基于按需路由的MPRN多播算法

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基于QoS的多播路由算法研究的开题报告

基于QoS的多播路由算法研究的开题报告一、选题背景随着多媒体技术的快速发展，多播（Multicast）技术在现代网络中得到了广泛应用。

多播技术将数据包同时发送给一组接收方，从而节省了网络带宽和处理能力，降低了网络延迟，提高了网络效率。

但在多播传输中，如何避免数据包的丢失、重复和乱序等问题，以保证传输质量，是需解决的核心问题之一。

基于QoS的多播路由算法为解决这一问题提供了一种可行的方案。

二、研究目的本研究旨在探究基于QoS的多播路由算法，解决多播传输中的质量问题，提高多播传输的效率和可靠性。

三、研究内容（1）点对多播（Source specific multicast）、组播（Any-source multicast）和融合（Multiprotocol label switching (MPLS) multicast）三种多播技术的原理和特点比较。

（2）多播路由协议的分类和特点、多播路由算法包括贪心算法、模拟退火算法和遗传算法的理论研究。

（3）基于QoS的多播路由算法的实现方法、流量控制、丢包恢复等问题的研究。

（4）基于仿真实验，对比分析不同的多播路由算法在网络拓扑结构、业务流量和网络负载等不同场景下的性能差异，提出改进算法的建议。

四、研究意义（1）对于理论方面，本研究对于多播技术和多播路由协议的分类、特点及应用场景等相关问题进行了深入的研究和探讨，为未来多播技术的研究提供了理论基础和方法论支持。

（2）对于实践方面，本研究结合实验仿真，对比不同多播路由算法在不同网络环境下的适用性，为企业和机构的实际应用提供了技术支持和决策依据。

（3）对于社会方面，本研究可为多媒体通信、云计算等领域的网络优化和性能提升提供支持，促进信息社会进步和数字化建设。

五、研究方法（1）文献研究法：收集和整理多播技术和多播路由协议的相关文献和进展，深入了解研究领域的理论发展和最新技术动态。

（2）仿真实验法：基于NS-3等仿真平台，构建多播网络拓扑结构，进行多个实验场景下的性能对比分析，并分析实验结果，提出算法改进方案。

基于负载均衡算法的按需多播路由协议

减小数据丢失率。
关健词：Ａｄｈｏｃ网络；按需多播路由协议；负载均衡；阈值；网络吞吐率；数据丢失率
Ｏｎ－ｄｅｍａｎｄＭｕｌｔｉｃａｓｔＲｏｕｔｉｎｇＰｒｏｔｏｃｏｌ
Ｂａｓｅｄ０ｎＬｏａｄＢａｌａｎｃｉｎｇＡｌｇｏｒｉｔｈｍ
ｌｏａｄｉｎＡｄｈｏｃｎｅｔｗｏｒｋ，ａｎｉｍｐｒｏｖｅｄＯＤＭＲＰｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｉｔｂｒｉｎｇｓｉｎｌｏａｄｂａｌａｎｃｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍ，ｗｈｉｃｈａｃｃｅｐｔｓｏｒｄｉｓｃａｒｄｓａＪＯＩＮ— ＴＡＢＬＥｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｒｅｃｅｎｔｌｏａｄｏｆａｎｏｄｅ，ａｎｄａｎｏｄｅｗｉｔｈｌｉｇｈｔｌｏａｄｂｅｃｏｍｅｓａｔｒａｎｓｍｉｔｎｏｄｅｔｏｅａｓｅｎｅｔｗｏｒｋｃｏｎｇｅｓｔｉｏｎａｎｄｍａｋｅｆｕｌｌＵＳＣｏｆｎｅｔｗｏｒｋｒｅｓｏｕｒｃｅ．ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｄＯＤＭＲＰｃａｎｉｎｃｒｅａｓｅｎｅｔｗｏｒｋｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔａｎｄｄｅｃｒｅａｓｅｄａｔａｌｏｓｓｒａｔｅｕｎｄｅｒ

