多播路由算法的理论分析和证明方法论述
SDH网络中的多任务多播路由算法的研究与实现
襄衷王妓大学丁学磺主学位论文图2—2网络资源调度Fig2—2Networkresou!|ces蠢ispatch在图2—2中,心CDE魁5个能力相同的网元,每两个网元之问的链路资源容量也都禳等为lO个单位,俊设鞴在存3个任务,每个经务需要的链辩都是4个单位,起点都是A,终点都是D,直观的来看,A—E—D无疑相较A~B—C—D这条路蠢要短,僵是霞为每条链路静容量都怒10令单位,掰瑷A—E~D这条路由只挠容纳两条需要4个单位的业务,第三项业务不得不使用A~B~C—D这条路国。
如果使用A—E—D路由的两项业务在占用了相当长的时间后,有一项业务完成,并虽释放了资源,那么现在在A一嚣~D速祭路由上,存在6个擎位静空余链路资源,但是由于网络不支持链路的遵建,之前选择了A—B—c—D路由的照务并不能改途邈条路国。
魏采这个时候,网络突然藏受了2个薪豁需要带宽为4个单位,起点为B,终点为C的业务,由于这时B—C问已经占用了4个单位静资源,剐一项薪静监务不得不被獾绝。
对于这种情况,可能采用的解决方案是在保证相对的不中断数据传送的情况下,定期篷新计箨持续辩闻较长静连接遗程酶路由方法。
餐蔻这种方法会导致连接网络的路由算法变褥非常复杂,并可能中断网络掇供的业务。
尧了避免这释中断两络造成盼澎稚,代侩最,l、靛辩浚方法藏是瑟瓷源逶嚣预留,在满足当前业务的同时,为之后的业务留下一些资源。
资源颈留系统一般包捂两个缀成部分:预约稻确认。
薪到照务首先应该要求预定通信网络中的特定资源。
然后调度系统将根据资源预约的一系列的特定的约束条件和有关参数集合来确寇使爱穗释策略寒裙痤确定预终。
两终楚于不同的资源占用情况时,例如高负载的忙时和低负载的闲时,所采用的分配策略可麓不同,在菜些情况下,系统可能对未来一个辩阉段黥盈务避行超鬏耱资源预定,因为某些业务在等待一段时间之后可能会撤销申请,这样,实现精确的超额预定裁会傈证爨源的最大翻藤,不致浪费。
系统不彼对鲎务煞开始进行预。
宽带多播原理
宽带多播原理宽带多播是一种网络通信技术,它能够实现在一个发送者和多个接收者之间同时传输相同的数据,而不需要为每个接收者分别发送数据。
在传统的单播通信方式中,每个接收者都需要单独接收数据,这样会占用大量的网络带宽和服务器资源。
而宽带多播通过在网络中选择合适的路由和转发机制,能够将数据同时发送给多个接收者,从而减少网络流量和服务器负载,提高网络传输效率。
宽带多播的原理主要包括两个方面:组播地址和组播路由。
首先是组播地址。
在宽带多播中,每个接收者都会加入一个特定的组播组,这个组有一个唯一的组播地址。
发送者通过这个组播地址将数据发送到组播组,然后路由器根据组播地址将数据转发给所有加入该组播组的接收者。
组播地址是一个特殊的IP地址,属于D 类地址,即224.0.0.0到239.255.255.255之间的地址范围。
这些地址是专门用于组播通信的,不同于单播和广播通信。
其次是组播路由。
为了实现宽带多播,网络中的路由器需要支持组播路由协议。
组播路由协议是一种特殊的路由协议,它能够根据组播地址来选择合适的路径进行数据转发。
常见的组播路由协议有DVMRP、PIM-DM、PIM-SM等。
这些协议通过建立组播树来选择最佳路径,并保证数据能够顺利到达组播组中的所有接收者。
组播树是一种逻辑结构,它由一系列的路由器组成,用于将数据从发送者传输到接收者。
路由器根据组播地址和组播路由协议来构建和维护组播树,确保数据能够正确地传输。
宽带多播的优点在于它能够节省网络带宽和服务器资源。
在传统的单播通信中,如果有多个接收者,发送者需要为每个接收者单独发送数据,这样会占用大量的网络带宽。
而宽带多播通过一次发送,就能够将数据传输给多个接收者,大大减少了网络流量。
另外,宽带多播还可以减轻服务器的负载,提高数据传输的效率。
宽带多播的应用场景非常广泛。
例如,在视频会议中,多个参与者可以通过宽带多播同时接收到同一个视频流,而不需要为每个参与者单独发送视频数据。
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。
多播的实现原理
多播的实现原理多播是一种在计算机网络中发送数据的方式,它可以实现将一条数据同时发送给多个目标设备。
多播的实现原理是基于UDP协议和IP多播地址的组合使用。
