聚合组播优化中的蚁群算法研究

当大量组播组并存于网络中时,IP组播将遭遇严重的组播状态扩展性问题.聚合组播是针对该问题的一种新颖的解决方案,它的主要思想是使多个组共享同一棵聚合树,从而减少组播转发状态.树选择问题作为聚合组播的核心问题已经被证明是一个NP完全问题.本文提出一种改进的蚁群算法(ACAM算法)对聚合树进行选择.仿真结果表明该算法在聚合度、转发状态降低率等性能指标上都优于传统聚合组播算法.     

组播聚合中高效的可扩展组-树匹配算法

当网络中同时存在大量的的组播组的时候,IP组播的可扩展性问题变得非常突出.对组播聚合中的组播组-树的匹配算法进行了研究,提出了一种高效的可扩展的组播组-树匹配算法(SGTM算法).在确定组播组的匹配树过程中,通过将组播树按照其开销进行排序以及扩展处理,降低了在查找过程中所检查的组播树的数量,提高了聚合组播算法的执行速度.并引入了对组播聚合性能进行度量的参数,结果表明SGTM算法与传统的组播聚合算法相比在同等性能的情况下执行速度更快.     

VPLS中基于共享聚合树的组播问题研究

VPLS是近年来网络研究的热点.但在设计VPLS网络的时候,面临着一个严峻的挑战组播中需要维护的状态数和网络带宽浪费之间的矛盾问题.本文提出了一个基于共享聚合树的解决方案,既减少了需要维护的组播树数目,又较好地控制了带宽的使用.其基本方法是,采用Prim贪婪算法建立洪泛树,确保组播流量能够传送到所有的PE结点.在洪泛树的基础上通过基于消息的剪枝机制建立候选的组播树,并通过组-树之间的映射算法实现组播树的共享和聚合.候选树的产生是通过预设的带宽阀值来触发的.仿真实验表明,该方法具有较好的性能,能够降低VPLS网络中由于维护组播转发状态而带来的开销.     

一种基于模拟退火方法的多约束QoS组播路由算法

研究了带宽、时延及时延抖动约束最小代价的QoS组播路由问题,提出一种利用模拟退火方法解决该问题的QoS组播路由算法SABDMA。该算法通过选择合适的模拟退火参数迭代求解,以获得满足QoS约束的最小代价组播树。同时,为避免搜索区域的扩大和计算时间的增加,根据时延和时延抖动的关系,提出采用“路径交换”策略在可行解范围内构造邻域集。仿真结果表明该算法具有可行、稳定、收敛快的特点;能根据组播应用对QoS的限制要求,有效地构造代价较低的组播树,具有较强的实时性。     

多组播路由问题的粒子群优化算法

具有带宽和时延约束的多组播路由优化问题比组播路由问题更加复杂.为了快速求得多组播路由问题的最优解,提出一种基于树结构演化的粒子群优化算法.粒子由以组播树为分量的向量构成,表示问题的一个可行解,粒子飞行通过树的演化实现.通过在粒子群的环状社会结构中引入粒子视觉半径提高粒子的邻域学习能力;采用树结构变异方法对粒子进行变异提高算法跳出局部解的可能性;根据不满足约束条件的状况对非可行解采取分别惩罚粒子和粒子分量的策略.在随机产生的具有26,50和100个节点的网络拓扑上进行了仿真实验,实验结果表明,提出的算法具有更好的求解质量和较快的收敛速度.     

聚合组播及组-树映射算法的研究

对一种新颖的减少组播状态的方法 -聚合组播进行了研究 ,它使多个组播组共享同一棵分布树 ,从而在损耗一定带宽的情况下 ,减少了组播状态和核心路由器上的树管理开销 .同时提出了一种组 -树映射算法 ,该算法将组播组指定到具有可控带宽的分布树上 ,在牺牲带宽的基础上 ,大大降低了额外的隧道开销和扩展开销     

二层组播QoS最优生成树

具有一对多特性的组播数据大量涌入以太网,对网络服务质量提出了更高的要求.二层域中生成树协议在选择根桥时没有考虑其对组播服务质量的影响.从二层组播接收者的角度出发,提出了二层组播QoS最优生成树的概念,从理论上证明了组播源位于最优生成树的根桥上时,组播能达到最优的服务质量.而且,最优生成树对于经过根桥的单播也能达到最优的服务质量.最后,给出的最优根桥逼近查找算法可以作为生成树算法的补充.通过对比实验,验证了该算法的有效性、可靠性和可扩展性.     