小节点IP DSLAM系统IGMP多播的设计

小节点IP DSLAM系统IGMP多播的设计
张琳
【期刊名称】《电信快报：网络与通信》
【年(卷),期】2004(000)009
【摘要】在简要介绍小节点IP网络数字用户线接入复用器(IP DSLAM)系统的基础上,提出在宽带接入设备中利用因特网用户组管理协议(IGMP)实现数据多播的设计思路.IGMP多播功能是DSLAM系统中实现视频流多播等增值业务的基础,文中介绍了IGMP的问询、应答、加入和离开4项重要功能,以及在小节点IP DSLAM 系统中多播的具体实现方式.通过把各多播组定义为D类IP地址转化的MAC地址,可以在数据库中很好地把多播组、虚拟局域网(VLAN)以及用户端口关联起来.举例说明并描述了骨干网中视频服务器与DSL终端用户之间,如何利用宽带接入设备提供的VLAN管理功能实现多播组的配置和管理.通过对VLAN的划分和管理,IGMP 多播功能在宽带接入设备中的实现变得简单明了.
【总页数】3页(P30-32)
【作者】张琳
【作者单位】上海交通大学电子与信息工程系,上海市,200030
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于IP多播与JMF技术的网络教学数据传输系统设计研究 [J], 贾长云;陶祥亚;杨成
2.基于IP多播视频系统的设计与实现 [J], 朱晓梅;郭宇明;牛立君
3.基于网络处理器的IP-DSLAM接入认证系统的研究与设计 [J], 单翀;苏伟;张宏科
4.基于IP多播的数据分发系统设计与实现 [J], 范开涛;周翔鹰
5.多播种机作业系统设计—基于无线网络节点协同通信与聚合算法 [J], 罗秀梅因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

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。

基于按需路由的MPRN多播算法

基于按需路由的MPRN多播算法
原达;宋瀚涛
【期刊名称】《计算机工程与应用》
【年(卷),期】2002(038)019
【摘要】文章提出了采用按需路由发现策略的移动分组无线网多播路由算法.在算法中不需要维护全局的路由信息,通过按需路由发现过程,动态更新路由信息和建立多播转发组.多播数据包在转发组成员间进行有限泛洪,能够降低带宽的占用及减少路由更新信息的传播.模拟实验显示多播算法在带宽较低、多播组成员数量变化较大的移动分组无线网环境中,具有较好的可靠性和工作效率.
【总页数】3页(P17-18,27)
【作者】原达;宋瀚涛
【作者单位】北京理工大学计算机科学与工程系,北京,100081;北京理工大学计算机科学与工程系,北京,100081
【正文语种】中文
【中图分类】TP393.02
【相关文献】
1.加权的基于多播节点的多播路由算法 [J], 余燕平;仇佩亮
2.基于关键节点和多播节点的多播路由算法 [J], 余燕平;赵问道;孟利民;仇佩亮
3.基于负载均衡算法的按需多播路由协议 [J], 赵楠楠;王成;杨学惠
4.一种基于ODMRP的按需式分簇多播路由协议 [J], 徐浩;慕德俊;张治
5.基于按需路由的MPRN路由协议 [J], 原达;范辉;董付国;李晋江
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于遗传算法与模糊逻辑的多播路由的研究的开题报告

基于遗传算法与模糊逻辑的多播路由的研究的开题报告一、研究背景随着互联网的不断发展和普及，多播技术也得到了广泛的应用。

多播技术可以有效地降低网络带宽的占用率，提高网络的传输效率，节省网络资源，因此越来越受到各界的关注和研究。

当前，多播路由的研究主要集中在基于网络拓扑结构的算法设计和优化，如DVMRP、PIM-DM、PIM-SM等。

但是，这些方法存在着路由选取效率低、网络负载不均衡等问题，因此需要进一步研究。

遗传算法是一种基于自然选择和随机变异的优化算法，具有全局搜索能力和多目标优化能力，已经在多领域得到了广泛应用。

模糊逻辑是一种处理不确定性和模糊性问题的方法，具有较强的适应性和容错能力，已经在多播路由的优化中得到了应用。

因此，基于遗传算法与模糊逻辑的多播路由策略是当前多播路由优化的研究热点。

二、研究目的和内容本文旨在基于遗传算法与模糊逻辑的多播路由策略，提出一种新的优化算法设计方法，通过模糊逻辑的分析和处理，建立路由选择模型，并通过遗传算法的全局搜索能力，不断优化路由选择策略，从而实现多播路由的最优化。

具体内容如下：1.综述多播路由的相关研究和应用背景，分析现有算法的局限性和不足。

2.研究多播路由的特点和基本原理，建立多播路由的路由选择模型。

3.利用模糊逻辑方法，对路由选择模型进行分析和处理，得到多播路由的可行解集。

4.基于遗传算法对多播路由的可行解集进行全局搜索，优化路由选择策略，并不断迭代、更新路由表。

5.在NS3模拟器上进行实验验证，比较本文提出的算法与现有算法的性能差异，验证本文算法的优越性。

三、研究意义本文提出的基于遗传算法与模糊逻辑的多播路由策略可以有效地解决现有算法的路由选取效率低和网络负载不均衡等问题，具有实用性和应用价值。

本文所提出的路由选择模型可为多播路由问题的分析和处理提供一种新的思路和参考方法，对于推动多播技术的普及和应用都有一定的促进作用。

四、研究方法本文的研究方法主要包括文献综述、理论分析、算法设计、程序实现和实验验证等五个方面，具体实施步骤如下：1.进行文献综述，了解多播路由相关的研究现状和最新进展。

