面向多描述编码的应用层组播树系统的设计与实现

多描述编码 [1-2] (MDC)在提高P2P流媒体系统的服务质量方面起着重要作用,作为其传输平台的应用层组播树系统 [3] 的构建及其在高动态网络中的性能研究是目前互联网研究领域中的重要问题.本文针对多描述编码的特点,设计实现了采用确定性组播树管理算法的多组播树系统,并基于PlanetLab [4] 分布式实验床分析了系统在P2P流媒体系统中应用的性能.实验结果表明,在节点非正常退出时,采用确定性算法构建的多组播树比单组播树和采用随机性算法构建的多组播树具有更好的数据传输连续性,而系统的恢复能力和数据传输连续性随着系统中组播树数量的增加而增强.     

面向多描述编码的应用层组播树系统的设计与实现

多描述编码（MDC）在提高P2P流媒体系统的服务质量方面起着重要作用,作为其传输平台的应用层组播树系统的构建及其在高动态网络中的性能研究是目前互联网研究领域中的重要问题.本文针对多描述编码的特点,设计实现了采用确定性组播树管理算法的多组播树系统,并基于PlanetLab分布式实验床分析了系统在P2P流媒体系统中应用的性能.实验结果表明,在节点非正常退出时,采用确定性算法构建的多组播树比单组播树和采用随机性算法构建的多组播树具有更好的数据传输连续性,而系统的恢复能力和数据传输连续性随着系统中组播树数量的增加而增强.     

基于NICE协议的应用层组播稳定性研究

应用层组播树是由终端用户组成,其稳定性不能得到保证.本文面向P2P视频直播应用,基于NICE协议,通过分析终端用户的行为和能力,提出一种新的簇首选择算法来提高组播树的稳定性,另外,在改进的NICE协议上建立冗余虚拟链路来重构组播树,以保证组播的稳定性.     

DOMulti:一种延迟优化的P2P应用层组播协议

为克服现有P2P应用层组播方案中存在的转发延迟较大、组播转发树结构不稳定等问题,提出一种新的P2P应用层组播协议——DOMulti.该协议利用Tapestry路由和定位机制构建了深度有界且节点出度受限的组播转发树,该转发树不包含非组成员节点,从而优化了源到组成员节点间的传输延迟,提高了组播转发树结构的稳定性.仿真结果表明,与现有方案相比,DOMulti在端到端延迟方面有明显的优势,更适合于P2P环境中的延迟敏感型组播应用.     

基于域感知多域分簇拓扑感知应用层组播算法

为提高应用层组播生成树的稳定性和效率,提出了一种基于域感知的多域分簇拓扑感知应用层组播算法(Mul-Dom CTA).Mul-Dom CTA算法不仅能够通过链路的传输时延将相近的节点组织在一个拓扑域中,实现数据包的就近传输,而且能够通过节点度约束进行重定向,缓解加入顺序的差异对组播树的不利影响,构建相对稳定的组播树.仿真实验证明Mul-Dom CTA模型具有良好的聚簇能力,能够有效降低组播树深度,同时降低组播树数据包的传输时延.     

基于分层排列图结构的流媒体应用层组播系统

为增强基于应用层组播的流媒体广播性能,该文提出构建具有分层排列图结构的应用层组播系统.在该结构中,参与主机组合成多个排列图,每一个排列图中嵌入多个独立组播树;排列图间形成树状结构,对应组播树相互衔接并保证独立性.流媒体数据采用多描述编码(MDC),每一描述数据通过一个独立的组播树传输,使得单个主机故障至多影响一个数据流,以提高系统流媒体服务的稳定性.实验表明,在节点故障率为5%时,分层排列图结构的容错能力与传统随机多组播树结构相比提高20%以上.利用拓扑测量技术,分层排列图结构将参与主机根据相互距离进行聚类,以提高系统的传输效率.     

基于质量水平涨落函数的组播路由算法

对组播网络模型进行数学分析,引入了质量水平涨落函数的概念.提出了一种基于质量水平涨落函数(QFF)的组播路由算法(MRQF),理论分析和仿真实验都表明此算法具有稳定服务质量,平衡组播网络负载的特点.能够保证组播树整体的稳定性.     

一种应用层组播可靠性技术

组播是一种高效的多点通信方式,IP组播效率高,但需专门的组播路由器,代价大,至今未能大规模部署.应用层组播数据的复制转发功能由终端主机完成,不涉及现有网络基础设施的更新,在Internet上容易实现,但终端主机的稳定性和安全性不如组播路由器,容易导致单点失效,且数据恢复困难.为解决应用层组播存在的可靠性问题,提出了一种树环结构的应用层组播方案,通过环结构来增加数据传输的可靠性,并采用主动随机转发技术来解决树环结构的多点失效问题.该方案既有效解决了应用层组播可靠传输问题,又降低了恢复时延和系统开销.     