在传统的单播通信中,数据从一个发送方发送到一个接收方,而在多播通信中,数据从一个发送方发送到一组接收方。
这组接收方可以是在同一个网络中的多个设备,也可以是跨越不同网络的设备。
多播的实现原理基于IP多播地址。
IP多播地址是一个特殊的IP地址范围,用于标识一个多播组。
在IP多播中,发送方将数据发送到一个特定的IP多播地址,而接收方则通过加入相应的多播组来接收数据。
在实际应用中,多播通常用于实现实时的数据传输,比如视频直播、音频广播等。
多播可以有效地减少网络带宽的占用,因为数据只需要发送一次,就可以同时传输给多个接收方,而不需要为每个接收方单独发送数据。
多播的实现依赖于UDP协议。
UDP是一种无连接的传输协议,它不像TCP协议需要建立连接。
UDP协议提供了简单的数据传输服务,它将数据分割成数据包,并通过网络发送给目标设备。
在多播中,发送方使用UDP协议将数据包发送到一个IP多播地址,而接收方则使用UDP协议从相应的多播组中接收数据包。
为了让网络中的路由器能够正确地转发多播数据,需要使用IGMP 协议。
IGMP(Internet Group Management Protocol)协议是一种用于主机和路由器之间进行通信的协议,它允许主机加入或离开一个多播组。
当主机加入一个多播组时,它会发送一个IGMP报文给路由器,告知路由器它希望接收该多播组的数据。
路由器收到IGMP报文后,就会将多播数据转发给相应的接收方。
在实际网络中,多播的实现需要满足一些条件。
首先,网络设备(如路由器和交换机)需要支持多播功能。
其次,发送方和接收方需要在相同的多播组中。
最后,网络中的路由器需要正确地配置,以便能够正确地转发多播数据。
总结起来,多播的实现原理是基于UDP协议和IP多播地址的组合使用。
宽带多播原理
宽带多播原理宽带多播是一种网络传输技术,可以同时向多个接收者发送相同的数据流。
相比于传统的单播传输方式,它能够有效地减少网络带宽的占用,提高传输效率,适用于需要同时向多个接收者传输数据的场景,比如视频直播、在线教育等。
宽带多播的原理基于IP网络的组播(Multicast)技术。
组播是一种一对多的通信方式,它将数据从一个源节点发送到多个目的节点,而无需源节点单独给每个目的节点发送数据。
在组播中,源节点通过指定一个组播地址来标识一个组,而目的节点则通过加入组播组来接收组播数据。
在宽带多播中,源节点首先将要发送的数据通过IP网络发送出去,而不是直接发给目的节点。
当网络中的路由器接收到数据时,会根据数据包中的组播地址来判断该数据是否需要转发。
如果路由器配置了组播路由表,它将根据路由表信息将数据转发到对应的网络分支上,以便达到所有需要接收数据的目的节点。
值得注意的是,只有加入了组播组的目的节点才能够接收到数据,而没有加入组播组的节点将无法接收到数据。
为了实现宽带多播,网络中的路由器和交换机需要支持组播功能。
路由器需要配置组播路由表,以便正确地转发数据到各个目的节点。
交换机需要支持IGMP(Internet Group Management Protocol)协议,用于管理加入和离开组播组的节点。
当有节点加入或离开组播组时,交换机会相应地更新组播组成员的信息,以便正确地转发数据。
宽带多播的优势在于可以高效地利用网络带宽,尤其适用于需要向多个接收者传输相同数据的场景。
相比于传统的单播传输方式,它能够大大减少网络拥塞和带宽占用,提高数据传输的效率。
在视频直播、在线教育等应用中,宽带多播可以同时向多个用户传输视频流,保证用户能够同时观看高质量的视频内容,提升用户体验。
然而,宽带多播也存在一些挑战和限制。
首先,宽带多播需要网络中的路由器和交换机支持组播功能,因此在一些老旧的网络设备上可能无法实现宽带多播。
其次,宽带多播对网络的要求较高,特别是在大规模的多播场景下,需要有足够的带宽和处理能力来支持同时向多个接收者传输数据。
无线多跳网络中吞吐量优化的多播路由算法研究
无线 多跳 网络 中吞 吐量 优 化 的 多播 路 由算 法研 究 米
杨 平 ,王建新
( 南大 学 信 息科 学与工程 学 院 ,长沙 4 0 8 ) 中 10 3
摘
要 :现 有 网络 中提 高 多播吞 吐 量的 算法 通常是 以提 高链 路速 率 为 目的 , 单 纯地提 高链路 速 率 而忽略 多播 但
