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多播技术因其良好的特性而受到人们的广泛关注,常用于视频会议、内容发布、视频点播等,对网络延迟有严格的限制,保证低延迟和低代价多播成功关键在于构建高效的应用层多播树。应用层多播通过覆盖机制在应用层实现多播功能,参与者首先在应用层构建逻辑多播树,然后通过底层的单播IP网络进行点到点的实际互联。在应用层多播传输数据包的过程中,多播源准备数据,查询多播路由表,获得孩子结点的单播IP地址,再分别打包、转发。数据包通过相应的单播路径传输给孩子结点,孩子结点接到数据包后查询路由表,再分别打包、转发。这一过程重复进行,直到所有节点都收到数据包为止。
很多人在研究利用应用层多播实现实时传输时,将应用层多播路由优化的问题模型抽象成赋单权的无向图,优化代价、时延两个参数中一个的参数,这样造成构建的应用层多播树延迟或者代价较大。在这篇论文中,将应用层多播模型抽象成一个赋双权(代价与时延)的无向图,试图在直径与度约束下同时优化代价和时延两个参数,但由于度约束下的最小生成树问题属于NP-hard问题,且直径与双目标约束下的最小生成树也是NP-hard问题,在上述条件的约束下得到的结果只能是近似解。本文首先将度约束下的双目标路由优化问题转化成单目标的路由优化问题,转化过程为在实现Prim算法基础上,降低超过度约束值的节点的度,使其刚好满足度约束的限制,进而对单目标通过Dijkstra算法与直径约束相结合的方法,求得满足直径约束下的低代价、低时延多播树。然后在此多播树上应用降度方法,从而求得满足直径与度约束的低代价、低时延多播树。