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。

一种用于MPRN的多播路由协议

Ｋｅｒｓ：ｍｏｉａｋｔｒｄｏｎｔｒｉｇ；ｍｕｔｃｓｒｔｃｌｎｄｍａｄｒｕｉｇ；ｆｒｒｉｇｙｗｏｄｂｌｐｃｅａｉｅｗｏｋｎｅｌｉａｔｐｏｏｏ；ｏ — ｅｎｏｔｎｏｗａｄｎ
Ａｂｓｒｃ：Ａｍｕｔｃｓｐｏｔｏｌｔｌｚｎｇｎ— ｅａｄｏｉｇｔａｅｆｍｏｂｌｐｃｅｒｄｉｔａｔｌｉａｔｒｏｃｕｉｉｉｏｄｍｎｒｕｔｎｓｒｔｇｙｏｒｉｅａｋｔａｏｎｔｒｉｐｏｐｅｅｗｏｋｓｒｏｓｄ．Ｔｈｅｐｒｏｏｉａｏｔｃｌｓｍｅｈ－ｓｄｓｂａｅｍｕｔｃｓｓｈｅｌｉａｔｃｍｅ．Ｉｄｏｓｔｅｎｏｍａｎｔｉｔｉａｎｐｒｎｎｔｒｕｔａｅｔｕｌｔｏｌｇｉａｅ．Ｉｓｅｄ，ｉｐｐｌｓｏｄｍａｎｒｅｒｓｏｅｍａｅｏｅｔｂｌｓｗｉｈｆｌｏｐｏｃｌｖｉｗｓｎｔａｔａｉｎ— ｅｅｄｐｏｃｄｕｅｔｄｉｃｅｒｕｔｓｙｎｍｉａｌｄｂｕｉｄｓｏｖｒｏｅｄａｃｌｙａｎｌｍｕｈｉａｔｆｒｒｎｇｏｕ．Ｔｈｅｃｓｏｗａｄｉｇｒｐｓｍｕｈｉａｔｃｓｐａｋｅｓｒｃｔａｅ
ｇｏｕｐｒ
移动分组无线网（ｂｌａｋｔａｉｍｏｉｐｃｅｒｄｏｅ
机和路由器两种角色．方面，一节点作为主机运行相关的协同程序．另一方面，点作为路由器需要运行节相关的路由协议、行路由发现和路由维护等操作．进

一种基于最小路径的多播路由优化算法

一种基于最小路径的多播路由优化算法沈根海【期刊名称】《西南师范大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2014(000)007【摘要】The underlying structure of cyber physical systems (CPS) are constituted of sensors ,controllers and actuators such as heterogeneous nodes with Ad Hoc network .They contact each other through those networks while different nodes are needed to transmitted data to the target node .Traditional wireless self-organizing networks usually use unicast or broadcast technology ,but these are often not high real-time performance ,with high communication overhead .It is not appropriated to in the CPS .Wireless multicast routing issue in cyber physical systems is formulated to a minimum path problem .Mathematical model is constraint minimum Steiner tree problem .Heuristic algorithm for the NP-hard problem has been used to build a minimal path multicast routing algorithm by greedy algorithm .Finally ,classic multicast routing al-gorithm as uCast ,SenCast by simulation have been compared .Result proves that the algorithm has better performance in the real-time and energy consumption .%信息物理融合系统（Cyber-Physical Systems ，CPS）底层是传感器、控制器和执行器等异构节点构成的无线自组网络，不同节点之间需要通过通信网络传送给感兴趣目标节点，传统的无线自组织网络一般采用单播或广播技术，但是这些往往实时性不高，通信开销大，不利于在CPS中受限节点间通信。