改进的聚合组播算法

针对组播状态可扩展性问题进行研究, 提出了一种改进的聚合组播算法。该算法在动态在线聚合组播算法的基础上, 确定匹配时可行的聚合树范围, 以减少匹配和计算次数, 降低时间复杂度; 改进最优匹配聚合树的选择算法, 并对网络中聚合树进行定期调整, 以优化聚合树结构, 去掉不必要的中间节点, 提高聚合度, 降低节点转发状态。仿真实验表明, 与同类算法相比, 该算法能够以较低的时间复杂度, 取得较高的聚合度和转发状态降低率, 在并发组播组数目较高和组密度较高时效果更加明显。     

一种基于策略函数的应用层组播路由算法

由于IP组播存在可扩展性差、难以管理等方面的缺陷,研究人员提出了应用层组播.实时传输是应用层组播技术的一个主要应用领域,对网络延迟有严格的限制.文中着重研究构建最小延迟应用层组播树的算法,提出一种基于策略函数构造应用层最小直径组播树的启发式算法BCT-H.该算法采用策略函数迭代的选择使生成树直径最短的路径,从而有效地减少了网络中的转发时延和同一条链路的重复分组数量.模拟实验表明该算法能够有效地降低链路强度,减少组播树的时延.     

Internet高性能组播路由算法研究

为了进一步适应Internet网络多媒体业务应用,高性能Internet组播路由算法已成为国内外网络研究熟点和难点问题之一。分析了组播路由问题的定义和分类;论述了现有的IP层组播路由算法,主要包括五种类型：最多路径树算法、最小生成树算法、Steiner树算法、单约束的Steiner树算法和多约束的Steiner树算法;并对它们进行比较和评价。最后提出了高性能Internet组播路由算法具有的特点和进一步的研究方向。     

A hybrid scatter search meta-heuristic for delay-constrained multicast routing problems

This paper investigates the first hybrid scatter search and path relinking meta-heuristic for the Delay-Constrained Least-Cost (DCLC) multicast routing problem. The underpinning mathematic model of the DCLC multicast routing problem is the constrained Steiner tree problem in graphs, a well known NP-complete problem. After combining a path relinking method as the solution combination method in scatter search, we further explore two improvement strategies: tabu search and variable neighborhood search, to intensify the search in the hybrid scatter search algorithm. A large number of simulations on some benchmark instances from the OR-library and a group of random graphs of different characteristics demonstrate that the improvement strategy greatly affects the performance of the proposed scatter search algorithm. The hybrid scatter search algorithm intensified by a variable neighborhood descent search is highly efficient in solving the DCLC multicast routing problem in comparison with other algorithms and heuristics in the literature.     

基于Tabu搜索的QoS多播路由快速优化算法

QoS多播路由算法的核心问题是建立满足QoS约束的多播树,这就是计算机网络中著名的受约束最小Steiner树问题,是一个NP完全问题.目前已有的启发式算法的时间复杂度大,不能获得最优解.提出了一个基于Tabu搜索的QoS多播路由选择快速优化算法,它选择延迟与带宽约束为QoS参数,利用Tabu搜索的集中性与广泛性并存的优点,在提高搜索速度的同时可以更加接近最优解.仿真结果表明:该算法具有快速、易实施等特点,更加适合在组规模比较大的情况下应用.     

A sleep-mode interleaving algorithm for layered-video multicast services in IEEE 802.16e networks

In this paper we investigate efficient mechanisms to support layered-video multicast services in IEEE 802.16e (Mobile WiMAX) networks.¹ Given the bandwidth eager and energy hungry nature of layered-video multicast services, network systems should employ efficient bandwidth allocation and energy saving mechanisms. We first investigate how the WiMAX energy saving mechanisms significantly degrade the performance of multicast bandwidth allocation mechanisms for layered-video multicast services. Then, we present a theoretical model for illustrating this interaction problem. To the best of our knowledge, this paper offers the first investigation into and the first theoretical model of the interaction problem between multicast bandwidth allocation and WiMAX energy saving mechanisms. To solve the interaction problem, we propose a novel sleep-mode interleaving algorithm beyond the existing mechanisms. The proposed algorithm has full compatibility with the existing multicast bandwidth allocation mechanisms and with IEEE 802.16e standards. By appropriately adjusting one sleep mode parameter defined in the standard, the proposed sleep-mode interleaving algorithm effectively guarantees the bandwidth efficiency of the video multicast mechanisms while mobile users can execute the standard sleep mode operations. Simulation results demonstrate the effectiveness of the proposed algorithm in terms of packet delivery ratio, user satisfaction, energy efficiency and computational complexity.     

