者单位】武汉大学软件工程国家重点实验室,湖北武汉,430072;武汉大学软件工程国家重点实验室,湖北武汉,430072;武汉大学软件工程国家重点实验室,湖北武汉,430072
【正文语种】中文
【中图分类】TP393
【相关文献】
1.一种改进的求解QoS多播路由问题的蚂蚁算法 [J], 龚本灿;李腊元;王少蓉
2.求解带度约束多播路由问题的启发式遗传算法 [J], 潘耘;王行刚;冯烟利;余镇危
3.用遗传算法求解应用层多播路由问题 [J], 曹继军;苏金树
4.Ad Hoc网络中基于遗传蚁群算法的QoS多播路由算法 [J], 邬长安;邵罕;孙艳歌
5.基于遗传蚁群算法的QoS多播路由算法在Ad Hoc网络中运用方法的研究 [J], 沈琳;
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多播路由中的问题及算法徐征,黄传河,吴小兵(武汉大学软件工程国家重点实验室,湖北武汉430072)摘要:根据多点广播服务的最优化函数和限制条件对多播路由中的问题进行了分类,对每类问题提出了基本的路由算法,并讨论了它们的优缺点。
关键词:多播;服务质量保证;路由算法;多播分类中图分类号:TP393文献标识码:A文章编号:1001-3695(2001)12-0010-04Problems and Algorithms in Multicast Rou tingXU Zheng,HUANG Chuan-he,WU Xiao-bing(State Ke y Lab1o f So ftware Engineering,Wuhan Universit y,Wuhan Hube i430072,China)Abs tract:This paper provided a comprehensive overview of existing multicas t routing algori thms.In particular,we classi fy multicas t routing problems according to thei r opti miz ati on functi on and performance constrai ns,present basic routing al gori thm in each problem class and discuss thei r s trengths and weaknes s.K ey words:Multicast;QoS;Routing Algorithm;Cl as sification1引言现有的Internet采用的是点到点的传送方式即单播方式。
在这种方式下,发送方和每一接收方需要一单独的数据通道,从一台服务器送出的每个数据包只能传送给一个客户机,如果有另外的用户希望顺路获得这个数据包的拷贝是不可能的。
这种方式会极大加重服务器的负担并浪费大量带宽。
解决的办法是构建一种具有多播能力的网络,允许路由器一次将数据包复制到多个通道上。
多播发送方只要发送一个信息包而不是很多个,所有目的地将同时收到同一信息包,可以更及时、更同步把信息发送到任意不知名的目的地,减少网络上传输的信息包的总量,网络成本变得相当低廉,达到从未有过的传送能力。
实现多播技术要解决的关键问题是多播路由问题。
由于大量原因,在多播路由中提供QoS是很困难的。
首先,诸如电视会议、视频点播、网络电话和基于Web的应用这些分布式的服务对延迟、延迟抖动、带宽以及包丢失率都有不同的要求,大量约束使多播路由很难实现。
其次,当路由算法被多播路由协议采纳后,又存在很多实际问题(例如;状态集合的更新,动态拓扑结构的处理和会员变化,树的维护和可扩展性)。
QoS的要求使协议设计过程更加复杂化。
此外,我们必须考虑如何用最小的代价收集/维护与QoS相关的状态,如何在集合的不精确状态信息下构建一棵满足QoS的路由树,如何维护路由域之间的QoS等。
在这篇论文中,我们对最新的多播路由算法的进展进行了概述,特别强调了QoS问题。
我们首先概述了多播路由问题,然后根据它们的目标函数以及树约束和链路约束在多播路由中的问题进行了分类,对每类路由问题给出了多播路由算法。
最后对这篇论文进行了总结。
2多播路由中的问题2.1网络模型在多播路由中,网络通常表示成一个带权图G= (V,E),其中V代表节点集合,E代表连接节点的链路集合。
|V|和|E|分别代表节点和链路数目。
不失一般性,这里的带权图中每对节点间至少存在一条链路相连;每条链路上的参数代表链路的当前状态。
例如,我们定义链路延迟函数d:E y R+,它为每条链路赋予一个非负的权重。
d(l)表示一个包经过链路l I E时所产生的延迟;它包括队列延迟,传送时间和复制延迟。
同样,与每个节点相关的参数代表节点的当前状态(例如可用缓存大小等),这些参数称为节点状态。
由网络维护的本地状态和链路状态的集合统称为网络状态。
假设M<V是一组通信中所涉及的所有节点,我们称M为多播组,M中的节点v I M为组成员。
由源节点v s产生的包将被发送到一组接收节点M-{v s}。
根据多播组中源节点和接收节点的数目,通信方式可分为单点到单点(单播),单点到多点和多点到多点三种。
特别的,在大多数多点到多点的方式中,一组成员可能是源节点,可能是接收节点,也可能两者都是。
多播树T是G的子图,它覆盖了M中所有节点。
同时,T也可收稿日期:2001-03-29能包括传送节点即一条路径上的非成员节点。
我们用P T(v s,v d)表示树T中从源节点v s到接收节点v d的路径。
