多约束QoS组播路由优化算法研究

不确定网络性能参数下的多约束QoS组播路由优化已成为安全组播领域的一个重要研究课题，也是下一代Internet和高性能网络亟待解决的难题。多约束QoS组播路由优化是NP一完全的多目标优化问题。本文概括了多约束QoS组播路由需求，然后重点讨论多约束QoS组播路由优化的约束树算法和智能算法，最后探讨了多约束QoS组播路由将来的一些主要研究方向。     

基于遗传算法的QoS组播路由选择方法

考虑了组播通信服务质量需求与网络资源约束,将满足不同约束的QoS组播路由选择过程转化为一个多目标优化问题,使用一种基于QoS的最小网络费用组播路由树生成算法来寻找最小Steiner树。该方法可以在满足多约束的情况下,寻找费用最小的组播路由树,仿真结果表明该算法有较好的性能。     

一种光因特网中的一体化QoS组播路由算法

讨论了IP/DWDM光因特网中的一体化多约束QoS组播路由和波长分配算法。给定一个QoS组播请求,包括带宽需求、组播端到端延迟上界和延迟抖动上界,提出了一种算法,它能够找到一棵同时满足上述三个约束的组播树。提出的算法基于一种类似于波长图的逻辑拓扑来构造组播树。逻辑拓扑上的路径同时指出路由和该路由上的可用波长。通过这种方式,算法将路由和波长分配集成在一起一体化考虑。最后,阐述了算法的正确性。     

一种基于不精确信息的智能QoS组播路由算法

针对满足多个约束条件的服务质量(QoS) 组播路由的特点,提出了一种下一代互联网中基于粒子群优化(PSO) 和遗传算法(GA) 的智能QoS组播路由算法。给出了QoS组播路由问题模型及其数学描述,针对QoS参数信息不精确的情况,综合PSO的快速搜索和GA的全局寻优能力,找出在给定费用下满足多个QoS约束概率最大的组播树的Pareto非劣集,从中选出最优组播树。对算法进行了仿真实现与性能评价,结果表明,它是可行和有效的。     

基于多值QoS约束的OSPF组播扩展算法

为了满足对服务质量度量值的要求,设计并实现了一种基于多值QoS的OSPF组播扩展算法。逐步建立一个组播树,在每条链路上满足多值的QoS要求,同时支持不同的组成员动态加入,退出组。对算法的计算复杂度和报文控制进行分析后得出该算法能在基于OSPF路由协议的网络中,高效使用网络资源,向成员提供满足多值QoS约束的组播路径。     

基于群代理的QoS-AP算法优化QoS组播路由

针对互联网组播应用中多约束服务质量(QoS)组播路由优化问题,提出一种基于群代理的融合蚁群(ACO)算法与粒子群优化(PSO)算法的QoS-AP算法。首先根据QoS约束,产生多个组播模型。然后利用ACO算法对每个模型和模型中的属性进行评估并放置信息素。再根据信息素值,利用PSO算法调整粒子代理的运动方式来重组组播树。经过多次迭代,最后形成一个满足QoS的最优组播树。通过仿真实验,与现有的PSOTREE、TGBACA算法进行比较。结果表明,该算法能够找出更好的组播树模型,不仅能够满足QoS约束,而且还最大限度地减少了树的成本。     

移动无线Internet中的公平QoS组播路由机制

提出一种公平QoS组播路由机制,包括初始QoS组播路由树建立算法、节点加入／退出／切换机制以及树重构机制,从路由角度支持公平性的实现。仿真研究表明,该机制是可行和有效的。     

基于本地域信息的时延约束Steiner树算法

提出一种基于本地域QoS信息的时延约束Steiner树算法,通过最短代价路径构造组播树,源节点根据目的节点及源区域边界路由器提供的最短时延路径信息,对剩余目的进行集中式路由计算,并由控制消息完成组播树的配置及环路删除。该算法不依赖于全局性的QoS信息,从而避免大量控制开销与陈旧QoS信息的影响。仿真实验结果表明,该算法具有较高的加入成功率以及较合理的控制开销。     

一种IP/DWDM光因特网中的Q0S组播路由算法

本文讨论了一种IP/DWDM光因特网的QoS组播路由算法,在已知QoS组播请求和所需时间延迟的前提下,提出了一种可以找到基于柔性QoS的、次优的路由树的算法.此外,我们对QoS满意程度一术语作了定义.所提出的算法在多种群并行遗传模拟退火算法基础上构建组播树,并根据波长图为树分配波长.此算法将路由选择和波长分配一体化,路由选择的目的在于找到一个次优组播树,波长分配的目的则是通过使波长度盖数量最小来最小化组播树的延迟.因此,组播树的估价和QoS用户满意程度两方面都接近最优.谊算法同时考虑了负载均衡.仿真结果表明,该算法是灵活有效的.     

