基三分层网络中一种基于查表的确定路由算法

路由算法对互连网络的通信性能和并行系统性能的发挥起着重要作用。针对基三分层互连网络，提出一种基于查表的使消息沿两节点间近似最短路径传递的分布式确定路由算法TDRA。该算法充分利用基三分层互连网络的层次特性，其路由表中仅保存各节点的同族节点和部分组的路由信息，路由表所占存储空间小，路由效率高。     

基于分层结构的Ad Hoc多播路由算法

根据Ad Hoc移动网络采用多级分层结构管理体系的特点，提出了一种Ad Hoc移动网络的多播路由算法。通过对移动自组网进行簇划分，形成由簇节点、簇桥节点和簇内节点构成的分簇网络结构，并且在由簇节点和簇桥节点形成的虚拟骨干网基础上，通过回路检测和冗余剪枝算法处理，最终得到一个能满足多播要求的多播树。仿真实验说明，该多播路由算法具有稳定的数据包发送率，减少了路由建立时间。     

一种基于遗传算法的流媒体多播路由算法

流媒体多播路由算法要寻找连接源节点和所有目的节点的最小生成树,不仅要使网络费用最小还要求适合于流媒体这一较新的服务.本文通过对最小代价多播路由问题进行分析,给出网络模型及其数学描述,结合模糊逻辑控制提出一种性能优越的基于遗传算法的多播路由算法.     

基于遗传算法的时延受限多播路由研究

该文探讨了包交换计算机网络中,具有端到端时延限制的多播路由问题。提出了一种基于遗传算法的多播路由优化算法,利用该算法可以实现在给定网络和多播需求的情况下,寻找费用最小的多播路由树,使该树覆盖所有的多播目的节点,并使网络费用达到最小。     

多媒体通信中带度约束的多播路由算法

随着多媒体业务的发展,多播技术应用日益广泛,多播路由是要寻找连接源节点和一组目的节点的一棵多播树,这个问题在数学上归结为Steiner树问题,它是一个NPC问题。在实际网络中,网络节点具备不同的多播能力,有些节点不支持多播,有些节点支持多播,但为了保证网络速度和节点负载平衡,支持多播的节点要限制其复制信息的数量,即节点的多播能力受限。在这种情况下,寻找多播树变得更加困难,该文用节点的约束来表示敏个节点具备的多播能力,节点多播能力受限情况下的多播路由问题被称为带度约束的多播路由问题,其仍是一个NPC问题。该文提出了一种求解带度的约束多播路由问题的双层遗传算法。算法的基本思想是最优多播树应是一棵满足度约束的最小生成树,因此问题的关键在于如何找到包括在最优生成树中的Steiner节点。遗传算法 采用二进制编码方式,内层算法用于求解满足度约束的最小生成树;外层算法进行全局搜索。该文将算法在稀疏图上进行实验,为了更好地模拟真实网络,稀疏图中每个节点具有不同的多播能力,并且多播目的节点数目相比于网络节点数要小。实验对算法进行了三方面比较：（1）解的质量;（2）计算时间;（3）算法的收敛性。实验结果表明,文中提出的遗传算法能够找到费用较小的多播树,但是当网络规模增大时,算法的求解时间也较长。     

一种时延受限的多播路由算法

很多实时多媒体应用要求通信网络提供多播服务支持，而且往往需要传输的信息满足源端到目的端的时延约束。该文对时延约束的多播路由问题进行了研究，基于原有的从源端到目的端的时延受限路径构造算法，提出了一种时延受限多播路由算法。该算法能够快速构建满足时延约束的多播树。理论分析表明，该算法的时间复杂度和CDKS算法相同。仿真实验结果表明，该算法所构建的多播树代价低于CDKS算法。     

用于超大Infiniband网络的负载均衡多播路由

高性能计算中,硬件支持的多播操作对应用程序性能具有至关重要的影响。Infiniband网络中现有的两类多播路由算法中,MINIHOP-MC未考虑路由均衡性问题,导致链路edge forwarding index（EFI）指数很大,严重影响多播消息性能;SSSP-MC虽然部分考虑了路由均衡性问题,但其运行时间很长,不能满足超大规模互连网络的需求。提出一种负载均衡的快速多播路由算法FULB-MC,可用于存在大量多播组的超大规模互连网络环境。该算法采用自底向上的多播树构建方法,并综合利用两种负载均衡策略根据局部负载信息进行多播路由选择。还提出了新的加入/离开多播组机制,避免频繁计算多播路由问题。在各种拓扑结构、各种通信模式下对FULB-MC进行了大量测试。结果表明,在运行时间方面,FULB-MC显著低于SSSP-MC;在链路EFI指数方面,FULB-MC明显优于MINIHOP-MC,而与SSSP-MC基本相当。     