YANG P n , W A ig NG in xn Ja —i
( colfI om t nSi c E gnei Sho n r ai c ne& n ier g,Cnrl o t U iri C agh 10 3 hn ) o f o e n et uh nv sy, h nsa4 0 8 ,C ia aS e t
优化 算法相 比 , U _ O U P MT A算法和 U P MT A算 法能够 获得 更 高的吞吐 量 , N_ O 更适 应 于 多跳 无线 网络环 境 。
关键 词 :多跳无 线 网络 ;多播 ;吞吐 量 最优 化
中 图分类号 :T 3 3 P 0 P 9 ;T 3 1
文献标 志码 :A
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miso o r y c mp r g t e et o ag r h i i l ro t z t n ag r h n smu ai n c met o cu i n t a si n p we .B o a n h s w l o t msw t smi p i ai lo t msi i l t , o o ac n l so t i i h a mi o i o h
多路由网方案
多路由网方案简介在现代网络中,多路由网方案是一种网络设计方法,旨在通过多个路由器和路由协议来提高网络的可靠性、灵活性和性能。
该方案可以实现负载均衡、容错性和快速故障恢复等功能,从而为企业和组织提供高效稳定的网络连接。
方案特点多路由网方案具有以下特点:1.冗余路由:该方案使用多个路由器作为网络的出口,每个路由器都可以独立处理数据转发。
当其中一个路由器出现故障时,其他路由器会接管其工作,从而实现网络的冗余和高可用性。
2.负载均衡:多路由网方案利用路由协议自动分配网络流量,将负载均衡在各个路由器上。
这样可以避免某个路由器负载过重,提高网络的性能和吞吐量。
3.快速故障恢复:多路由网方案可以自动检测故障路由器,并快速切换到其他可用的路由器上。
这种故障恢复时间通常在几秒钟内,从而最大程度地减少故障对网络正常运行的影响。
4.灵活性和可扩展性:多路由网方案可以根据网络的需求进行灵活配置和扩展。
当网络流量增加时,可以通过添加更多的路由器来增加网络的带宽和容量。
方案实施多路由网方案的实施包括以下步骤:1.设计网络拓扑结构:根据网络需求和规模,设计合适的网络拓扑结构。
常见的多路由网方案包括主-备份模式、主-主模式和网格模式等。
2.选择路由协议:根据网络拓扑结构和需求,选择合适的路由协议。
常见的路由协议包括动态路由协议(如OSPF、BGP)和静态路由协议等。
3.配置路由器:配置每个路由器的基本参数,如IP地址、路由协议和路由策略等。
同时,确保路由器之间可以正常通信,并且已经建立邻居关系。
4.配置负载均衡策略:根据网络流量情况和需求,配置负载均衡策略。
常见的负载均衡策略包括基于源IP地址、目标IP地址、源端口和目标端口的负载均衡等。
5.配置快速故障恢复:启用快速故障恢复功能,并配置故障检测和切换时间。
常用的故障恢复机制包括热备份和热插入等。
6.测试和验证:对多路由网方案进行测试和验证,确保网络的可靠性和性能。
可以使用网络模拟器或者实际环境进行测试。
多播的实现原理
多播的实现原理多播是一种网络通信的方式,它可以将一条数据流同时发送给多个目的地。
与单播(一对一)和广播(一对所有)不同,多播(一对多)在网络中的传输效率和带宽利用率上有很大优势。
本文将介绍多播的实现原理。
多播的实现基于IP协议,其核心是IP多播地址、多播组和路由协议。
IP多播地址是用来标识多播组的唯一地址。
IP多播地址是一个特殊的地址范围,分配给多播组使用。
在IPv4中,多播地址范围是224.0.0.0到239.255.255.255;在IPv6中,多播地址范围是FF00::/8。
多播地址的选择需要根据具体需求和规划,确保不会与其他网络地址冲突。
多播组是多个主机共享的一个组,用来接收和发送多播数据。
加入多播组的主机可以通过组播地址来接收特定的多播数据,而发送数据时,只需将数据发送到多播组的地址即可,而不需要逐个发送给每个主机。
多播的实现还需要路由协议的支持。
由于多播数据需要被发送到多个目的地,所以需要网络中的路由器支持多播转发功能。
