基于域感知的多域分簇应用层组播树构建及优化研究

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当今的互联网飞速发展,通信技术和网络技术日新月异,已经渗透到全社会各个领域,对人们的生活,学习和工作产生了深远的影响。互联网技术翻天覆地的发展,以文字和图像为主的互联网应用已无法满足人们的需求,而互联网最为流行的应用之一流媒体服务,发展迅速。因此,传统的单播技术已经不能满足用户对流媒体发展的需求,新的组播技术应运而生。但是IP组播需要互联网基础结构中的路由器支持,需要在网络层单播的基础上增加新的路由和转发机制,因此至今无法在互联网上得到广泛应用。应用层组播的出现不仅保留了IP组播的优势,而且弥补了IP组播的不足,使得在互联网中快速发展。在应用层组播覆盖网络中,组播成员是通过单播连接组成,端主机负责与组播有关的路由、组成员管理、复制和转发数据包等功能。虽然应用层组播有效的降低了服务器的负载压力,但是无疑增加了客户端的传输时延,降低了客户端的用户体验,而且应用层组播还面临如下实际问题:(1)由于客户端不清楚通信子网的拓扑结构,因此容易产生相近的客户端分布于组播转发树中相远的位置,降低了组播性能;(2)组播加入过程是一个渐进过程,新加入者通过组播转发树的信息确定自己的位置,也就是说,端主机加入顺序的不同对组播转发树的结构和性能造成影响。因此,构建高效的应用层组播树是解决上述问题的关键。为了提高应用层组播树的稳定性和效率,本文提出了一种基于域感知的多域分簇应用层组播树构造算法Multi-Dom CTA(Multi-domain Clustering Topology-Aware Application Layer Multicast)。Multi-Dom CTA算法首先根据链路的传输时延将相近的节点组织在一个拓扑域中,实现数据包的就近传输。实验结果表明,Multi-DomCTA模型有很好的聚簇性能,并且根据实验选取组播性能达到最佳的聚簇域半径。然后根据节点带宽和节点在线时间动态的调整拓扑结构,有效降低不同节点加入顺序对组播转发树的不利影响。实验结果表明,Multi-Dom CTA模型具有很好的收敛性且有效降低组播转发树的深度,有效降低整棵组播转发树的平均时延并控制最大时延的增长。最后,通过对Multi-Dom CTA模型的维护,可以迅速发现组播转发树异常状态并快速恢复组播转发树,从而保证Multi-Dom CTA模型的正常组播功能。论文最后总结了该模型,显示优势而且探索缺陷,并且探讨接下来的研究方向和改进方向。
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