并行量子遗传算法在QoS组播路由中的应用

随着网络通信技术的发展和Internet的普及,性能出色的组播路由越来越重要。著名的组播路由Steiner树问题是NP完全问题,应采用启发式方法求解。文中在常规量子遗传算法中引入并行进化模型,提出了一种解决多约束QoS组播路由优化问题的算法。在满足带宽、时延约束条件下寻找代价最小的组播树,并合理安排节点负荷,减少通信开销。仿真实验结果表明本算法搜索速度快、全局寻优能力强,性能和效率优于常规量子遗传算法。     

Applying tabu search to backup path planning for multicast networks

More and more multimedia applications rely on the ability of networks to provide multicast communications. Network survivability becomes a critical issue in network planning, design, and operation to reduce the impacts of failures in high-speed networks. A rapid and cost-effective restorable network must be planned to maintain network survivability and use network bandwidth effectively. This paper considers the problem of preplanning delay-constrained backup path for multicast networks to minimize the total cost of all the backup paths. Based on the path restoration scheme, a tabu search (TS) algorithm is proposed to find a near optimal solution for the problem under investigation. Diversification and intensification strategies are suggested. The computational experiments are conducted to demonstrate the performance of the proposed TS algorithm. The results show that it offers high-quality solutions within a short amount of time.     

基于变邻域蚁群算法的自动光学检测路径规划

在确定取像窗口最少数量及其约束移动范围的前提下,为解决蚁群算法用于自动光学检测路径规划存在的问题,提出一种基于变邻域蚁群算法的自动光学检测路径规划方法。针对蚁群算法收敛速度慢、易陷入局部最优解的问题,提出含有3种邻域结构的变邻域路径搜索方法,改进蚁群算法以快速获得质量优异的可优化路径;针对取像窗口位置可调整的问题,提出变邻域窗口位置调整方法,进一步改善可优化路径,获得最短路径。实验结果表明,该算法比基本的蚁群算法具有更高的求解效率和求解质量,有效提升了自动光学检测系统的在线检测效率。     

一种基于禁忌搜索的时延约束组播路由算法

提出了一种使用禁忌搜索方法构造组播树的时延约束最小代价组播路由算法（TSBDMA)。该算法充分利用禁忌搜索方法中灵活的记忆功能和禁忌规则等特点,以最小时延树为初始解,并使用换边操作构造邻域集,最终求得满足条件的组播树。仿真实验结果表明本算法具有代价性能良好、可靠性高、收敛速度快、时延低的特点。     

高离散P2P会议模型带权基因衍生算法

根据P2P嵌入式可视电话应用环境,分析基于高离散地址P2P可视电话的会议模型,针对分布式会议模型要解决的应用层组播问题,给出综合了带宽约束、路径时延、处理代价的适应性评价函数,提出以FMPH算法、SPH算法为起点,带度约束的优秀基因多衍生策略的组播算法,仿真实验证明该算法结果性能稳定,收敛性较好,为基于P2P的分布式可视会议模型提供了一种优化组播路由方案,但会议节点的接入带宽及路径时延动态变化问题有待进一步研究改善。     

NGI尺度收缩混沌变异QoS组播路由算法

IP／DWDM光Internet是下一代互联网主要组网技术之一,服务质量组播路由算法是其一个研究热点,已经证明它是NP完全的。为此设计了一种非NP类算法,基于尺度收缩混沌变异进化算法,构造一棵带宽,延迟,延迟抖动和出错率受限且费用优化的QoS组播路由树,兼顾网络负载均衡。仿真研究表明,该算法是可行和有效的,较好地克服了传统遗传算法的早熟和收敛性差的问题。