基于节点异构性的应用层组播算法

为降低组播树的维护开销、改善组播树的负载平衡、提高组播树的性能,给出一种基于节点异构性的应用层组播算法。与已有的应用层组播算法相比,综合考虑了节点的异构性(动态计算节点异构性,综合考虑节点的网络转发能力和计算能力来),提出了全新的组播树构建策略并通过黄牌节点的数量来及时调整组播树。仿真结果表明,该算法大大降低了端到端的延迟和平均链路伸展长度,提高了系统的稳定性。     

一种动态负载均衡的P2P应用层组播方案

基于结构化的P2P基础设施,给出一种动态负载均衡的应用层组播方案--DLBMS.利用Tapestry协议的路由和定位机制,设计了延迟优化的组播转发树结构,采用根节点复制的方法生成多棵不相交的组播转发树,根据负载的变化动态调节组播转发树数目以实现负载均衡和降低源到组成员节点的端到端延迟.通过模拟实验说明了此方案在平均控制负载和端到端平均延迟方面的有效性.     

基于拓扑结构和节点性能的应用层组播算法

针对当前应用层组播节点具有异构性和存在传输延迟等问题,提出一种基于拓扑结构和节点性能的应用层组播算法。根据拓扑感知的方法对网络进行分层分簇,在构建组播树时考虑节点的异构性,使高性能的节点接近源节点,低性能的节点接近叶子节点。实验结果表明,该算法能提高组播树的效率,降低端到端的延迟,减小链路压力和控制开销,在大规模节点环境中有效改善组播树的性能。     

基因池操作遗传算法的应用层组播路由优化

在应用层组播系统中，负责数据转发的终端节点不具备线速转发能力，较重的转发负载会引起拥塞。以拥塞节点为根的整个子路由树将与源节点失联。为解决由拥塞导致应用层组播稳定性差的问题，将构造最优组播树的过程抽象为有度约束的最小代价Steiner树问题。提出了一种用于构造节点转发能力受限应用层组播树的遗传算法，算法以组播树上各节点的直接前驱对其进行遗传表达，便于节点出度的统计。为使遗传操作适用于直接前驱编码，引入了“基因池”的概念并以此为基础实现了交叉与变异。针对度约束导致产生非可行解的问题，提出将组播树对度约束的超出量作为一个新的优化目标，从而以多目标优化的方式得到Pareto前沿，并从Pareto前沿上截取满足度约束的解作为最终输出，避免了使用惩罚函数法的求得非可行解的风险。仿真实验表明，提出的遗传算法能够构造节点转发能力受限的应用层组播路由树，具有良好的求解可靠性。     

基于节点稳定度双路径应用层组播树构建算法

针对应用层组播树存在的稳定性的问题,在双路径组播方案的基础上,综合考虑节点度和节点在线时间对组播树构建的权重影响,定义节点稳定度,提出一种节点稳定度的双路径应用层组播树构建算法.在构建双路径组播树时,使节点稳定度高的叶子节点在第二棵组播树中距离源节点较近,并根据节点稳定度的改变动态调整双路径应用层组播树中节点的位置,使得节点退出或加入组播组时,不需要重新构建组播树也可以接收到传输的多媒体数据,从而降低组播树的中断次数,提高应用层组播稳定性,改善应用层组播的性能.通过计算机仿真,表明改进算法在组播节点动态改变时提高了组播树的稳定性,改善了性能,适合多媒体组播业务传输.     

OverSim:可扩展的应用层组播网络仿真框架

应用层组播作为IP组播的一个可行替代方案日益成为Internet应用研究的一个热点。如何仿真大规模、动态的应用层组播覆盖网络已经成为应用层组播方案研究人员面临的一个共同问题。本文在分析当前几款主流的覆盖网络仿真软件的基础上,提出了采用基于OMNet++网络仿真环境的Over-Sim覆盖网络仿真框架来模拟大规模、动态的应用层组播覆盖网络,并在此基础上研究分析可扩展的应用层组播方案。最后我们采用OverSim实现了对应用层组播协议Scribe的仿真并对结果进行了分析。仿真结果表明,OverSim可以在有限的硬件环境下,稳定地仿真高达上万个节点的大规模动态覆盖网络,仿真过程中内存消耗较低,且与覆盖网络规模呈线性关系。     

一种利用双路径组播树提高应用层组播稳定性的方案

应用层组播作为IP组播的替代方案,具有简单灵活、容易部署的优点,在分布式多媒体通信领域获得了广泛的应用.但其存在组播树稳定性的问题,发展受到了限制.该文提出一种双路径组播树方案,采用两个组播树传输和转发不同内容的数据,在节点加入或者退出组播组时,不需要重新构建组播树,其它节点仍然可以接收到可接受的多媒体数据,从而减少故障恢复的时间,提高应用层组播的稳定性,改善应用层组播的性能.最后通过计算机仿真,表明该方案在节点加入和退出时减少了故障恢复时间,维护了组播树的稳定性,具有良好的性能改善和显著的优点,适合多媒体业务传输.     