无线传感网络中QoS约束多播路由算法

无线传感网络中QoS约束多播路由算法伍新华【摘要】分析了无线传感网络中具有时延、带宽和剩余能量等多QoS约束的多播路由问题.描述了一种适应于研究QoS多播路由的网络模型.提出了一种具有多QoS约束的能量有效的多播路由算法(EMRA),该算法成功地解决了无线传感网络中多播节点动态变化时的QoS路由选择问题.仿真实验证明了EMRA的有效性和优越性.%This paper discusses the multicast routing problem of the wireless sensor networks (WSN) with multiple QoS constraints, which may deal with the delay, bandwidth and surplus energy metrics, and describes a network model for researching the routing problem. It presents an energy-efficient multicast routing algorithm with multiple QoS constraints (EMRA). The EMRA successfully solves the QoS routing problems when multicast nodes change dynamically in the networks. In this paper, the proof of correctness and complexity analysis of the EMRA are also given. The superiority and effectiveness are proved by simulation.【期刊名称】《武汉理工大学学报（交通科学与工程版）》【年(卷),期】2011(035)004【总页数】4页(P813-816)【关键词】多播路由;无线传感网络;算法;QoS约束【作者】伍新华【作者单位】武汉理工大学计算机学院武汉 430063【正文语种】中文【中图分类】TP212.9QoS多播路由技术的目标是找到一种算法或策略，在给定的网络和多播需求的情况下，寻求一种链路连接方式，使网络资源能够得到有效利用［1］.文献［2］中将基于图论的最小能量广播／多播问题归纳为最小能量广播树和最小能量多播树问题，文献［3］中提出最大剩余能量的QoS多播路由算法，文献［4］提出了基于平衡节点能量消耗的思想，通过平衡节点能量的消耗或减少能量低的节点参与路由的几率来提高网络的寿命.本文讨论了延时、带宽及节点剩余能量的问题，提出了一种多QoS约束的能量有效多播路由算法（EMRA）.1 网络模型一个网络可以表示为有向赋权图G（V，E）.式中：V ＝｛v1，v2，…，vn｝是图G 中节点的集合，表示无线传感器网络中节点，E ＝｛e1，e2，…，em｝是边的集合，每条边为连接网络节点的通信链路.设P（s，t）表示从源节点s至端节点t的路径，T（s，M）表示多播树.s，t∈V，M ⊆｛V－｛s｝｝为该多播树的端节点或叶节点集.则有多播树T的带宽约束是从源节点s至各目的节点t的路径最小带宽，B（T）＝min｛b（e）｝；多播树T的总能量，）；多播树T的时延约束是从源节点s至各目的节点t的路径时延之和的最大值，定义1 考虑多播路由问题，给出一棵多播树T（s，M），P（s，t）为多播树T （s，M）上源节点s到某目的节点t的路由路径满足：（1）时延约束e∈ P（s，t）；（2）带宽约束B（e）≥Bmin；（3）节点能量约束在所有满足（1）和（2）条件的多播树集合中，R（T（s，M））→（min）.式中：Dmax为源节点到目的节点的时延上限值；Bmin为带宽的下限值.定义2 如果p（s，t）满足（d（s，＊）＋d（k，t）≤ Dmax）∧ （b（i，j）≥ Bmin）∧ （R（P（s，t））＝min［r1，…，rf］，则满足此约束的路径为能量消费最小路径；满足带宽和时延约束的最小能量路径多播树问题是一个NP完全问题［5］，可以采用一些启发式算法加以解决.2 EMRA2.1 EMRA节点选择策略多播节点的加入操作涉及到加入点的选择问题，一般有随机点策略、最小时延点和能量消耗最小三种选择策略.随机点策略就是从多播子树中任选一个路由节点作为多播终点的加入点.最小时延点策略是s到d的最小时延路由路径与多播子树的交点作为多播终点d的加入点.最小能量点策略则是选择从s到d的能量消耗最小路由路径与多播子树的交点作为多播终点d的加入点.仿真实验结果表明，最小能量消耗策略费用精度最好，所以，EMRA选择最小能量点策略.2.2 EMRA实现EMRA基本思想是利用可行链路来构建满足带宽和延时约束的最小能量消耗的多播路由树，因此利用文献［6］中的BIP最小生成树的Prim算法的基本思想来构成.以源节点s为根节点，首先找到一个能量耗费最小的节点添加到树中，然后BIP 使用最小能量增量的原则每次往树中添加一个节点，直到所有的节点全部加入到树中，最后得到的树即是一个最小能量多播树的解.EMRA首先选择多播信源构成初始多播树，然后根据多播成员的连接请求或退出请求，依照加入和退出操作规则，动态地建立或切断连接，多播树的形成过程就是多播成员的动态加入和退出过程.