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.     

基于遗传算法的可扩展应用层组播树构建

在应用层组播中,为降低节点的路径延时,通常采用遗传算法和启发式算法来减小组播树直径的方法,但在组播树具有大规模节点数时,遗传算法收敛时间长,而采用启发式算法难以在有约束条件下达到全局最优.本文在具有超节点的双层应用层组播模型基础上,提出了利用遗传算法构建出度受限最小带权路径延时生成树（MWPL-DC-ST）的生成算法GA-MWPL-DC-ST,利用该算法可在超节点上对双层组播树进行分布式构建,从而将求最优解问题的巨大计算量分担到多个超节点上.算法中的初始化、杂交和变异阶段采用启发式算法,对变异参数进行适应性调整,加快了算法的收敛速度.仿真试验表明,本文提出的双层应用层组播模型和GA-MWPL-DC-ST算法能得到比启发式算法更优的解,与采用单层模型的遗传算法相比较,显著降低了算法收敛时间,解决了遗传算法构建有大规模节点数的应用层组播树的可扩展性问题.     

一种LKH组播密钥树的启发式构建方法

LKH（Logical Key Hierarchy）方法是一种有效的组播密钥更新技术。但在密钥更新过程中,该方法的加密开销与传输开销往往成为通信系统的瓶颈。通过对上述问题的研究,给出最优密钥树结构的定义,并提出一种构建最优密钥树的启发式搜索算法。与传统LKH密钥树结构相比,最优树的不同层具有不同的分支数,因此其可降低密钥更新过程中的处理开销。理论分析与仿真实验均表明,所提方案可有效降低系统组播密钥更新的加密开销、传输开销及密钥存储量。     

一种面向高阶胖树源路由网络的组播实现方法

组播是一种多机通信系统中可支持多种聚合通信服务的重要操作。与基于单播和路径的方法相比,基于树的组播通常具有较高的效率。针对高阶胖树源路由网络,提出了一种新型实现方法—DMFTAR。该方法将组播功能实现分为组播服务层、组播路由层和组播转分层等3个层次,其特点是基于分布式组播转发表和异步数据复制实现组播操作。理论分析表明,与传统的基于多头微片虫蚀异步数据复制实现方法相比,DMFTAR方法通信开销低且扩展性好。     

多组共享式应用层组播算法

利用单播传输路径的重叠特性所构建的叠加组播树可以部分模拟IP层的有源组播,而单组会话中成员主机在网络中分布的不足可以通过多组会话中的主机来弥补。该文根据这一特点提出了一种基于多组会话成员共享的应用层组播算法,该方法采用了源主机和接收主机之间的单播传输路径和多组协作机制,为每个组播源建立单独的组播树。通过模型分析,该文算法所构建的组播树可以比单组会话计算方法获得较大优势的链路利用率。     

基于时延约束的快速低代价组播路由算法

低代价最短路径树是一种广泛使用的组播树,通常不能满足实时多媒体应用中信息从源端到目的端传输的时延限制。针对该问题,提出基于时延约束的快速低代价组播路由算法,利用代价构建满足时延约束的初始树,将不满足时延约束的路径用最小时延路径代替。仿真结果表明,相比时延约束最短路径树算法,该算法的计算时间更少,组播树的总代价更低。     

一种满足时延和时延差约束的组播路由算法

针对时延和时延差约束的组播路由优化问题,提出一种最优代价组播路由算法。基于Dijkstra最短路径树算法,通过指示函数调整新加入节点的优先级,利用局部信息构建低代价组播树,使其能较好地平衡组播树代价、时延和时延差之间的关系。仿真实验结果表明,该算法能正确构造出满足时延和时延差约束的组播树,同时具有时间复杂度低、求解成功率高等综合性能。     

基于MPLS的按需分枝组播方法

提出一种新的基于MPLS的组播方法--按需分枝组播方法.该方法采用一种全新的组播树维护方式,即组播树上只有分枝节点处的路由器和本地链路上有组成员的路由器需要保存组播树的有关信息,并参加组播树的维护过程,组播树上的其它路由器只是以普通单播的路由方式组播数据包,无须维护组播树的任何信息.网络仿真实验和与其它算法性能比较分析表明,该方法可有效地提高IP组播的可量测性和减少转发状态.     