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。     

支持QoS的分层数据传输的动态组播路由算法

为了支持组成员的异构性和动态性,满足组成员不同的带宽和时延约束要求,提出了支持QoS的流式分层数据传输的动态组播路由算法(简称:QDMR-LD).当新的组成员加入时,使用面向接收者的启发式搜索方法找到一条位于组播树和组成员之间的可行的并具有最小代价的路径.为了提高组成员的加入成功率,采用了以前工作中提出的RBMF转发算法.当组成员离开时,位于组播树上多余的部分将被剪裁.仿真结果表明,与其他相关工作相比,QDMR-LD在提高了加入成功率的同时,降低了组播树的代价.     

多QoS约束的多播路由协议

随着高性能网络、移动网络及Internet的不断发展,具有QoS约束的多播路由技术已成为网络及分布式系统领域的一个重要研究课题.研讨了具有多QoS约束的多播路由问题,其中主要包含延迟、延迟抖动、带宽、代价等QoS约束.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约束的多播路由协议(multicast routing protocol with multiple QoS,简称MRPMQ).MRPMQ试图有效减少生成多QoS约束的多播树的开销.在MRPMQ中,一个多播组成员能够动态地加入/退出一个多播会晤,且不干扰现有的多播树.给出了该协议的正确性证明和复杂性分析.仿真实验结果表明,MRPMQ为多QoS约束多播路由提供了一种新的有效途径.     

A QoS multicast routing protocol for dynamic group topology

Multicast routing is establishing a tree which is rooted from the source node and contains all the multicast destinations. A multicast routing tree with multiple QoS constraints may be the tree in which the delay, delay-jitter, packet-loss and bandwidth should satisfy the pre-specified bounds. This paper discusses the multicast routing problem with multiple QoS constraints, which may deal with the delay, delay-jitter, bandwidth and packet-loss metrics, and describes a network model for researching the routing problem. It presents a QoS multicast routing protocol with dynamic group topology (QMRPD). The QMRPD attempts to significantly reduce the overhead of constructing a multicast tree with multiple QoS constraints. In MPRMQ, a multicast group member can join or leave a multicast session dynamically, which should not disrupt the multicast tree. It also attempts to minimize overall cost of the tree, and satisfy the multiple QoS constraints and least cost's (or lower cost) requirements. In this paper, the proof of correctness and complexity analysis of the QMRPD are also given. Simulation results show that QMRPD is an available approach to multicast routing decision with dynamic group topology.     

基于Ad Hoc多QoS约束的多播路由协议

针对移动Ad Hoc网络特点，研讨了Ad Hoc网络中其有多QoS约束的多播路由问题，其中主要包含延迟、延迟抖动、带宽、代价等QoS约束。描述了一种适应于研究Ad Hoc网络QoS多播路由的网络模型，提出了Ad Hoc网络中一种具有多QoS约束的多播路由协议。给出了MQAP的路由实现过程，进行了正确性证明和复杂性分析。仿真实验结果表明，MQAP为Ad Hoc网络多QoS约束多播路由提供了一种新的有效途径。     

多约束QoS动态多播路由算法

YAM和QoSMIC是支持QoS动态多播路由算法,允许多播组成员动态地加入/退出,同时为接收方提供多个可选择的多播接入路径,以满足不同应用的QoS需求。该文在分析这些算法的基础上,研讨了具有延迟、延迟抖动、带宽和代价等多约束QoS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,提出了一种具有多约束QoS的动态多播路由算法(MQDMR),MQDMR试图有效地减少生成多约束QoS的多播树的开销。在MQDMR中,一个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。仿真实验结果表明,MQDMR比YAM和QoSMIC具有较小的延时和较少的代价。     

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。     

A distributed QoS-Aware multicast routing protocol

This paper discusses the multicast routing problem with QoS constraints, and describes a network model that is suitable to research such routing problem. The paper mainly presents a distributed QoS-aware multicast routing protocol (QMRP). The QMRP can operate on top of the unicast routing protocol. It only requires the local state information of the link (or the node), but does not require any global network state to be maintained. The QMRP can significantly reduce the overhead for constructing a multicast tree with QoS constraints. In QMRP, a multicast group member can join or leave the multicast session dynamically, which can support dynamic membership. The protocol can search multiple feasible tree branches, and select the optimal or near-optimal branch for connecting the new receiver to the multicast tree if it exists. In this paper, the proof of correctness and complexity analysis of the QMRP are given, and the performance measures of the protocol are evaluated using simulation. The study shows that QMRP provides an available approach to multicast routing with QoS constraints and dynamic membership support.Received: 3 April 2003, Published online: 2 September 2003     

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．     

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。