2.2多播路由问题的分类给定一个多播组M和一组可能的最优目标函数0,多播路由就是在网络拓扑结构和网络函数的基础上,构建一棵使目标函数达到最优的多播树的过程。
在基于约束的多播路由中,一组约束通常用点到点延迟、相互间延迟抖动限制、最小带宽、包丢失率或者它们的组合形式出现。
构建的多播树不仅要满足从源节点到接收节点的可达性,而且要满足QoS要求以满足约束条件。
2.211目标函数和约束最优化目标通常定义为使多播树代价最小的形式,这里代价可能是使用的总带宽或者网络应用中定义的函数。
施加的约束可分为以下两类:p链路约束是进行链路选择时对链路使用的限制。
例如,一条链路上带宽和可用缓存大小。
p树约束有以下两种:¹对多播树上从源端到接收端的每条路径上的综合性能的约束。
如,从源端到所有接收端的点到点延迟。
º对从同一源端到任意两个接收端的路径上的性能差异的约束。
如,从源端到任意两个不同接收端的延迟抖动。
根据树约束与相应的链路值的关系,树约束可以被细分为以下三类(其中m(l)代表链路值):p相加树约束对任意路径P T(u,v)=(u,i,j, ,,k,v),如果m(u,v)=m(u,i)+m(i,j)+,+m(k,v)(1)则我们说树约束是相加的。
例如,从节点u到节点v的点到点延迟d(u,v)是相加的,它等于路径P T(u,v)上每个单独链路值d(i,j)的和。
p相乘树约束对任意路径P T(u,v)=(u,i,j, ,,k,v),如果m(u,v)=m(u,i)@m(i,j)@,@m(k,v)(2)则我们说树约束是相乘的。
例如,从节点u经路径P T(u,v)到节点v的包丢失率1-P L(u,v)是相乘的,它等于路径P T(u,v)上每个单独链路上包丢失率1-P L(i,j)的积。
p凹型树约束对任意路径P T(u,v)=(u,i,j, ,,k,v),如果m(u,v)=min[m(u,i),m(i,j),,,m(k,v)](3)则我们说树约束是凹型的。
例如,从节点u到节点v的带宽是凹型的,它等于路径P T(u,v)上每个单独链路的带宽b(i,j)中的最小值。
2.212多播路由问题的分类根据树约束/链路约束和目标函数,多播路由问题可分为以下几类:¹单链路约束问题在构建可行的多播树时加以单个链路约束(如带宽约束路由问题)。
º多链路约束问题在构建可行的多播树时加以多个链路约束(如带宽及缓存约束链路问题)。
»单树约束问题在构建可行的多播树时加以单个树约束(如延迟约束路由问题)。
¼多树约束问题在构建可行的多播树时加以多个树约束(如延迟及延迟抖动路由问题)。
½链路及树约束问题在构建可行的多播树时加以一个链路约束及一个树约束(如延迟及带宽约束路由问题)。
¾链路最优化问题在构建一棵最优的多播树时使用链路最优化函数(如要求多播树上链路带宽最大)。
¿树最优化问题在构建一棵最优的多播树时使用树最优化函数(如要求多播树的总代价最小),这类问题也叫做Steiner树问题。
À链路约束链路最优化问题在构建一棵符合约束条件的最优化多播树时,加以一个链路约束并使用链路最优化函数(如带宽约束缓存最优化问题)。
Á链路约束树最优化问题在构建一棵符合约束条件的最优化多播树时,加以一个链路约束并使用树最优化函数(如带宽约束Steiner树问题)。
l u树约束链路最优化问题在构建一棵符合约束条件的最优化多播树时,加以一个树约束并使用链路最优化函数(如延迟约束带宽最优化问题)。
l v树约束树最优化问题在构建一棵符合约束条件的最优化多播树时,加以一个树约束并使用树最优化函数(如延迟约束Steiner树问题)。
l w链路约束及树约束树最优化问题:在构建一棵符合约束条件的最优化多播树时,加以一个链路约束和一个树约束并使用树最优化函数(如带宽及延迟约束Stei ner树问题)。
第¹,º类问题是容易处理的,因为我们可以通过从网络拓扑图中删去不合要求的来满足约束条件。
Wang[2]已证明寻找一条路径使之满足两个或多个相互独立的相加和/或相乘的约束条件以及它们的任意组合是NP完全的。
因此问题»,½, l u在多项式时间内是可解的,而问题¼则是NP完全的。
问题¾的一个多项式复杂度的算法可见文献[3]。
如果从网络拓扑结构中移去不满足约束条件的链路,则问题8可转化为问题¾,因此问题À在多项式时间内也是可解的。
最后,问题¿(Steiner树问题)和问题Á, l v, l w(约束Steiner树问题)已被证明是NP完全的[4]。
3多播路由算法在这部分中,我们归纳了几种解决以上几类问题的多播路由算法。
3.1最短路径树最短路径算法使多播树上从源节点到接收节点的每条路径上链路权重之和最小。
如果所有链路的权重都为1,结果树就是最小跳树。
如果权重代表链路延迟,结果树就是一棵最小延迟树。
Bellman-Ford和Dijk-stra算法是两个最著名的最短路径算法,它们都是多项式复杂度的。
最短路径算法可用来解决树约束问题(例如,延迟约束)。
3.2最小生成树最小生成树是一棵覆盖所有组成员并且树权重最小的树。
著名的集中式最小生成树算法是Pri m算法,而Gallager则提出了解决最小生成树问题的一个分布式算法。
在Prim算法中,从任意一个根节点开始构建整棵树,直到其扩展到网络中所有节点。
在每一步中,连接已选择节点与未选择节点的权重最小的边被加入到树中。
算法采用了贪心策略,因为在树的增长过程中,每次选择的边都是使树权重增加最少的边。
最小扩展树算法可用来解决树最优化问题。
3.3Steiner树基于Steiner树的问题致力于使多播树的总代价最小,并且已知是NP完全问题,如果多播树包含了树中所有节点,Steiner树问题便转化为最小扩展树问题。