路由器通过建立多播组与主机之间的关系,将多播数据从源主机转发到目的主机。
常用的多播路由协议有DVMRP、PIM-DM、PIM-SM等。
在多播的实现过程中,还有一些重要的概念,如多播组员关系、多播树和多播转发。
多播组员关系指的是主机与多播组之间的关系。
主机可以通过加入多播组成为组员,也可以通过离开多播组解除组员关系。
加入多播组后,主机就可以接收到多播组发送的数据。
多播树是一种树状的网络拓扑结构,用来传输多播数据。
多播树的根节点是源主机,叶子节点是目的主机,中间节点是路由器。
通过建立多播树,可以实现从源主机到目的主机的数据传输。
多播转发是指路由器在网络中转发多播数据的过程。
当路由器接收到一条多播数据时,它需要根据多播组的地址和多播树的信息,选择合适的接口将数据转发给下一跳路由器,直到到达目的主机。
总结起来,多播的实现原理是基于IP协议的,通过IP多播地址、多播组和路由协议来实现。
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。
简述路由算法的工作原理及存在的问题
一、路由算法的工作原理路由算法是指在计算机网络中用来确定数据包传输路径的一种算法。
其工作原理可分为静态路由和动态路由两种方式。
1. 静态路由静态路由是在网络管理员手动设定路由表信息,确定数据包传输路径的一种方式。
其工作原理是根据预先配置好的路由表信息,将数据包传输到目的位置区域。
静态路由的优点是简单直接,不需要额外的计算和协商过程,但缺点是无法自适应网络的变化,一旦网络拓扑结构发生变化,就需要手动更新路由表信息。
2. 动态路由动态路由是通过一定的协议和算法,让网络设备之间交换路由信息,动态地更新路由表信息的一种方式。
常见的动态路由协议有RIP、OSPF、EIGRP等。
其工作原理是根据网络设备之间交换的路由信息,计算出最佳的数据包传输路径。
动态路由的优点是能够自适应网络的变化,自动更新路由表信息,但缺点是消耗网络带宽和计算资源,同时也需要一定的配置和维护成本。
二、存在的问题虽然路由算法在计算机网络中起着重要的作用,但也存在一些问题和挑战。
1. 网络拓扑变化引起的路由震荡在动态路由中,网络拓扑的变化可能会引起路由信息的频繁更新,导致路由表的震荡。
这种情况下,网络设备需要不断地更新路由信息,占用大量的网络带宽和计算资源,同时也会影响数据包的传输性能。
2. 负载均衡与路由策略在大规模网络中,如何有效地进行负载均衡和制定合理的路由策略是一个复杂的问题。
合理的路由策略能够使数据包在网络中高效地传输,但是如何对不同的流量进行分类和调度仍然是一个挑战。
3. 安全与可靠性在实际网络中,路由表信息可能会受到恶意攻击或者不可靠的数据源影响,导致路由信息的不准确或者被篡改。
如何保证路由信息的安全和可靠性是一个重要的问题。
4. 复杂的网络环境现代计算机网络往往是一个复杂多样的环境,涉及到多种不同类型的设备、协议和技术。
如何在这样的复杂环境中设计和实现高效的路由算法是一个具有挑战性的工作。
三、结论路由算法在计算机网络中有着重要的作用,但也面临着各种问题和挑战。
多媒体通信的多播路由算法
法是 一种较实 用的方法 ,其时 间复 杂度小 于 B MA 算法的复 杂度 ,仅 为 O( J1 l 网络 S 1 ) ( 为 l I
节 点 总 数 ) 此 算 法 得 到 的解 为 最 优 解 的 2 % . 但 同 时考 虑 度 约 束 和 时 延约 束 的 多播 路 由 问 题 , O 目前 还 未 看 到 有 人 进 行 研 究 .这 也 是 一 个 N C 问题 。本 文 采 用 L ga g P a rn e松 弛 法 来 解 决 这 个 问
要 限制 其 复 制 信 息 的 数 量 ,即 节 点 的 多播 能 力 受 限 。 为 此 本 文 通 过 给 每 个 节 点 指 定 度 约 束 来 表 示 节 点 不 同 的 多 播 能 力 ; 此 外 时 延 是 保 证 网络 提 供 高 服 务 质 量 的 一 个 重 要 标 准 ,例 如 在 电视 会 议 中 ,要 求 网络 提 供 高 质 量 的音 频 和 视 频 信 息 传 输 , 并 且 要 保 证 多 个 用 户 间 的 通 信 时 延 有 限 。 时 延 受 限 多播 路 由要 求 源 节 点 沿 所 确 定 的 路 径 将 信 息 传送 到 所 有 的 目的 节 点 时 ,从 源 节 点 到 目 的 节 点 的 时 延 不 能 超 过 时 延 约 束 , 并 且 通 信 的 代 价 要 小 。