在EMRA的形成过程中，路由器或节点需在其路由表保存一些特定的信息.为了描述方便，定义EMRA的主要消息如下：Request （加入请求消息），节点t向多播信源s发送请求加入多播；Accept（加入确认消息），源节点s向请求授权点t发送确认加入请求；Delete（链路删除消息），节点t沿多播树向父节点w逆向发送请求删除链路（w，t）；Establish（建立状态），路由资源在该节点已分配完毕.EMRA是以分布的方式来建立多播树的，每个节点以同样的算法，四种不同的节点（源节点、树节点、中间节点和目标节点）在协议中以不同的方式交换信息，每个节点的操作由到达的控制消息所触发（Request，Accept，Delete，Establish）.链路e的带宽、延时和能量分别为B（e），D（e），R（e）；而r ＿table为局部路由表；对于任何节点v，r＿table［v］.b为在最短路径上的有用的带宽；r＿table［v］.d为在最短路径上的有用的延时；r＿table［v］.r为在最短路径上的有用的能量.EMRA步骤如下.步骤1 初始化，删除所有带宽大小于Bmin约束的链路.步骤2 多播源节点s广播Request请求报文，开始链路的查找.步骤3 当某节点i接收到Request后，如果已经接收并处理过该Request，则向其相邻节点转发；否则，如果delay（p（u，v））＞Dmax，则指针poi［u］指向节点u的父节点.步骤4 计算能量最小路径如路径满足能量最小定义2，则poi［y］＝x；如x的状态为Establish，则计算d（P（s，x））；如delay（P（s，x））≤Dmax，则While poi［u］NIL，发出加入请求消息Request.步骤5 如果某节点k接收到节点j发送的Accept消息，如果链路e（j，k）状态为Establish.步骤6 检查多播目的节点是否全部加入多播树T（s，M），如果没有，则源节点s继续广播Request报文，转步骤2，否则执行步骤7.步骤7 执行剪枝算法，利用后序遍历算法以多播源节点s为根节点遍历以上生成的多播树，并且在访问某叶节点时，如果该叶子节点是一个非多播节点，则删除该节点，直到多播树中所有叶子节点均为多播目的节点.3 EMRA正确性证明与复杂性分析3.1 EMRA正确性证明定理1 EMRA所构造的多播树T（s，M）定能满足带宽、延时、最小能量约束.证明（1）EMRA是根据定义2来计算能量最小路径；（2）在EMRA中，当且仅当d（P（s，v））≤Dmax和b（P（s，v））≥Bmin），才发出加入请求消息，所以，对于∀P（s，v）⊆T（s，M），有P（s，v）定能满足延时和带宽约束.结合证明（1）和（2）知，EMRA所构造的多播树T（s，M）定能满足带宽、延时和能量约束，证毕.定理2 EMRA搜索的最小能量路径是无环的.证明首先，增加第一个目标节点到树上的过程中没有产生环路.设当前要增加到树中的节点为vd∈V，则增加vd到树上（当前只有一个多播源节点s）的过程即为寻找路径P（vs，vd）使之能量增加最小的过程.在EMRA的执行过程中，选择满足定义1的方式构造，同时每条最小能量路径都是以源节点s为起始节点加入的.在r＿table路由表中只存在一个输入和一个或多个输出接口，所搜索到的路径形成的是一种树结构.在新节点加入后，组内各节点间仍构成一棵多播树，故TsM 必是无环的树型结构.其次，假设已构造部分没有环路，新增加节点的过程产生环路［6］.采用反证法，如图1所示，使用实线表示已经构造的多播树，虚线表示即将加入到多播树上的部分.如果P（v8，v10）是EMRA选择路径存在的环路，则必有P （vt，v10）包含多播树上的某个节点，不妨设为v9；由于P（v8，v10）是v10与树上所有节点S＝｛v1，v2，v3，v4，v5，v6，v7，v8，…｝中所有路径中满足带宽和延时约束的最小能量路径，则有路径P（v8，v10）的能量代价必小于 P （v9，v10）；而路径P（v8，v10）包含节点v9，则路径P（v8，v10）的能量就等于路径P（v8，v9）的能量加上路径P（v9，v10）的能量之和，显然两者相互矛盾，原假设不能成立.即新增节点过程中没有产生环路，所以EMRA在多播树的产生过程中是无环路的.图1 EMRA的无环路径3.2 EMRA复杂性分析定理3 EMRA的消息的复杂度为O（｜M｜｜E｜），计算复杂度为O（｜n｜2）［7］.证明EMRA的复杂度可根据生成多播树的计算复杂度和所需的报文数来进行分析；前者主要涉及到摸索路径和多播生成树所需要的开销，后者主要根据生成多播树的报文交换功能所需要的计算开销.在EMRA中，路径计算一般在端点进行，根据QoS需要计算新节点加入多播树的路径.而EMRA的计算复杂度由加入请求、加入和退出等操作部分组成.加入请求操作消息的复杂度最多为O（｜E｜），M 个多播节点加入操作消息的复杂度最多为O（｜M｜｜E｜）；退出操作的退出请求消息的复杂度最多为O（｜E｜），删除请求和删除操作消息的复杂度都为O（1），故EMRA消息的复杂度由加入操作消息的复杂度决定，即为O（｜M｜｜E｜）.