延迟受限组播路由算法的研究

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随着计算机网络技术的发展,各种多媒体业务,例如音频/视频会议,交互式仿真,多人在线游戏,在线股票交易等在网络上产生并兴盛起来。组播技术,将同样的数据从一个源节点同时传输给大量的目的节点,从而大大节省了网络带宽,减少了数据冗余,在一定程度上解决了多媒体通信中的带宽瓶颈问题,将成为未来的一项重要技术。组播通信中的核心问题是组播路由问题,也就是如何构造一棵从源到所有目的节点的最小代价连接树。针对大多数多媒体业务都具有实时要求的特点,本文研究了延迟受限组播路由问题,根据算法思想和实现方式,对现有的延迟受限组播路由算法进行了分类,分析了每个类别中的典型算法,比较其复杂度,并指出其优缺点。在此基础上,本文提出了一个适合于静态组播组的快速低代价启发式延迟受限组播路由算法FLCH-S,它在非延迟受限组播路由算法FLSPT的基础上添加了端到端延迟约束。仿真结果表明,FLCH-S构造的组播树能满足多媒体组播业务的实时要求,且算法代价性能好,计算复杂度低,适合用于目的节点分布集中的密集模式下。在实际组播应用中,通常面临着动态组成员关系。本文借鉴了Greedy算法的思想,提出一个基于Dijkstra最短路径算法的延迟受限动态组播路由算法DSPH-D,为申请加入的节点寻找一条满足延迟限制,同时使当前树的新增代价最小的路径。仿真结果表明本文算法代价性能好,计算复杂度适当,且能长时间维持较好的稳定性。最后,本文对随机网络生成算法进行了改进,并对无线环境中的实时组播路由算法作了初步的探讨。
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