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非确定环境下分布式QoS组播路由算法的研究

作　者: 刘玉涛
导　师: 杜荔
学　校: 东北大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 非确定环境 QoS 组播 分布式路由 区分服务
分类号: TN915.02
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要


当前通信网络带宽和处理能力的提高不仅使网络能够提供更多的多媒体业务,.也使得支持“点到多点”或“多点到多点”的组播通信方式成为网络支持多媒体业务的必要形式。组播路由是网络层具备的功能,组播问题的关键在于组播路由的确定。寻找简单、高效、健壮的组播路由算法一直是网络界致力于研究但尚未完全解决的问题。而许多分布式的多媒体应用对延迟、延迟抖动、带宽以及包丢失率有着不同的要求,这就需要当前网络能够传送具有这些QoS要求的实时多媒体信息。因此,作为QoS网络体系结构中不可或缺的组成部分,对基于QoS约束的组播路由算法的研究便成为网络研究领域的重要内容和热点。目前已有的路由算法大多数都假设网络中的每个节点能够通过距离矢量协议或者链路状态协议获得并保持网络全局的精确状态。然而,在实际的动态网络环境下,节点所能获得的网络全局状态并不是精确的,而这种网络信息的非精确性严重地影响着路由算法的实际性能。本文首先简要介绍了网络状态信息非精确性的来源,简单列举和分析了集中式路由和分布式路由算法的特点；然后对QoS路由理论及DiffServ体系结构进行了详尽分析,提出了DiffServ体系下QoS组播路由算法的数学模型；对近几年国外研究人员提出的多种分布式路由算法进行了重点研究和分析,在详细分析这些算法优点和所存在问题的基础上,提出了一种新的更为合理的QoS组播路由算法,旨在提高网络性能的同时减少非确定性对算法的影响。本文提出的新算法R-DQMR是一种基于ticket的多路路由算法,其中利用分布式路由选择的优点,仅使用与之相连链路的状态信息,通过利用ticket有效减少分布式路由算法在选路过程中所引起的盲目性,同时利用多路选择提高链路建立的成功率,并使用“软预约”的方法消除网络资源信息动态变化的影响。R-DQMR的创新之处在于研究了组播路由算法在DiffServ体系下和非确定环境中的特性,并解决了资源的“过预约”问题。R-DQMR能克服网络信息的动态变化对路由算法的影响,从而提高算法的成功率。最后,通过使用C语言代码对提出的新算法进行实现和模拟。模拟结果表明,R-DQMR提高了组成员加入的成功率,优化了平均路径的代价值和平均路径长度值。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章 绪论  10-14
  1.1 课题背景  10-12
    1.1.1 QoS组播问题  10-11
    1.1.2 网络信息的非精确性  11-12
  1.2 国内外相关领域技术研究现状  12
  1.3 论文组织结构  12-14
第二章 DiffServ体系下QoS路由算法的特点分析  14-24
  2.1 DiffServ模型特点  14-17
    2.1.1 DiffServ模型概述  14-15
    2.1.2 DiffServ体系结构  15-16
    2.1.3 DiffServ模型的工作过程  16-17
    2.1.4 DiffServ模型的特点总结  17
  2.2 流量整形技术  17-18
  2.3 流量控制技术  18-20
    2.3.1 队列管理的功能及其意义  19-20
    2.3.2 分组调度的功能及其意义  20
  2.4 面向区分服务体系的队列管理与分组调度算法分析  20-23
    2.4.1 JoBS算法描述  21-22
    2.4.2 JoBS算法对带宽、延迟、丢失率的保证方法  22-23
  2.5 本章小结  23-24
第三章 DiffServ体系下的QoS组播路由算法  24-32
  3.1 组播路由基本理论  24-29
    3.1.1 路由算法  24-27
    3.1.2 组播路由问题的QoS约束  27-28
    3.1.3 组播路由问题的分类  28-29
  3.2 集中式路由算法与分布式路由算法  29-30
  3.3 网络模型与QoS组播路由问题数学描述  30
  3.4 DiffServ体系下QoS组播路由算法模型  30-31
  3.5 本章小结  31-32
第四章 基于ticket的分布式多路径QoS组播路由算法  32-40
  4.1 分布式路由算法特性分析  32-35
    4.1.1 通用的分布式QoS路由算法  32-33
    4.1.2 分布式QoS多路路由算法  33-35
  4.2 一种新的多路组播路由算法——R-DQMR  35-38
    4.2.1 新算法R-DQMR基本思想  35-36
    4.2.2 算法R-DQMR具体描述  36-38
  4.3 R-DQMR算法时间复杂度分析  38-39
  4.4 本章小结  39-40
第五章 R-DQMR算法模拟实验设计与实现  40-56
  5.1 实验的总体设计  40
  5.2 网络仿真环境的构建  40-43
    5.2.1 随机网络拓扑的建立  40-42
    5.2.2 网络基本功能实现  42-43
    5.2.3 网络环境仿真方法流程  43
  5.3 R-DQMR算法的实现  43-48
  5.4 分组并行处理的实现  48
  5.5 源节点的随机选取和组播组的随机构造  48
  5.6 实验设计及结果分析  48-55
    5.6.1 实验设计  48-49
    5.6.2 程序流程  49-51
    5.6.3 实验结果与分析  51-55
  5.7 本章小结  55-56
结束语  56-58
参考文献  58-60
致谢  60

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 通信网 > 一般性问题 > 通信网结构与设计
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