支持流媒体的应用层组播研究

在当前没有IP组播支持以及大多数端主机访问带宽有限的Internet网络条件下,普通的端主机提供实时流媒体应用服务缺乏有效的通信手段,应用层组播是解决这一问题的有效通信技术.针对网络电视、视频点播类型的大规模实时流媒体应用,本文提出一个两层应用层组播框架结构ALMF,并对其中组播服务结点覆盖网络的构建和维护进行了研究,提出了一个覆盖网络路由组播模型MOSSMRM和基于智能蚁群的路由算法IACSMR,随后将该路由算法和几种启发式算法进行了比较.仿真实验结果表明,IACSMR算法是一个有效的应用层组播路由算法.     

基于邻近原则的应用层组播实验研究*

提出了一个基于邻近原则的应用层组播系统,其覆盖网络由参与节点求得自身网络坐标之后,根据网络坐标基于邻近原则聚类形成。通过基于网络测量数据的仿真和PlanetLab真实网络环境中的实际测试,证明了基于该覆盖网络结构的应用层组播系统在性能指标上优于当前普遍应用的基于其他结构的覆盖网络的系统。在构建覆盖网络过程中考虑节点在网络中的位置分布等因素将能够提高基于该覆盖网络的应用层组播性能。     

异构网络环境下的高稳定性应用层组播方案

针对异构网络环境中由于节点转发能力异构而引起的应用层组播稳定性不足的问题,对异构overlay拓扑建模进行了研究,分析出组播稳定所需满足的约束条件,提出了一种基于gossip协作机制的应用层组播方案。在所提机制能够均衡节点间负载,缓解能力弱的节点负载过重的问题;如果组播过程中有成员节点动态离开或转发能力不足,其他节点相互协作共同分担其负载以维持组播的稳定性。随后的链路强度分析表明,与传统的应用层组播方案相比,本方案能够大幅降低拓扑的平均链路强度,提高组播系统的稳定性。最后通过OMNeT 仿真平台对本方案进行仿真验证,实验证明在动态的异构overlay拓扑下,本方案能够显著提高数据分发成功率,保证组播的连续性和稳定性。     

基于代理的应用层组播覆盖网设计与研究

应用层组播树有的是构造在虚拟覆盖网络上的。针对虚拟覆盖网络构造的复杂性特点,采用基于代理技术的方法构造虚拟覆盖网络。把覆盖网络构造分为节点部署和链路选择两个问题,分别对其求解,完成覆盖网络的构造。仿真实验表明,采用此方案构造的覆盖网络具有合理的拓扑结构,利于在其上构造性能优越的应用层组播树。     

应用层组播协议仿真研究

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。应用层组播的性能特征是目前研究的热点,其性能的仿真分析更是研究者不可回避的。论文研究了应用层组播的主要特性,提出并实现了基于NS2的模拟方法,通过视频播放实例对典型的应用层组播方案进行了仿真,分析了可扩展性、路径伸展率、链路压力等应用层组播协议的典型性能。仿真结果表明:应用层组播相对于单播,其结构的可扩展性好、网络的链路压力小。     

基于树与环应用层组播覆盖网的研究与比较

由于应用层组播在部署和实现方面的优势受到学术界的广泛关注.应用层组播协议在不同的覆盖网络拓扑结构(如树、网、环)下具有不同的性能特征.因此,比较应用层组播覆盖网的性能是评估覆盖网络拓扑优缺点的关键.在NS-2下对基于树、环的覆盖网络进行仿真.仿真结果表明,尽管环型覆盖网比树型覆盖网具有较高路径伸展度和较高链路强度,但在单个组播组成员失效或离开的情况下,它提供了恒定的、更低的节点度和较高数据传送率.     

基于多克隆策略的应用层组播路由算法

应用层组播作为当前网络研究的热点,其组播树是构造在虚拟完全连通覆盖网络上的。分析了应用层组播网络路由模型特点,针对带度约束平均延迟代价最小的应用层组播路由问题,提出了一种基于免疫多克隆策略的应用层组播路由算法。仿真实验表明,与基于遗传算法的组播路由算法相比,该算法具有更快的收敛速度和更好的全局寻优能力,而且算法稳定、灵活,操作简单。     

大规模应用层组播网络体系结构研究

阐述了IP组播发展所面临的问题、应用层组播发展现状和ScatterCast应用层组播网络,在对ScatterCast扩展的基础上,提出了一种新的支持大规模应用模式的应用层组播网络体系结构,以解决应用层组播通信的可扩展性及与IP组播的兼容性等问题。介绍了应用层组播网络的性能评价参数。     

一种大规模应用层组播密钥分发方案

提出了一种受时延约束的应用层组播密钥分发方案DCKD(Delay-constrained Key Distribution),根据应用层组播应用的密钥传输时延约束,通过在网络中选择辅助转发节点协助源节点完成密钥信息的分发。仿真实验表明,DCKD方案可保证组成员在规定的时延约束范围内收到密钥信息,适用于大规模的应用层组播应用。     