在 实 际 网 络 中 ,节 点 的 多播 能 力 有 限 和 时 延 有 限 是 并 存 的 两 个 要 求 ,为 此 本 文 研 究 有 度 约 束 和 时 延 约 束 的 多 播 路 由 算 法 , 目前 对 于 只有 度 约 束 或 只 有 时 延 约 束 的 多 播 路 由 算 法 已 有 一 些 研 究 ,对 有 度 约 束 的 多播 路 由 问题 ,仅 有 的 几 个算 法 。 都 是 基 于 已 有 无 约 束 Se m 树 启 发 式 算 法 【 改 进 ;对 带 时 延 约 束 的 多播 路 由 ] ti ’ n J
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。
教学安排教学环节紧凑,层次清楚,能面向全体学生,30分因材施教,分层指导。
重视调动学生学习积极性,注意学习方法的指导。
基础知识扎实,注意基本技能的训练。
能运用现代化教学手段,优化教学过程。
讲解人基本素养语言精练、生动。
板书清晰合理,教态自然亲20分切。
能用普通话讲课。
注意信息反馈,应变能力强。
实验、演示教具准备充分,使用效果好。
10分教学效果学生参与度高,活动积极,思维活跃,情绪饱满,注意力集中。
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。
internet组播路由算法解释 -回复
internet组播路由算法解释-回复Internet组播路由算法解释组播是一种用于在互联网上同时向多个目标接口发送数据的技术。
与传统的单播和广播不同,组播通过将数据只发送到特定的目标组中的成员接口上,从而实现了高效地传递信息。
在互联网中,有许多不同的组播路由算法被开发出来,以解决组播路由选择的问题。
本文将详细解释组播路由算法,并一步一步回答与此主题相关的问题。
1. 什么是组播路由算法?在互联网中,数据包可以通过多个路径传输到目标端口。
单播路由算法将根据特定的路由选择标准来选择最佳路径。
广播路由算法则将数据包传输到所有的接口。
而组播路由算法则是一种限制广播范围并只将数据包传输到特定的组播组成员接口的技术。
2. 为什么需要组播路由算法?在互联网中,许多应用程序需要将数据同时传递给多个接收者。
例如,在实时视频流、音频流、在线会议等应用中,数据传输的效率和可扩展性至关重要。
使用组播技术可以减少网络拥塞、提高链路利用率,并在广域网上有效地传递数据。
3. 组播路由算法的分类组播路由算法可以根据其基本原理和工作方式进行分类。
以下是几种常见的分类方法:- 基于全局状态的算法:这些算法依赖于网络各个路由器上完整的组播组成员状态信息。
常见的基于全局状态的算法包括协议独立组播(PIM)和组播链路状态路由(MOSPF)。
- 基于组染色理论的算法:这些算法通过将组播组内的成员按照染色划分到不同的染色器上,以减少路由器上的多播状态信息。
染色路由算法中的一种常见的算法是Distance Vector Multicast Routing Protocol (DVMRP)。
- 基于核心树的算法:这些算法通过构建一棵组播核心树,并利用该树来传输组播数据。
源树(source tree)和共享树(shared tree)是两种常见的核心树算法。
4. PIM(协议独立组播)算法的工作原理PIM是一种基于全局状态的组播路由算法,它在互联网上广泛应用。
覆盖多播路由的算法及协议研究综述
摘 要 虽然 I P多播 的性能优势无可否认 , 但是 它却面临着部署 上的 困难 。近 年来 , 覆盖 多播作 为提供 多播 服务 的
Байду номын сангаас
无线网络中的多路径路由算法研究
无线网络中的多路径路由算法研究随着移动互联网和物联网的不断普及,无线网络已成为人们生活和工作中不可或缺的一部分。
而在无线网络中,路由算法是一项至关重要的技术,它直接影响着网络的性能和可靠性。
近年来,随着网络规模的不断扩大,无线网络中的多路径路由算法逐渐成为了研究热点之一。
一、多路径路由算法的基本思想在传统的路由算法中,数据包只会选择一条路径来传输。
而多路径路由算法则是让数据包同时选择多条路径来传输。