基于实时应用的组播路由算法研究

摘要实时多媒体应用要求组播接收者在一定的时延限制之内收到组播信息,这就对组播路由提出了新的要求。该文提出了一种基于实时应用的组播路由算法,该算法以较低的通信代价建立满足时延界限的接近最优的组播树。最后简要讨论了组播接收者的动态改变时如何重建组播树的问题。     

聚集组播树的动态匹配算法

为了减少核心路由器的计算量，尽可能地保证组播转发状态的收敛，文中对聚集组播树的匹配算法做了改进，提出一种新的聚集组播树的动态匹配算法。该算法由聚集组播树的构造、扩展、收缩和移植操作等4部分组成，能够更好地达到组播转发状态的聚集。     

短波数据通信可靠多播协议研究

针对短波数据通信的特点,提出了一种可靠多播中反馈信息的信道争用方式,使第二代短波通信实现可靠多播传输。同时将改进的可靠多播协议RMTP应用到短波可靠多播传输中,首次提出“一层发送,逐层补充,分层分步反馈”的思想。通过仿真表明,改进后的RMTP协议满足可靠多播传输要求,与未使用该协议的可靠多播传输相比多播传输延时明显缩短。     

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。     

一种改进的组播密钥管理方案

针对现有组播密钥管理方案存在的前向加密、后向加密和同谋破解问题,提出一种改进的组播密钥管理方案。改进方案由组播认证、安全组播转发树的维护、组密钥的分发和更新组成,通过二层控制方式降低组成员离开时密钥更新操作的复杂度,从而保障组密钥分发和更新过程的安全性和高效性。实验结果表明,改进方案具有较优越的计算开销、通信开销和可接受的存储开销。     

一种高可靠性的组播树恢复方法

应用层组播树中某个非叶子节点失效后,需要重新构建组播树保证失效节点的子孙节点能够正确接收数据。针对这一问题,考虑满足高可靠性环境中保证恢复完整性的情况,提出一种基于备用父节点的组播树预先式恢复方法,即为每个非根节点找到一个备用父节点,使得当某一非叶节点失效时可以迅速的恢复组播树。首先建立模型并对其求解构造恢复方法,然后论证此方法保证组播树恢复的完整性,最后通过仿真实验验证了此方法的有效性以及其在恢复延迟和管理代价上的改进。     

基于量子蚁群算法的带约束QoS多播路由

针对带约束服务质量多播路由在带宽、延迟等方面的需求,提出一种基于量子蚁群算法的多播路由优化方法。该方法结合量子计算和蚁群算法的特性,采用量子比特的概率幅表示蚂蚁当前位置信息,设计一种动态调整旋转角策略对蚂蚁信息素进行更新,使蚂蚁能够快速寻找到满足约束的可行路径,并避免陷入局部最优。仿真实验结果表明,该算法在寻优能力和收敛速度上表现较好。     

一种新的基于混沌神经网络的组播路由算法

探讨了在高速包交换计算机网络中,具有端到端时延及时延抖动限制的组播路由问题,提出了基于混沌神经网络的组播路由优化算法。所提出的方法具有许多优良特性,即暂态混沌特性和平稳收敛特性,能有效地避免传统Hopfield神经网络极易陷入局部极值的缺陷。它通过短暂的倒分叉过程,能很快进入稳定收敛状态。通过计算机仿真,和其它的一些方法进行了对比,结果表明：该算法能根据组播应用对时延和时延抖动的要求,快速、有效地构造最优组播树,具有较强的实时性。     

以太网交换机的源指定组播方案

针对边缘网中组播数据转发效率不高的问题,提出以太网交换机的源指定组播方案。在该方案中,交换机利用对IGMPv3报文的嗅探实现指定源的组播数据转发。描述控制流和数据流的运行机制,对该机制进行仿真分析。与IGMPv2嗅探方案的比较结果证明,该方案性能较高。     

一种基于多维节点属性层次聚类的应用层组播生成树算法

为提高应用层组播生成树的稳定性和效率,提出一种基于多维节点属性层次聚类应用层组播生成树算法。针对应用多维属性定义节点稳定性存在的困难,算法根据节点多维属性计算稳定性相似度,按相似度阈值进行层次聚类,建立分层结构,并在分层结构的基础上通过最小生成树算法提高组播生成树效率。实验模拟表明,算法能有效改善组播树的非稳态结构,同时也能保证通信性能。     

融合免疫-蚁群的Ad Hoc网络QoS多播路由

针对Ad Hoc网络中带QoS约束的多播路由问题,提出了一种基于免疫蚁群算法的QoS多播路由发现算法。利用人工免疫算法的快速全局搜索能力寻找较优解,生成初始信息素的分布,加快收敛速度;通过蚁群算法的正反馈收敛机制求得精解,借鉴抗体排斥度的思想避免算法陷入局部最优。仿真结果表明,该算法具有较好的收敛性和寻优能力,适应于Ad Hoc网络环境的变化。