移动自组织网络应用层组播研究

移动自组织网络的应用迫切要求组播支持。应用层组播是解决组播问题的一种有效的方案。针对目前移动自组网络中网络层组播出现的问题,深入研究了移动自组织网络应用层组播,并作了详尽的性能比较。深入分析了移动自组织网络覆盖组播的优势,并指出了移动自组织网络组播亟待解决的问题,为新的移动自组织网络应用层组播研究提供了非常有价值的研究方向。     

A Scalable Overlay Multicast Architecture for Large-Scale Applications

In this paper, we propose a two-tier overlay multicast architecture (TOMA) to provide scalable and efficient multicast support for various group communication applications. In TOMA, multicast service overlay network (MSON) is advocated as the backbone service domain, while end users in access domains form a number of small clusters, in which an application-layer multicast protocol is used for the communication between the clustered end users. TOMA is able to provide efficient resource utilization with less control overhead, especially for large-scale applications. It also alleviates the state scalability problem and simplifies multicast tree construction and maintenance when there are large numbers of groups in the network. To help MSON providers efficiently plan backbone service overlay, we suggest several provisioning algorithms to locate proxies, select overlay links, and allocate link bandwidth. Extensive simulation studies demonstrate the promising performance of TOMA     

An overlay multicast protocol for live streaming and delay-guaranteed interactive media

In many collaborative multimedia applications, there is often a requirement for simultaneously supporting live streaming and shareable interaction. A major challenge in designing such an application by overlay multicast is how to simultaneously provide scalable live streaming and delay-guaranteed interactive media. Live streaming by overlay multicast incurs additional application-layer latency, which conflicts with the delay-sensitive property of interactive media. To handle this dilemma, in this paper, we propose a layered degree-constrained overlay multicast protocol, which organizes the overlay multicast tree as a layered degree-constrained core tree and an extended tree. The core tree maintains available resources in its top layers for subsequent two-way interaction, whereas the extended tree expands the core tree for one-way live streaming. Our simulation and experimental results show that the proposed overlay multicast protocol can simultaneously provide delay-guaranteed interactive media as well as scalable live streaming.     

面向混合网络的半覆盖组播路由协议

组播已在多个协议层上分别实现,但现有协议仍未兼顾对灵活性与效率的共同需求.总的来说,硬件组播和IP组播较为高效,而覆盖组播则更为灵活.在混合网络中,底层技术的差异使这一问题变得更为突出.为此提出了一种动态自组织的半覆盖组播路由协议HOMR(half overlay multicast routing).该协议把基于组内区域广播的IP组播、基于地址端口转换的覆盖组播以及对各类硬件组播的调用融入单一的模型,在各层组播间按需转换.HOMR具有与全覆盖组播相似的灵活性,模拟实验表明,HOMR在保持较低协议开销的同时,获得了与完全IP组播相近的转发效率.     

Prioritized overlay multicast in mobile ad hoc environments

Many proposed routing protocols for manets require nodes to maintain and update complicated route information, which incurs significant overhead when groups have different priorities. To address this problem, some researchers have begun focusing on application-layer, or overlay, multicast in which an overlay network forms a virtual network consisting of only member nodes atop the physical infrastructure. We propose a prototype of prioritized overlay multicast for manets in which participating nodes can carry out multiple functions and thus be associated with more than one overlay tree.     

应用层多播协议研究

应用层多播不需要对现有网络基础结构做任何修改,不需要路由器支持,在虚拟叠加网的基础上由参与多播的端系统完成包的复制、路由计算、转发等功能,从而能方便、灵活地在因特网上进行部署。本文将按照树优先、网优先和层次结构三种应用层多播叠加网拓扑构建方式对应用层多播协议进行讨论。     

基于最大干扰网络编码的应用层多播算法

构建于终端系统的应用层多播具有网络层多播不可比拟的优势,为了提高应用层多播的效率和性能,提出一种基于最大干扰网络编码的应用层多播算法。该算法在采用网络编码的基础上,在多播路径选择上通过考虑源到多个目的节点路径间的最大干扰,来提高编码的利用效率,有效节省带宽。仿真表明,相比较一般应用层多播算法和基于网络编码的多播算法,本算法在提高网络吞吐量和资源利用率方面都有更好的表现。     

应用层组播动态调整问题的研究

通过分析影响应用层组播性能的因素及这些因素的变化对组播性能的影响,指出了在组播过程中随着成员的加入退出、网络波动和结点处理能力的变化,组播的结构和性能都会发生变化。在组播开始时构建的组播树无法适应这些变化,导致了组播性能的下降。针对该问题提出了在组播过程中根据变化调整组播树的结构,并给出了一种改善组播性能的动态调整算法。实验结果表明,动态调整算法能够有效的反映组播的结构、网络状况和结点情况,改善组播的性能。