其基本思想就是利用多条路径来实现数据包的冗余传输,提高系统的可靠性和性能。
例如,在一个由A、B、C三个路由器组成的网络中,如果只有一条路径从A到C,当这条路径中出现故障时,数据包将无法传输。
但如果我们增加一条从A到C的备用路径,当原路径出现故障时,数据包就可以从备用路径传输。
二、多路径路由算法的分类目前,多路径路由算法可以根据不同的分类标准进行划分。
其中,比较常见的分类方法有以下两种:1. 基于路径选取的分类方法根据路径的选取方式不同,多路径路由算法可以分为以下几种:(1)固定路径选择:在网络初始化时,确定多条路径并在其上进行数据传输。
这种方式适用于网络拓扑结构比较稳定的情况。
(2)动态路径选择:根据网络状态变化实时选择合适的路径进行数据传输。
这种方式适用于网络拓扑结构较为复杂或不稳定的情况。
(3)多路径融合:将多条路径中的数据包在某个路由器处合并,并在传输到目的地时再分裂成多条路径。
这种方式可以增加数据包的传输速度,提高网络的吞吐量和性能。
2. 基于路由器选取的分类方法根据路由器的选择方式不同,多路径路由算法可以分为以下两种:(1)源路由:在数据包出发前,就确定了多条路径的路由器,数据包沿着这些路由器传输。
(2)分布式路由:数据包在传输中根据网络状态自动选择多条路径。
这种方式可以自适应地适应网络拓扑结构变化,具有较强的鲁棒性和可靠性。
三、多路径路由算法的应用多路径路由算法在实际应用中有广泛的应用。
例如,在视频直播和在线游戏等应用场景中,要求在网络带宽不足时能够实现数据的低延迟传输,这时候多路径路由算法就可以通过在多条路径上同时传输数据包,实现带宽的叠加,提高数据传输速率和实时性。
移动通信中多播技术的研究与实现
移动通信中多播技术的研究与实现一、引言随着移动通信技术的快速发展以及移动互联网的普及,网络中的数据传输承载量越来越大,网络媒体应用也越来越复杂。
多播技术,作为一种高效资源共享和数据传输的方式,逐渐成为移动通信网络中重要的一环。
而多播技术的研究与实现也成为移动通信领域研究的热点之一。
二、多播技术概述多播是把一条信息从发起者源点传送到所有感兴趣的接收者的过程。
在多播中,源点只要发送一次数据,便可以实现数据到达所有的接收者。
多播技术可以广泛应用于视频点播、直播、在线教育等领域,它能够提高数据传输的效率和实时性,减少网络拥塞和带宽占用率。
同时,随着广域移动通信网络的不断发展和普及,多播技术也逐渐应用于移动通信网络中,网络层多播和应用层多播两种方式被广泛采用。
其中,网络层多播是在互联网协议(IP)层实现的,而应用层多播则是在应用程序层实现的。
无论是哪种方式,多播技术都能够大大提高移动终端设备在移动通信网络中的数据传输效率,促进网络资源的共享和管理。
三、多播技术在移动通信网络中的实现1. 网络层多播网络层多播是通过IP协议实现的,它把网络中多个接收者看作一个多播组。
当一个发送者向一个多播地址发送数据包时,数据包将被复制并发送到多播组中的每个接收者。
移动通信网络中采用Internet协议版本6(IPv6)的多播技术,IPv6中的多播地址是以"FF"开头的特殊地址,与单播地址和广播地址不同。
2. 应用层多播应用层多播是一种基于UDP协议的数据传输方式,适用于具有较好实时性要求和广域分布的数据传输应用。
应用层多播通过创建多播组,实现多个接收者同时接收同一份数据包。
在移动通信网络中,采用移动IPv6(MIPv6)技术,实现了无缝的移动性支持,确保多播组成员的移动也不会影响到数据的正常传输。
四、多播技术的优势和局限多播技术相对于单播和广播技术,具有多方面的优势。
首先,多播技术能够实现高效的资源共享和数据传输,提高网络性能和带宽利用率。
多径路由算法简介
多径下链路关系:
链路不相关、节点不相关、相关多路径。
路径间的独立性越高,所有路径同时失效的可能性越低; 不同路径共享链路或者节点会导致路径集内部争用信道。 节点不相关的要求会导致路径数量的减小,路径之间的相 关性定量指标为“相关度(多条路径间的共同的链路数)” 和“交合度(因为其它路径正在传输而导致的阻塞的平均 节点数)”。
– 在两个节点之间的路由有效、通信正常的情况下,路 由协议不起任何作用
– 只有当源节点S需要向目的节点D发送数据包,但又没 有D节点的路由入口时才会发起路由请求,即发送路由 广播帧RREQ
RREQ请求帧的传播
A B?
B?
B? B? B?
B?
