基于QoS约束组播路由算法及协议研究

随着Internet的发展,多媒体通信和分布式环境下的协同工作等应用促使了组播通信的发展。组播问题的关键在于组播路由的确定,即寻找简单、高效、健壮的组播路由算法,组播路由算法主要是用来建立一棵性能良好的组播树,并使它能够满足各种业务的服务质量(Quality of Service,QoS)需求,由于QoS组播路由带有多个QoS约束参数,而这种多约束条件下的QoS组播路由问题属于NP-Complete问题。这使得它与传统的路由过程不同。对于QoS组播路由问题的研究大多都集中在采用启发式算法,或者用经典的算法(如遗传算法,模拟退火算法等)求解无约束组播路由问题和时延受限组播路由优化问题,然而由于这些算法都具有较高的时间复杂度而不能满足实际应用的需要。 本文首先介绍了QoS路由技术发展研究现状和相关理论问题,分析了国内外关于QoS约束组播路由协议与算法的研究进展情况。根据网络节点互联现状,提出了一个路由转发表分层存储模型。将局部存储结构引入QoS组播路由中,使路由器存储器n(n=1,2,…)层邻居节点的可达性信息和链路的QoS状态信息,减少路由器存储开销,提高协议的网络规模伸缩性。 本论文只讨论路由器节点只存储其一层邻居节点的链路可达性信息和QoS状态信息,采用分布式计算模式,基于受限泛播技术,称该协议为QDVMRP。研究了该协议的OoS组播路由参数综合优化问题,提出了一种涵盖时延、带宽和网络代价三个QoS参数的综合启发式优化函数。根据平均控制开销和平均呼叫成功率模拟分析显示,该协议具有节点存储开销小、呼叫成功率高等优点。接着研究了QoS组播路由协议QDVMRP与接纳控制相集成,使用时延和带宽作为接纳参数,具有面向支持受控服务、有保证服务和尽力而为服务的综合网络结构。有了接纳控制机制后,该协议成为真正的QoS约束组播路由协议。