基于异构节点和时延模型的应用层组播树构建算法研究

来源 :华中师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liying09
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当前移动互联网技术飞速发展和快速推进,推动了移动终端的综合性能快速增加、4G网络商业化部署推进与终端设备功能逐步完善,推动终端用户指数级增加,同时终端用户对移动流媒体需求也快速增长。因此,在移动互联网大发展的背景下为用户提供稳定高效的流媒体服务变的至关重要。大多数移动流媒体应用都需要通过构建传输数据的组播树,复制源节点的数据,进行数据包的发送,为其他节点提供高效的服务。如何构建一个具有稳定的数据传输能力而且时延比较低的组播树显的尤为重要。移动流媒体应用的重点是将移动互联网的处理能力与流媒体的传输和处理技术结合起来,开发出高效的移动应用产品,应用层组播协议作为移动流媒体应用软件的关键技术,与传统IP组播网络相比,不需要底层路由器支持协议,只需要终端节点负责复制与转发数据,使用非常灵活、商业化成本低、方便大规模部署与推广等优点,但是移动客户端具有稳定性差、传输时延大、传输不可靠、网络拓扑结构频繁变化、存储资源受限等缺点,使得应用层组播的使用受到很大约束,因此,如何降低组播协议的传输时延以及构建高稳定性的应用层组播树成为当前应用层组播协议亟待解决的难题。  本文以基于异构节点来构建高稳定性组播树和降低组播树传输时延为目标来完善应用层组播协议。首先,提出一种通过组播节点性能和在线时间运算来进行的应用层组播构建算法HSHN(High Stability based on Heterogeneous Nodes)和备份关键父节点的应用层组播树恢复方法。首先建立模型,构建基于异构节点的高稳定性组播树和提出组播树恢复方式,然后分析模型,论证方法,保证组播树有比较高的稳定性。仿真结果表明,提出的高稳定性HSHN算法能够快速的构建组播树,具有较低的节点加入时延,而且能够快速恢复组播树。其次,定义应用层组播协议的传输时延模型,了解应用层组播传输时延产生的原因以及影响应用层组播时延的关键因素,发现终端节点的处理能力、应用层组播树的是否稳定、节点的度大小以及组播树深度带来的传输路径长短等都影响组播树的传输时延,根据这些特点,提出一种利用节点的在线时间与处理能力来决定节点度的算法MDBT(Minimum Delay Balance on Application Layer Multicast Tree),利用时延去构建具有较低时延而且负载均衡的应用层组播树,通过仿真测试,证明MDBT算法构建的应用层组播树能够以较低的时延进行高效的数据传输。
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