B? B
RREP应答帧
– 当RREQ最终到达目的节点时,目的节点通过向该反向 路由(即该RREQ传播路线)发送RREP应答帧,从而 在该条路径的各个节点建立通向目的节点的前向路由 – 只有在以下情况下节点才会产生RREP: • 该节点本身就是目的节点 • 该节点为中间节点,但是它有通向目的节点的活跃 路径 – 当RREP传播到源节点时,中间节点根据该RREP更新 它们各自指向目的节点的路由信息
RREP路由应答帧的传播
A A
A A B
1)路由发现(AODV)
• 当源节点需发送数据包到目的,且源没有到达目的的路径 时,才发起路由发现过程。
1)路由发现(AOMDV)
2)路由维护
• Hello消息 – Hello消息帧用于监测活跃路径上相邻节点的链接状况。 • 例如:当活跃路径上某节点多长时间内没有收到该 路径上的邻居节点发送来的Hello消息帧或其他任何 帧时,该节点就认为与它与邻居节点的链路已断 – 只有当某节点位于某活跃路径之上时,它才能发送 Hello消息帧 • 中间节点发起一次指向该邻居节点的局部修复 • RERR传播过程中,各中间节点删除该失效路径上相应的 路由信息
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摘要: 多播通信是从一个源点同时向网络中的多个成员发送分组的通信服务,一个最小代价的多播路由算法是NP完全的, 留学生论文在时间敏感的应用中其运行时间是一个关键问题.MPH(Minimum Path Cost Heuristic)算法是一个著名的启发式最小代价多播路由算法,本文对该算法进行了理论分析和证明,并做了广泛的仿真实验,结果表明其时间复杂度是O(m2n)而不是过去文献中所给出的O(m2n+e).关键词: 多播路由最小成本时间复杂度Abstract: Multicasting is a communication service that allows a source to efficiently transmit copies of data packet to a set ofdestination nodes.The run time of multicast routing algorithm is a key problem in real time applications since finding a minimum costmulticast tree is NP-completeness.MPH(Minimum Path CostHeuristic)algorithm is a famous heuristic solution to multicast routing.Inthis paper,we show that theO(nm2+e)time complexity of MPH in previous literatures is not correct by theory analysis and exten-sive simulation,where n is number of network nodes,m is number of destination nodes and e is number of network edges.Furthermore,a precise time boundO(nm2)is proposed.Key words: multicast routing;minimum cost;time complexity1 引言多播通信(multicast)技术是网络中的一个源点同时向网络中的多个成员节点(端节点)发送分组的通信服务.它有利于节省网络资源,在现代计算机通信中有着重大的应用价值.多播路由(又叫多播树)是从源点到各端节点的路径,最小成本的多播路由的确定是NP完全的.MPH 是一个出色的启发式算法,在文献[1~6]中都有描述,文献[2,3]提出了改进的MPH算法以减少多播树的构造时间.文[1]在将MPH算法与其它算法进行性能比较时,认为MPH算法的时间复杂度在端节点到其它节点的最短路径已知的条件下(后文都是基于这个条件)是O(m2n+e),n是网络节点数,m是端节点数,e是网络中的边数.文[2,3]运用文[1]的分析方法和结论也进行了有关算法的性能分析和比较.本文认为文[1~3]对MPH算法和有关算法的时间复杂性度量是不正确的,理论分析和仿真结果表明MPH的时间复杂度应该是O(m2n).2 MPH算法通信网络可模型为一个带权无向图G=(V,E,c),V是节点集合,E是边的集合,边代表节点间的通信链路.G中节点个数为n,节点标记为vi(i=1,2,…,n),边标记为〈vi,vj〉,(1≤i< P> 定义1 节点vi,vj之间的最短路径是连通vi,vj的路径中各边成本之和最小的一条路径.节点到树的最短路径是指该节点到树中各节点的最短路径中成本最小的那一条路径.定义2 最小成本多播树.给定一个无向图G=(V,E,c),源节点s,一个端节点集合Z V,寻找G 的一个子图(树)T=(Vt,Et,ct),若满足源节点到其它任一端节点存在一条路径,Steiner节点(源节点和端节点以外的节点)的度大于或等于2,T G,Vt V,Et E,Z Vt,则T是关于s和Z 的一棵多播树.若T的成本ct=∑〈vi,vj〉∈Etcost(〈vi,vj〉)是所有关于s和Z的多播树中最小的,则T是最小成本多播树.MPH算法是一个启发式最小成本多播树算法,其基本思想如下:(1)部分多播树T开始只包括源节点s.(2)从余下的端节点中选取到树T的最短路径(如有多个则随机选择一个),端节点及路径上的所有节点并入Vt,路径上的边并入Et. (3)重复步骤(2),(3)直到Z中所有的节点包含到Vt中,此时的T即为近似最小成本多播树.3 算法时间复杂度分析文[1~3]认为MPH算法中,对每一个即将加入到部分多播生成树的端节点的选择,最多需进行mn次最短路径的比较,m个端节点一个一个地加入,共需进行m2n次比较.