同时在EMRA中，每个节点实际表示一个路由器，算法在每个路由器上进行.算法将每个目的节点加入到树中所需的控制信息算作一次信息传递，而不考虑中间节点的信息传递.如果没有回路产生的情况下，就有连接n个目标需要从源节点或分支节点发送n个Request加入请求消息到目标节点，至多n－1次信息从n－1个目的节点发出.EMRA在最坏情况下需要2n＋k 次信息传递，这时最坏情况为每次在加入一个目的节点时，k＝（n－2）＋（n－3）＋…＋1＝（n－2）×（n－3）／2，因此，EMRA共需要O（n2）次信息传递，如果每次信息传递用一个单位时间，这时EMRA的收敛时间就为O（n2）.4 仿真与结果讨论网络仿真平台为NS2，实验中的网络图由Waxman随机图模型生成，对EMRA，BIP［8］和MEMT算法进行了仿真实验中.每次实验中，随机选择多播源节点和若干个请求点，每种类型的实验重复100次，取各次结果的平均值，以保证结果的可信度.图2表示多播树的能量消耗随多播节点数增加的变化曲线.在该仿真实验中网络节点数被设为500，时延为300.当多播节点数增加时，对EMRA，BIP和MEMT算法所产生的能量消耗也增加，但EMRA增加程度较小，相同多播组EMRA的能量消耗较小.由于控制报文长度增大，其能耗也会相应增加.因此，在网络规模较小的情景下路由控制报文带来的额外能耗抵消了能控机制节省的能量，然而随着网络节点数目的增多，EMRA其能耗将大大低于BIP和MEMT算法.图2 3种算法的多播树能量消耗图3给出了EMRA，BIP和MEMT算法路由请求平均成功率的随时延约束变化时的曲线.从图中可以看出，EMRA的路由请求平均成功率高于BIP和MEMT算法. 图3 3种算法路由请求平均成功率图4显示了在时延限制Δ＝1008060时，网络节点数在［50，500］间变化时，EMRA的平均消息数.可以看出，随着节点数的增加，EMRA的平均消息数增加很慢，不会产生消息风暴，这表明EMRA可以在大型网络中应用.图4 EMRA的平均消息数变化通过对EMRA，BIP和MEMT三种算法的仿真结果进行比较发现，EMRA在性能上较优越于其它两种算法，能很好地满足多QoS约束的无线传感网络的实时应用需要.5 结束语EMRA在实验中反映无线网络真实特性的带宽、剩余能量和延时等重要因素，同时通过可行链路的定义使生成的多播链路满足QoS约束，这样有效地减少了生成多播树的开销.仿真实验结果表明EMRA为多QoS约束的无线传感网络多播路由技术提供了一种新的有效途径，能适用于各种网络规模和群组规模，可扩展性良好，具有较好的应用前景.参考文献［1］李腊元，李春林.动态QoS多播路由协议［J］.电子学报，2003，9（9）：1345－1352.［2］Ioannis C，Panagiotisk C.Energy－efficient wireless network design：lecture notes in computer science（ISAAC03），LNCS 2906［C］／／Berlin：Springer－Verlag，2003：585－594.［3］Younism A.An energy－aware Qos routing protocol for wireless sensor networks［C］／／Proceedings of the 23rd International Conference on Distributed Computer Systems Workshops Los Alamitos USA IEEEE Computer Society，2003：710－715.［4］Cheng M X，Sun Jianhua，Min Mank，et al.Energyefficient broadcast and multicast routing in Ad Hoc wireless networks［C］／／Proceedings of the 2003 IEEE International，2003：87－94.［5］Mario Z，Hubaux J P，Christian E.Minimum－energy broadcast in all－wireless networks：NP－completeness and distribution issues：proceedings of the 8th annual international conference on mobile computing and networking（MOBICOM）［C］／／Atlanta，Georgia：ACM Press，2002：172－182.［6］孔令山，丁炜.一种多约束QoS多播路由算法［J］.通信学报，2003，24（7）：30－36.［7］许毅，李腊元.一种支持多QoS约束的多播路由协议［J］，小型微型计算机系统，2005，26（12）：2065－2068.［8］Kim Y，Li S.Timescale of interest in traffic measurement for link bandwidth allocation design［C］／／Proceedings of IEEE INFOCOM：1996.。

