基于节点稳定状态的应用层组播树构建与恢复算法研究

摘要

随着互联网日益普及，网民们对流媒体网络通信的需求日益增加。传统的单播通讯模式需要在服务器和客户端之间建立独立的数据传输通道，同时，服务器也可以针对客户不同的请求发送不同的数据到目的地，发送数据的内容可灵活多变，容易实现个性化服务。但是，由于服务器对每个客户端发送数据流，导致通信效率低下以及严重的带宽浪费，将不适用现有庞大的用户群。
　　组播作为数据分发的一项关键技术，具有网络资源利用率高且通信成本低的优点，被广泛应用于组通信应用中。组播技术从IP组播到应用层组播的发展，解决了IP组播部署困难的问题。应用层组播采用终端主机转发数据的方式，在一对多的媒体内容分发方面具有广阔的应用前景。由于终端主机灵活性高，可随意退出组播树，在传输数据时容易中断，因此需要解决应用层组播的稳定性问题。
　　本文针对组播树的构建问题，首先分析了影响应用层组播树稳定性的三个因素:节点的转发能力、稳定状态和节点间通信延时，然后抽象出求解应用层组播生成树的问题模型。为了求解该问题模型，本文给出稳定度因子在该模型下的表达形式，并以此提出一种基于节点高稳定状态的应用层组播生成树方案。仿真模拟实验证明该算法在降低平均时延、最大延时和提高稳定度方面有明显作用。
　　针对组播故障的恢复问题，本文通过对节点离开后的情况进行分析，并对离开的节点进行分类，以此抽象出应用层组播树的恢复问题模型，并提出求解该问题模型的基于节点分类自适应的应用层组播恢复算法。该算法根据节点的服务能力高低对节点进行分类，针对不同类别的节点来制定为其子节点选取候选父节点的具体规则，通过与候选父节点构建连接使受影响节点能够恢复数据传输，实现组播树的快速恢复。通过仿真实验表明，该算法能够有效提高节点的恢复效率并且降低平均恢复时延。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 应用层组播树研究现状

1．2．2 组播树恢复算法研究现状

1．3 本文研究内容

1．4 论文组织结构

第二章 关键技术研究

2．1 通讯技术

2．1．1 单播

2．1．2 广播

2．1．3 组播

2．2 IP组播与应用层组播

2．3 应用层组播树生成算法描述与稳定性问题

2．3．1 应用层组播树生成算法

2．3．2 应用层组播树稳定性问题

2．4 本章小结

第三章 基于节点稳定状态的应用层组播算法

3．1 T-DTD模型及相应的概念

3．1．1 组播树稳定性

3．1．2 组播路由问题描述

3．2．1 节点属性定义

3．2．2 算法描述

3．2．3 组播树的调整

3．3 实验仿真

3．3．1 仿真实验环境

3．3．2 实验参数设置

3．3．3 性能指标

3．3．4 仿真结果分析

3．4 本章小结

第四章 基于节点分类自适应的组播树恢复算法

4．1 恢复算法研究

4．2 TRMD模型以及相应概念

4．3 NCA算法

4．3．1 分类方法相关定义

4．3．2 候选父节点选取规则

4．4 实验仿真

4．4．1 仿真实验环境

4．4．2 实验参数设置

4．4．3 性能指标

4．4．4 仿真结果分析

4．5 本章小结

第五章 总结与展望

5．1 本文工作总结

5．2 未来工作展望

参考文献

攻读硕士期间发表的论文和参加的科研项目

致谢