另外,将选定的端节点到树T的最短路径上的节点和边加入到多播生成树的次数最多是e.因而,MPH算法的时间复杂度为O(m2n+e).我们把MPH算法的操作分为三部分:端节点的加入所需的最短路径的比较次数;最短路径上的边的加入次数;最短路径上的节点的加入次数.(1)最短路径的比较次数MPH算法中,端节点到部分多播生成树的最短的最短路径的确定需进行的最大比较次数为:O(∑mi=0(n-m+i)(m-i))=O(3m2n+2m3-3m2+3mn-m6)=O(m2n)文[3]基于MPH算法介绍了一种改进的算法FMPH,有利于减少最短路径的比较次数.但文[3]关于比较次数为O(m2k),k为多播生成树中任意一个端节点的路径节点个数的结论是值得商榷的.因为根据原文定义2,k可能是0,最坏情况下也可能是O(n).作为对算法复杂性的度量,任意的k是不妥当的.(2)边的加入次数当从余下的端节点确定了到部分多播生成树的最短路径后,还需将该路径上的边并入部分多播生成树.论文格式为了确立这部分操作所需考察的边的数目,我们先证明下面的定理.定理1 设T′=(V′,E′)是网络图G=(V,E)的一棵子树(可扩展为子图),节点vm∈V,vm V′,vm到树T′的最短路径path(vm,T′)=(V″,E″),则E′∩E″=Φ.证明用反证法.由定义1,设vm到树T′的最短路径是vm、vt节点间的最短路径,vt∈V′.如果E′∩E″≠Φ,则至少有一条边〈vi,vj〉∈E′,〈vi,vj〉∈E″,即有vi∈V′,vj∈V′,则vi,vj 两个节点至少有一个节点不是vt,不妨设该节点是vj.由于vj是vm到vt的最短路径上的节点,则vm到vj的距离小于vm到vt的距离,这说明vm到树T′的最短路径是vm、vj节点间的最短路径,这同vm到树T′的最短路径是vm、vt节点间的最短路径的假设是矛盾的,所以定理1成立.由定理1,MPH算法中向部分多播生成树加入选定的最短路径上的边时所需处理的边的最大数目应是n-1.因为最终生成的多播树最大是包括n个节点的一棵生成树,且该树在构造时所处理的边是没有重复的.而文[1~3]认为处理的边的最大数目是O(e),对稀松图,这部分计算量对算法总的时间复杂性的影响不是太大,但是对稠密图却可能使对算法的性能分析得到错误的结论,因为边的总数e是O(n2)条.例如,稠密图中当m n时边的加入的计算量成为算法的主要部分,O(m2n+e)=O(e)=O(n2),是实际计算时间的O(n)倍.另外,文[2]在对LSMPH算法、文[3]在对FMPH算法的时间复杂度的分析上对边的度量存在同样的问题,这里不再赘述.(3)最短路径上的节点的加入次数多播生成树的节点数最多是n,故节点的加入所需的最大次数是O(n).综上所述,MPH算法的时间复杂度应是O(m2n+n+n)=O(m2n),而O(m2n+e)的结论是不正确的.4 仿真实验为了更好的说明文[1~3]的结论O(m2n+e)中的e相对于n的偏差程度,我们进行了仿真实验.实验中采用Wax-man在文献[7]中介绍的方法生成随机网络图.n个节点中任意一对节点u,v 之间是否存在一条边由连通概率p(〈u,v〉)确定,p(〈u,v〉)=βe[-d(u,v)/Lα],α,β∈(0,1).边长即成本d(u,v)随机分布在(0,L)中,L表示边长的变动期间.α,β是调整网络特性的参数,α增加,长边相对短边的比增加;β增加,节点的度增加,即边越稠密.共进行了3组对照实验,n=300,L=100,α=0·2,β分别为0·9,0·6,0·3.每一组参数生成300个随机网络图.对每一个网络图,记录网络图的总边数,图1 (a).O(e)相对实际处理边数的偏差程度;(b).O(n)相对实际处理边数的偏差程度300次实验的平均值记为e;随机选择指定数目的端节点,记录MPH算法构造多播生成树时所实际处理的边数,平均值记为real.比值e/real、n/real分别示于图1.从图1(a)可以看出用e来作为MPH算法的边的处理次数是实际处理次数的102倍数,而且边越稠密,偏差越大;端节点数越少,偏差越大.而从图1( b)可以看出以n来作为MPH算法的边的处理次数是合理的,并且几乎不受边的稠密程度的影响.5 结论理论分析和仿真结果表明多播路由算法MPH的时间复杂度应该是O(m2n),而文[1~3]对MPH 算法和有关算法的时间复杂性度量是不正确的.参考文献:[ 1 ] S Ramanathan.Multicast tree generation in networks withasymmetriclinks[J].IEEE ACMTrans.On Networking,1996,4(4):558-568.[ 2 ] 李汉兵,喻建平,谢维信.局部搜索最小路径费用算法[J].电子学报,2000,28(5):92-95.[ 3 ] 胡光岷,李乐民,安红岩.最小代价多播生成树的快速算法[J].电子学报,2002,30(6):880-882.[ 4 ] Pawel Winter.Steiner problem in networks:asurney[J].Networks,1987,17(2):129-167.[ 5 ] F KHwang.Steiner tree problems [J].Networks,1992,22(1):55-89.[ 6 ] HF Salama,D S Reeves.Evaluation of multicast routing algorithms forreal-time communication on high speed networks[J].IEEE Journal onselected areas in communication,1997,15(3):332-349.[ 7 ] Mwaxman.Routing of multipoint connections[J].IEEE Journal on Se-lected Areas in communication,1988,6(9):1617-1621.。