无线网络中基于网络编码的高效多播策略的开题报告

无线网络中基于网络编码的高效多播策略的开题报告一、项目背景随着移动互联网的发展，无线网络中的多播技术变得越来越重要。

在传统的无线多播协议中，每个接收者需要从发送者单独获取数据包，这会导致网络拥塞、延时增加等问题。

为了解决这些问题，近年来，越来越多的无线网络多播研究开始采用基于网络编码的技术作为一种新的解决方案。

基于网络编码的无线网络多播技术，是利用编码技术将多个数据包组合成一个编码包，然后发送给多个接收者，接收者通过解码该编码包获得原始数据包。

这种技术可以提高网络性能和网络吞吐量，对于大规模的无线多播应用具有重要的意义。

二、项目研究内容本项目的研究内容是基于网络编码的高效多播策略。

具体研究方向包括以下几个方面：1. 分析网络编码技术在多播传输中的优势和应用场景。

2. 研究基于网络编码的多播传输中的关键问题，如数据包选择、编码包构造和解码等问题。

3. 提出一种针对大规模无线多播应用的高效多播策略，并进行理论分析和仿真实验。

4. 建立多种性能指标的评估方法，验证提出的多播策略的性能优异性。

三、项目意义和应用价值本项目的意义和应用价值主要表现在以下几个方面：1. 提升无线多播的传输性能和效率，降低多播传输的延迟和拥塞问题。

2. 在无线广播、视频、音频等大规模数据传输应用中，可以显著提高传输效率和质量。

3. 对于海量数据传输、云计算、边缘计算等领域，提出的多播策略可以有效地解决数据传输的瓶颈问题，具有广泛的应用前景。

四、研究方法和技术路线本研究采用如下的研究方法和技术路线：1. 阅读相关文献，了解当前基于网络编码的无线多播研究现状和进展。

2. 分析多播传输中的关键问题，采用数学模型和理论分析等方法解决问题。

3. 设计并实现多播传输系统模型，分别采用理论仿真和实际测试等方法来验证研究结论。

4. 提出一种基于网络编码的高效多播策略，并进行理论分析和仿真实验。

5. 建立多种性能指标的评估方法，对比分析所提出策略的性能优势。

基于QoS的多播路由技术的研究的开题报告

基于QoS的多播路由技术的研究的开题报告一、研究背景随着Internet的发展和应用范围的不断扩大，视频、音频等多媒体业务需求呈爆炸式增长。

这些多媒体业务具有实时性、带宽占用大、网络延迟敏感等特点，传统的点对点通信方式已经不能满足需求，网络中的多播技术应运而生。

多播技术可以将一组数据在网络中的多个设备之间共享，从而减少带宽占用，提高网络效率。

然而，多播技术在应用时遇到的问题也不容忽视。

网络中的路由器需要维护多个多播组的信息，对于不同的多播组，需要选择不同的路由策略，以保证数据的正确和及时传输。

同时，多播业务对网络的服务质量(QoS)要求严格，如时延、抖动等指标必须得到保证。

因此，如何选择高效的多播路由算法并维护QoS是研究的重点。

二、研究目的本研究旨在探究基于QoS的多播路由技术，具体目的如下：1. 探究多播路由算法的特点，分析现有算法的优劣；2. 研究如何根据业务需求维护多播组的QoS；3. 基于理论探究，设计并实现一个基于QoS的多播路由协议，并进行实验验证；4. 总结研究成果，提出后续研究方向。

三、研究内容1. 多播路由算法的特点及研究现状多播路由算法通常基于两种策略：单播和洪泛。

单播算法通过建立一棵多播树，将信息从源点传输到目标节点，保证了数据传输的正确性和高效性，但是要求路由器维护大量的状态信息，占用存储资源。

洪泛算法在网络中广播信息，不需要维护路由表，但是容易引起网络拥塞。

目前，多播路由算法研究已相对成熟，涉及的算法主要包括DVMRP、PIM-DM、PIM-SM、CBT等。

这些算法在实际应用中均有一定的优势和不足，需要根据具体的场景选择合适的算法。

2. 多播QoS维护技术多播业务对网络QoS的要求相对较高，需要根据业务需求选择合适的多播路由算法，同时保证数据有效和传输效率。

常见的多播QoS指标包括时延、抖动、带宽等，如何根据这些指标优化多播路由算法是研究的重点。

3. 基于QoS的多播路由协议设计与实现基于理论探究，本研究将设计并实现一个基于QoS的多播路由协议，探究如何在保证多播数据传输完整性和有效性的同时优化QoS指标，以提高网络运行效率和序列化。

基于遗传算法的多约束QoS多播路由优化算法

基于遗传算法的多约束QoS多播路由优化算法
孙宝林;李腊元
【期刊名称】《小型微型计算机系统》
【年(卷),期】2005(026)008
【摘要】随着大量新型的多媒体在高性能网络、移动网络及Internet中的应用,满足QoS约束的多播路由问题成为越来越重要,它吸引了许多爱好者. 本文讨论了多约束QoS多播路由问题,主要包含延迟、延迟抖动、带宽和分组丢失率等QoS约束,文中描述了一种在动态网络环境及不确定参数下适应于研究QoS多播路由的网络模型. 提出了一种在网络规模、可行性方面为Internet、移动网络和高性能网络下基于遗传算法的多约束QoS多播路由优化算法(MQMRGA). 仿真结果表明该算法收敛速度快、可靠性高. MQMRGA为QoS多播路由提供了一种新的有效途径.【总页数】5页(P1313-1317)
【作者】孙宝林;李腊元
【作者单位】武汉科技学院,数理系,湖北,武汉430073;武汉理工大学,计算机科学与技术学院,湖北,武汉430063;武汉理工大学,计算机科学与技术学院,湖北,武汉430063
【正文语种】中文
【中图分类】TP393
【相关文献】
1.基于遗传算法的QoS多播路由优化算法 [J], 孙宝林;李腊元
2.一种多约束QoS多播路由快速优化算法 [J], 王旅;胡劲松;彭宏;李君
3.一种基于遗传算法的多约束QoS多播路由优化算法 [J], 孙宝林;李腊元
4.多约束QoS多播路由选择优化算法研究 [J], 李元臣;刘维群;薛雷
5.基于遗传算法的实时QoS多播路由优化算法 [J], 孙宝林;李腊元;陈华
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基于计算智能的多播QoS路由技术研究