改进的时延约束Steiner树算法

针对现有时延约束Steiner树算法时间复杂度较高以及生成的组播树代价较高的问题,提出了一种改进的时延约束Steiner树算法.该算法采用Dijkstra算法路径递增的基本思想和链路共享的方法,在快速搜索阶段,依次搜索到当前树有最小可行代价的节点,将目的节点通过最小可行代价路径加入组播树;在异常处理阶段,将遗漏的目的节点通过最小时延路径加入组播树,进而生成满足时延约束的Steiner树.理论分析和实验结果表明,与同类算法相比,该算法能够以较低的时间复杂度,取得较好的组播树代价.     

基于SDN的工业物联网组播通信框架研究

工业物联网需要提供实时、可扩展的组播通信服务.这要求网络要在给定的时延上界内将数据传递给接收者,同时要能够最大化所承载的应用数.在现有的组播树算法中,单源树算法只关注实时性,共享树算法只关注可扩展性,同时兼顾两者的算法仍有待进一步研究.基于SDN技术,提出了一个面向工业物联网的实时、可扩展的组播通信框架,并为其设计了一个组播树算法——k-DCMO.k-DCMO算法为每个会话构建一棵时延有界开销最小的共享树,能够在保证会话实时性的同时,提升组播的可扩展性.结果表明,k-DCMO算法能够提供共享树算法所不能提供的实时性支持,并且能够获得比单源树算法更好的可扩展性.在实验拓扑中,其开销仅为后者的6.2%.     

一种基于网格优先的应用层多播

针对目前Internet组通迅技术的现状, 通过分析传统的多播机制与目前已有的应用层多播机制的特点, 设计出一种新的高效应用层多播方式（MCALM算法）, 提出了网格建立算法、 网格维护算法和在网格上建立多播树的生成算法, 并进行了Java实现. 结果表明, 所提出的算法能较好地调整网格结构, 迅速优化网格和获得接近于IP多播的效率     

SmartTree:异构网络环境下的应用层组播协议

在Internet环境下,应用层组播系统的效率受到用户能力异构性的影响,但是在组播结构建立时,结点的能力难以准确得知;因此,提出一个可以在组播结构建立后优化组播树的应用层组播协议SmartTree。在SmartTree中,用户先加入一个覆盖网络,然后组成组播树。在系统运行中,组播树结构依据结点的能力动态优化。高带宽用户的能力越来越多的得到利用,减小了组播源结点和用户结点之间的平均跳数和延时。模拟实验结果显示,第一次优化可以使用户结点的平均跳数减小28.2%。     

应用层多播技术的分析与研究

针对现有多播协议均忽略代价不对称性建立共享多播树这一问题,分析并设计了一种基于源端建立多播树的算法,并实现了与之相关的支持轻量级应用的应用层多播协议.基于本协议开发了一套应用层多播聊天程序,并在校园网上进行了实验.结果表明,所设计的应用层多播机制能有效地支持小规模的多播通信.     

面向应用的复制服务器动态组播选路算法

在组播选路树的代价函数中计入组播成员加入/离开组播连接的概率,使得移动成员尽可能成为组播选路树的叶节点,并根据代价函数动态选择最小代价树,仿真结果表明,该算法将能保证网络资源得以有效利用。     

针对网络应用层实现多播的研究

传统的多播(Multicasting)服务被实现在TCP/IP协议的网络层,但由于网络层的多播服务实现需要扩展网络层的路由与数据包收发协议,这在大多数的实际网络环境里并不是一件容易的事情.为了加速组播的应用,解决现有组播存在的问题,近年来提出了应用层组播.将组播的功能从路由器转移到终端,不需要路由器维护组播组的路由表,且不用改变现有网络设施,方便实现组播功能.本文介绍了应用层多播的定义和方法,及现阶段国内外已提出的应用层多播协议,并简单地讨论了应用层多播协议的性能评价问题.     

一种快速的近似最小代价多播路由算法MCTH

提出一种快速近似最小代价多播种由算法。算法通过动态调整结点与当前躜上树的代价值,依次选择和当前路由树有最小代价的结点来逐步生成总体代价小的多播路由树。Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｃｏｓｔ Ｐａｔｈ Ｈｅｕｒｉｓｔｉｃ （ＭＰＨ）是一个性能很好的Ｓｔｅｉｎｅｒ对近似算法,算法分析和实验比较得出,本文的算法与ＭＰＨ有相同的性能,但复杂性更低,并且建立路由时仅需了解相邻结点之间链路的代价信息。     

基于蚁群算法的多源组播流量均衡的研究

针对现有组播路由技术因路由单一而导致的不能满足多源组播网络中流量均衡的问题,基于蚁群算法提出了一种组播流量均衡的方法--LDA(load distribution algorithm)。LDA主要包括选择候选路由和组播调度两个模块,通过与常用的特定源组播路由协议(PIM SSM)相结合,从整体上考虑均衡网络负载的同时,一方面减小了组播数据包传递的时延,另一方面减小了丢包率。仿真实验结果表明,在PIM SSM的基础上,该方法能有效提高网络资源的利用率,降低组播数据传输时因排队造成的过大的时延和丢包率。