分布式QoS多播路由协议

研讨了具有QoS约束的分布式多播路由问题。描述了一种适应于QoS多播路由的网络模型，提出了一种分布式QoS多播路由协议（DQMRP）。DQMRP只要求网络链路（或节点）的局部状态信息，不需要维护全局状态信息。DQMRP可有效地减少构造一棵多播树的开销，多播组成员能动态地加入，退出一个多播会晤，且不干扰现有的多播树。给出了DQMRP的正确性证明。仿真实验结果表明：DQMRP具有较低的控制信息开销和节点加入时延，较其它协议更适合于网络状态变化比较频繁的环境以及实时多媒体应用。     

QoS动态多播路由协议

保证服务质量的QoS（Quality of Service）路由是网络中解决OoS问题的一项关键技术．具有OoS约束的多播路由技术已成为网络领域的一个重要研究课题．该文研讨了具有QoS约束的动态多播路由问题．文中描述了一种适应于QoS多播路由的网络模型，提出了一种QoS动态多播路由协议（QDMRP）．QDMRP只要求网络链路（或节点）的局部状态信息，不需要维护全局状态信息．QDMRP较好地减少构造一棵多播树的开销．仿真实验结果表明：QDMRP具有较低的控制信息开销和节点加入时延，较好地适合于网络状态变化比较频繁的环境以及实时多媒体应用．     

一种新的时延受限多播路由算法

为了满足多播业务的实时性要求、提高资源利用率，提出一种新的时延受限最小代价树多播路由算法。该算法基于最小代价多播树的生成方法，对节点之间的时延进行动态修改，寻找满足时延限制的最短路径，可快速找到满足时延约束的多播树。实验结果表明，该算法生成速度快、代价性能良好、能够满足多媒体网络的实时性要求。     

多QoS约束的层次多播路由算法框架

为了解决网络路由的扩展性问题。大型网络通常被划分成若干个不同的域。拓扑聚集是对这些域的拓扑状态信息进行汇总的过程。在拓扑聚集的基础上，QoS层次多播路由算法用来构造满足QoS要求的域闻多播树。现有的QoS层次多播路由算法在其拓扑聚集和路径计算的过程中都只考虑了存在两个QoS特征值的情况。本文提出了一种具有多QoS约束的层次多播路由算法框架HMRMQ（Hierarchical Multicast Routing with Multiple QoS constraints），此算法框架不仅为基于多QoS特征值的拓扑状态聚集和状态信息表示提供了新的方法，而且提出了一种适应于多QoS约束的层次多播路由新算法。我们提出的状态信息表示法和拓扑聚集算法都具有很好的扩展性，分布式的路由算法也便于某些安全性策略的实施。理论分析和实验结果不仅证明了HMRMQ的正确性和有效性，同时也表明了HMRMQ在网络路由的扩展性、路由成功率、网络代价以及报文负载等方面都具有良好的性能。     

Path-Based Multicast Communication in Wormhole-Routed Unidirectional Torus Networks

This paper addresses the problem of one-to-many, or multicast, communication in wormhole-routed,n-dimensional torus networks. The proposed methods are designed for systems that support intermediate reception, which permits multidestination messages to be pipelined through several nodes, depositing a copy at each node. A key issue in the design of such systems is the routing function, which must support both unicast and multicast traffic while preventing deadlock among messages. An efficient, deadlock-free routing function is developed and used as a basis for a family of multicast algorithms. TheS-torusmulticast algorithm uses a single multidestination message to perform an arbitrary multicast operation. TheM-torusalgorithm is a generalized multiphase multicast algorithm, in which a combination of multidestination messages is used to perform a multicast in one or more communication steps. Two specific instances of the M-torus algorithm, theM_d-torusandM_u-torusmulticast algorithms, are presented. These algorithms produce contention-free multicast operations and are deadlock-free under all combinations of network traffic. A simulation study compares the performance of the different multicast algorithms, and implementation issues are discussed. The results of this research are applicable to the design of architectures for both wormhole-routed massively parallel computers and high-speed local area networks with wormhole-routed switch fabrics.     