未来研究方向可以包括进一步优化算法，结合其他先进技术如深度学习、强化学习等，以更好地适应不断变化的网络环境。可以研究如何将基于计算智能的多播QoS路由技术应用于更多领域，如物联网、边缘计算等，以推动网络技术的进一步发展。
参考内容
一、引言
随着网络技术的飞速发展，服务质量（QoS）已经成为网络通信中的重要因素。QoS约束是指在网络通信中，对数据传输的时延、丢包率、带宽等指标提出的要求。在多播路由中，如何满足这些QoS约束变得越来越重要。因此，基于QoS 约束的多播路由问题研究成为了一个备受的研究热点。
三、多播QoS路由技术
多播QoS路由技术是指在网络中同时传送多个数据流，实现数据的并行传输，以提高网络利用率和性能。多播QoS路由技术具有以下优点：
1、提高网络利用率：允许多个数据流同时传输，减少了传输时延。
2、提高可靠性：当某个数据流出现故障时
然而，多播QoS路由技术也存在一些挑战，如： 1、能耗较大：同时传输多个数据流需要消耗更多的能源。
为了满足QoS约束，多播路由算法需要做出相应的优化。目前，基于QoS约束的多播路由算法大致可以分为以下几类：
1、静态多播路由算法：这种算法在路由选择过程中不考虑网络动态变化，而是根据预先设定的路由策略进行数据包的发送。这种算法简单易用，但无法适应网络状态的实时变化。
2、动态多播路由算法：这种算法根据网络实时状态进行路由选择，能够更好地适应网络变化。但是，由于需要实时监测网络状态，因此对网络资源和计算资源的消耗较大。
二、计算智能
计算智能是一种借助计算机科学技术解决复杂问题的新兴交叉学科，它结合了人工智能、机器学习、模糊逻辑、神经网络等多个领域的理论和技术。计算智能的主要特点是能够从数据中提取有用的信息，并通过学习不断提高解决问题的效率和质量。在多播QoS路由技术中，计算智能可以用于自适应地调整路由策略，优化网络性能。

基于蚂蚁网络算法的QoS多播路由算法研究的开题报告

基于蚂蚁网络算法的QoS多播路由算法研究的开题报告一、选题背景QoS（Quality of Service），中文翻译为服务质量，是网络通信领域中的重要指标之一。

它是描述网络性能的一个参数，包括带宽、延迟、抖动、丢包率等指标。

在网络通信中，如果能够有效地保证QoS，就可以提高网络的可靠性和性能，保证数据的正确性和实时性，提高用户的使用体验。

多播技术是网络通信领域中的一种广播技术，它可以将一个包发送到多个节点。

多播技术在实现数据同步、数据传输等方面具有很大优势，在视频点播、在线游戏等领域应用广泛。

QoS多播路由算法是指根据网络中各节点的QoS需求，经过网络优化后，选择最优的多播路径，从而提高多播服务的质量，保证数据的实时性和正确性。

蚂蚁网络算法是一种基于群体智能的优化算法，它模拟了蚂蚁在搜索食物过程中释放信息素的行为，从而引导整个蚂蚁群体逐渐收敛到最优解。

因此，将蚂蚁网络算法应用于QoS多播路由算法中，可以有效地优化多播路径，提高多播服务的质量。

基于上述背景，本次研究选题为“基于蚂蚁网络算法的QoS多播路由算法研究”。

二、研究目的本次研究旨在探讨将蚂蚁网络算法应用于QoS多播路由算法中，提高多播服务的质量。

具体目的如下：1. 分析当前QoS多播路由算法的优缺点，并提出优化方案。

2. 研究蚂蚁网络算法原理和应用。

3. 设计并实现基于蚂蚁网络算法的QoS多播路由算法，并进行实验验证。

4. 评估该算法的性能表现，验证其对多播服务质量的提升效果。

三、研究内容1. QoS多播路由算法研究通过分析QoS多播路由算法的原理，提出目前算法存在的问题，并设计新的优化方案。

2. 蚂蚁网络算法研究研究蚂蚁网络算法的原理，并分析其在优化问题中的应用场景，从中总结出其优缺点。

3. 基于蚂蚁网络算法的QoS多播路由算法设计根据前两个研究内容，设计基于蚂蚁网络算法的QoS多播路由算法，并加以实现。

4. 实验验证使用不同的测试数据进行实验，对算法进行评估和验证。