一种拓扑感知的应用层组播方案

提出了一种具有拓扑感知能力的拓扑簇模型TCM(topology-aware clustering model),并在此基础上提出了一种有效的应用层组播方案TCMM(TCM-based multicast).TCMM能够将一些相近的节点组织在一个拓扑簇中,从而在一定程度上实现了数据包的本地传输,并能缓解不同加入顺序对转发树的不利影响.分析和实验结果表明,TCMM能够实现有效的聚簇,能够在不同的加入顺序下构造性能大体一致的转发树,并能在不同程度上改善其他一些组播性能指标.     

一种高稳定性低延迟的应用层组播生成树算法

由于应用层组播技术依靠终端主机转发组播数据,任意中间节点的退出都将造成系统的稳定性问题。同时,应用层组播技术对延时有严格的要求。为了提高应用层组播系统的稳定性和数据传输效率,根据影响应用层组播稳定性和延时的因素,抽象出基于节点稳定概率的度约束的最小延时应用层组播生成树问题模型SDMD (Spanning tree based on stability probability,degree-constrained,and minimum diameter for ALM),并且证明了该问题属于NP-hard问题。为了解决该问题,给出了基于节点时间增益因子的TG-S近似算法。仿真实验表明,TG-S算法生成的组播树在平均延时、最大延时和累积中断次数等方面有明显优势。     

应用层组播协议研究与算法设计

提出了一个基于应用层的能够实现大规模视频直播的单源组播协议ALSSMP.在ALSSMP中采用树拓扑优先的方法来构造组播转发树.在组播树的维护方面,利用PRL算法为转发树中每一个非叶结点预先选择一个"备用父结点"以设置冗余链路,并对该算法从时间复杂度和空间复杂度方面进行了理论分析和研究.ALSSMP协议既继承了应用层组播的优点,又在一定程度上克服了应用层组播的不稳定性的特点,使组播树的稳定性和可靠性大大提高.     

Link stability based multicast routing scheme in MANET

The group-oriented services are one of the primary application classes that are addressed by Mobile Ad hoc Networks (MANETs) in recent years. To support such services, multicast routing is used. Thus, there is a need to design stable and reliable multicast routing protocols for MANETs to ensure better packet delivery ratio, lower delays and reduced overheads. In this paper, we propose a mesh based multicast routing scheme that finds stable multicast path from source to receivers. The multicast mesh is constructed by using route request and route reply packets with the help of multicast routing information cache and link stability database maintained at every node. The stable paths are found based on selection of stable forwarding nodes that have high stability of link connectivity. The link stability is computed by using the parameters such as received power, distance between neighboring nodes and the link quality that is assessed using bit errors in a packet. The proposed scheme is simulated over a large number of MANET nodes with wide range of mobility and the performance is evaluated. Performance of the proposed scheme is compared with two well known mesh-based multicast routing protocols, i.e., on-demand multicast routing protocol (ODMRP) and enhanced on-demand multicast routing protocol (EODMRP). It is observed that the proposed scheme produces better packet delivery ratio, reduced packet delay and reduced overheads (such as control, memory, computation, and message overheads).     

ANLMCC--一种基于主动网的分层多播拥塞控制方案

多媒体多播应用在Internet上的广泛部署对多播拥塞控制提出了要求．分层多播是适应网络异构性较有效的方案．针对现有分层多播大多存在拥塞响应延时大、吞吐率抖动剧烈和不满足TCP友好的问题。提出一种新的基于主动网的分层多播拥塞控制方案(ANLMCC),利用主动网灵活的服务定制能力,采用主动标记分层、优先级分层过滤,以及主动节点间逐跳的交互信令机制,大大改进了分层多播的性能．仿真实验表明,ANLMCC具有较快的拥塞响应速度、较好的稳定性和TCP友好的优点．     

基于多描述编码的资源均匀分布方案

针对应用层组播中节点的异质性以及度约束问题,提出一种基于多描述编码的资源均匀分布方案.根据子描述资源的引用和复本状态,通过分布式算法实现子描述在节点中的均匀分布.根据节点间的可用带宽,利用加权选择算法获取请求集,从而实现节点的负载均衡.仿真结果表明,该方案能降低节点失效对图像质量的影响,具有良好的扩展性和健壮性.     

基于免疫算法的分层覆盖组播技术研究

为了克服传统的实时流媒体数据单播I、P组播等传输方式浪费网络带宽,甚至导致服务器过载的缺陷,提出了基于免疫算法的覆盖网络应用层组播树的构建方法。该方法以节点间网络延迟和节点的度作为约束条件,采用免疫算法划分组播岛、找出使整个系统"花费"最小的组播服务节点,实现了组播服务节点的全局最优选取。仿真结果表明,该方法有效可行,较采用传统的遗传算法具有更快的收敛速度和更高的搜索能力。     

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。     

自相似结构化覆盖网组播模拟器设计

针对当前流行覆盖网组播模拟器无法准确为组播系统建模及评测性能的问题,提出一种节点群支持整体代换和多树结构的自相似结构化覆盖网组播(S3M)模型的,设计一个结构化覆盖网组播模拟器,在简化S3M模型结构的基础上为其建立合适的仿真模型。与NICE协议的对比表明,该结构化覆盖网组播模型是有效的。