一种适用于视频会议的ALM转发树构造方法

摘要

随着网络应用的迅猛发展，组播技术得到了广泛应用如视频会议等。视频会议系统是对时延敏感且带宽有限的，这就要求在应用层组播中对每个参与节点都是带宽公平的，以保证参与者接收到的音视频流的质量，即在应用层组播的共享路径中的多个媒体流需要公平的分配带宽。而目前的转发树构造算法虽然满足保证对时延的要求，但却不能保证组播内部带宽公平。因此论文提出了基于带宽公平的转发树构造方法。
　　 基于带宽公平的转发树构造方法的基本思想是：相比带宽较低的节点，带宽高的节点应该承载更多的媒体流，并转发至更多的节点。在Bandfair-Tree算法中，路径构造都是先从带宽最高的开始，按照承载最多的媒体流，最短的时延的顺序进行的。初始化时，每个节点只有自己的媒体流。在N个树还未完成前，算法进行多次迭代来寻找合适的连接。每次迭代过程中，节点选择那些具有最高未使用上传带宽的节点，并在这些已选节点集合中，再进一步选择出满足时延条件且可用连接带宽最大的有效连接，从以上连接中选择最短时延的连接。下一步，将该连接添加至树中。然后，根据每个连接最大可用带宽分配并根据增加的后续共享连接进行调整。仿真测试可以看到，采用基于Prim-MST的转发树构造方法，节点接收到的数据速率有很大差异，带宽分配是不公平的，而采用基于带宽公平的转发树构造方法带宽分配公平。
　　 影响视频会议的两个主要因素分别是时延和带宽，为了将应用层组播更好的应用于视频会议中，可以通过会议成员周期性的向其它探测，获得端到端的时延以及某个转发路径的可获得带宽。为了同时满足时延和带宽的条件，更有效的构造转发树，构造转发树的过程分为两步：首先采用贪婪算法构造特定源的树，满足时延要求；第二步利用带宽公平的方法进行优化，也就是利用还有富余带宽的成员为可用带宽很少的成员转发媒体流。