Deadlock-free multicast wormhole routing in 2-D mesh multicomputers

Multicast communication services, in which the same message is delivered from a source node to an arbitrary number of destination nodes, are being provided in new-generation multicomputers. Broadcast is a special case of multicast in which a message is delivered to all nodes in the network. The nCUBE-2, a wormhole-routed hypercube multicomputer, provides hardware support for broadcast and a restricted form of multicast in which the destinations form a subcube. However, the broadcast routing algorithm adopted in the nCUBE-2 is not deadlock-free. In this paper, four multicast wormhole routing strategies for 2-D mesh multicomputers are proposed and studied. All of the algorithms are shown to be deadlock-free. These are the first deadlock-free multicast wormhole routing algorithms ever proposed. A simulation study has been conducted that compares the performance of these multicast algorithms under dynamic network traffic conditions in a 2-D mesh. The results indicate that a dual-path routing algorithm offers performance advantages over tree-based, multipath, and fixed-path algorithms     

A Delay-Constrained Least-Cost Multicast Routing Heuristic for Dynamic Multicast Groups

Many new multimedia applications involve dynamic multiple participants, have stringent end-to-end delay requirement and consume large amount of network resources. In this paper, we propose a new dynamic delay-constrained least-cost multicast routing algorithm (DDCLCMR) to support these applications. When group membership changes, the existing multicast tree is perturbed as little as possible. Simulation results show that DDCLCMR performs very well in terms of cost for both, static and dynamic multicast groups, when compared to the best multicast algorithms known. Our evaluation of the cost performance of the algorithms showed that DDCLCMR is always within 10% from BSMA which has the best cost performance among all the proposed delay-constrained static multicast heuristics, while NAIVE, the well-known dynamic multicast routing algorithm, is up to 70% worse than BSMA in some cases.     

一种基于气泡流控的改进多播路由算法

多播通信在片上多核系统中占据很重要的地位,并会对多核系统上并行应用程序的性能产生很大影响。现有的多播路由算法大多存在资源利用不均衡的不足,从而导致片上缓存资源的利用率较低。提出一种新的基于气泡流控的多播路由算法,该方法充分利用了片上网络的缓存资源,并通过向网络注入气泡避免了死锁现象的产生。实验表明,该方法可以有效提高片上网络中多播通信的性能,在合成负载下,该方法相对于均衡自适应多播路由算法可以实现18.1%的网络平均时延的降低以及16.7%的网络饱和吞吐量的增加。     

基于QoS约束的多播路由研究

该文给出了多播路由的定义和多播树的分类,描述了一种适用于研究QoS多播路由的网络模型,对多播路由算法进行了分类,介绍了典型的基于QoS约束的多播路由协议和算法,对每个算法的性能特性和适应范围进行了客观的评价,提供了QoS多播路由算法复杂度的比较,对QoS多播路由技术的进一步研究进行了展望。     

基于网络编码的多播路由算法研究

网络编码的提出在一定程度上提高了多播通信的传输性能。简要总结了网络编码多播传输理论的研究进展,并对网络编码多播路由问题进行了研究。分析了已有算法的优势及不足,同时考虑影响资源消耗的因素,文中提出了一种基于最短路径和最大共享链路集的网络编码多播路由算法。通过在随机网络拓扑模型下的性能仿真实验分析,发现与传统的IP最短路多播和约简网络下网络编码多播路由算法相比,该算法可显著减少网络带宽资源消耗,同时能够有效均衡链路负载。     

求解有度约束多播路由问题的分布式算法

在应用多播(multicast)时,有效的多播路由是关键.现有的多播路由算法一般假定每个节点都支持multicast,但在实际网络中,某些节点并不支持多播,而为了保证网络速度,需限制进行多播所要复制信息的数量.为此,采用度约束来表示每个节点的多播能力,提出了一种有度约束的分布式多播路由算法.算法的复杂度和所需传递信息的数量都低于已有的同类算法.     

内容发布订阅系统路由算法和自配置策略研究

路由算法和动态自配置特性是实现大规模基于内容的发布订阅系统的两个关键问题.尽管已经有多种路由算法被提了出来,但是它们没有充分利用组播技术提高系统性能和节省网络带宽;此外,已有系统的网络都是静态的,不能够进行网络的自动配置.首先,提出了具有组播集群的层次性系统模型,设计了混合式路由算法,充分利用物理网络组播的特性,节省网络带宽.然后,提出了组播集群复制协议和基于内容的组播树协议CMTP,分别处理节点或者链路失效导致的网络分割以及路由的重建.实验结果表明,这些算法和协议的引入节省了网络带宽,显著提高了系统的性能,保证了系统的自配置特性.