蔡雪莲, 黄东军[1]2004年在《组播网络仿真平台的设计与实现》文中指出IP组播技术是个新兴领域 ,在发展的过程中 ,涌现了大量的组播路由协议。为了有效的测试和比较这些不断被提出的组播协议的性能 ,本文提出了一个全新的、基于离散事件驱动的专门测试组播路由的网络仿真平台Msimulator。该平台通过建立网络模型为组播路由协议性能的验证和比较提供了一个更为真实可靠、经济有效的测试手段 ,大大减少了网络建设中的盲目性以及投资风险 ,对促进组播技术的研究有极大的推动作用
邹德莉[2]2006年在《QoS组播路由关键算法研究》文中研究表明随着网络技术的发展，链路带宽和节点处理能力不断增加，当前的网络能支持越来越多的实时多媒体应用。同时，许多分布式多媒体业务对时延、时延抖动、带宽以及包丢失率等也提出了越来越高的要求，需要当前的网络具有QoS(服务质量，Quality Of Service)支持能力。另一方面，组播通信以其占用较少的网络带宽和能从根本上减轻网络负载的特性，取代了传统的单播通信方式，在“点对多点”和“多点对多点”的业务中成为最主要的通信方式。因此，作为以QoS为中心的网络体系结构中不可缺少的组成部分，对QoS组播路由算法的研究成为网络研究领域的重要内容和热点问题。 本文主要研究QoS组播路由关键算法，针对一些典型的QoS组播路由问题，提出有效、实用的解决方法。主要研究内容和取得的研究进展包括： (1)针对时延约束最小代价组播路由问题，提出了改进的遗传算法，较好地改善了传统遗传算法运行时间长的缺点，同时保证算法所得组播树代价最小；针对时延和时延抖动约束最小代价组播路由问题，提出了基于动态罚函数和禁忌搜索的算法，算法所得组播树的代价、时延和时延抖动比较理想。 (2)针对网络负载均衡的QoS问题，提出基于禁忌搜索的负载均衡QoS组播路由算法，算法能平衡组播树代价和网络链路负载均衡状况；在此基础上提出了基于度约束和负载均衡的QoS组播路由算法，算法在满足QoS约束的基础上，均衡了组播树代价、网络链路负载和节点负载叁者之间的关系，综合性能良好。 (3)针对非精确链路状态信息下的多业务QoS组播路由问题，提出了相应的解决方法；并在此基础上，引入动态性，即考虑在每个业务周期中节点的动态加入和离开的问题。算法所得组播树代价较低而请求接受率较高，是值得广泛推广的算法。 上述算法均通过仿真实验的结果得到了验证。 (4)将基于改进遗传算法的时延约束最小代价组播路由算法和基于动态罚函数和禁忌搜索策略的时延和时延抖动约束最小代价组播路由算法嵌入到集成仿真平台中，进一步验证了它们的QoS特性，证明算法是有效的和可靠的。
蔡雪莲[3]2004年在《组播路由网络仿真平台的设计与实现》文中指出IP组播是一个新兴的领域，它能带来的最大好处就是在组播网络中即使用户数成倍增长，主干带宽也无需随之增加。因此组播成为当前网络技术的研究热点。由于组播路由算法和协议是实现组播的关键，研究人员投入了大量的精力在这方面，不断发展和提出了各种新的组播协议。 如何对这些组播路由协议进行性能评价是一个值得大力研究的课题。传统的小范围的物理实验和理论计算以及依据经验的评断往往是不充分的，甚至是不科学的；介于传统的物理实验和理论计算之间的网络仿真技术，可以通过建立网络模型为路由算法与协议的验证和比较提供一个更为真实可靠的测试手段。因而它已成为一种被广大研究者及网络设计人员所采纳的新的网络研究技术。 本文开发了一个基于离散事件驱动的，界面友好的，集软件仿真过程与图形显示、数据分析于一体的专门用于测试组播路由算法与协议性能的网络仿真软件Msimulator。该软件可随机产生任意形式的网络拓扑图，由用户选择或添加被测试的协议或算法，模拟网络节点加入与退出组播树的过程，根据仿真执行过程中记录下的参数有效的测试和比较组播路由算法和协议的性能。 文中评述了国内外组播路由算法与协议研究的进展，讨论了组播路由算法与协议的性能评价问题，确定了系统所采用的性能度量指标，包括平均控制报文开销、平均呼叫成功率、平均呼叫建立时间等；深入研究了国内外网络仿真的机制和建模，提出了组播路由网络仿真软件的设计方案，包括网络拓扑的生成算法，网络实体的抽象建模以及系统的仿真机制等多个方案；详细描述了组播仿真软件的实现和应用过程；最后总结了本文的工作以及尚待完善的问题。
孙大江[4]2016年在《自组网组播路由协议MAODV的实现与改进》文中指出无线自组织网络(Ad Hoc)是一种具有多跳、无中心和自组织等特点的无线网络,由一组携带无线通信收发设备的移动节点组成。无线自组织网络在局部军事行动、抢险救灾和民用紧急救援等多个领域的应用日益广泛。为了能够高效的支持各类自组网分发型业务,组播路由协议作为其网络协议的重要组成部分,具有十分重要的研究意义。本文首先在自组网节点系统上分析并实现了基于共享树结构的组播路由协议MAODV(Multicast Ad Hoc On-Demand Distance Vector Routing Protocol),在此基础之上,以进一步提高组播数据传输的效率和可靠性为目的,提出并实现了一种基于辅助链路的组播路由方法MAODV-AL(MAODV With Auxiliary Link)。该方法利用网络中的邻居关系和共享树外部的节点在组成员之间构建辅助链路,使得组播数据除了能够通过共享树原有的上下行链路进行传输之外,还可以同时利用无线信道的广播特性,通过辅助链路进行传输。辅助链路主要实现两方面的优化效果:首先,在进行组播通信时,数据能够以更小的平均传输跳数从发送源节点到达每一个组播成员,提高了组播数据的传输效率;其次,在共享树链路断开导致拓扑分割时,辅助链路还可以作为备用链路继续保持连接,提高了数据传输的可靠性。为了对两种组播路由协议进行性能测试和分析对比,本文设计和实现了自组网拓扑仿真平台,并分别在拓扑规模变化和节点移动速度变化的不同场景下,统计对比了MAODV协议和MAODV-AL协议的数据平均传输跳数、丢包率和归一化路由开销叁个性能参数。仿真结果表明:MAODV-AL协议相对于传统的MAODV协议在归一化路由开销方面有所增大,但是能够在降低组数据平均传输跳数和丢包率方面取得良好的优化效果,总体上达到了本文的设计目的。
贺清[5]2010年在《基于改进的遗传算法的QoS组播路由算法》文中研究说明近年来,信息化与网络化已经越来越明显地深入到人们日常的工作与生活之中,通常情况下服务器可以使用点对点传输的单播方式向每个客户机提供服务。然而在网络视频会议、网络电视直播、股票发行等网络多媒体及实时业务中,经常需要将相同的数据从网络中的一个结点同时发送给多个结点。如果采用单播技术进行数据传输,则会在网络中重复地传输相同的数据,会占用大量网络带宽资源。所以在实现上述多媒体业务时,必须利用组播技术来提高数据传输的效率。针对各种网络业务的不同需求,如费用、带宽、时延、时延抖动、丢包率等约束,需要提供不同的网络服务质量,即QoS (Quality of Service)。本文首先介绍了组播路由技术的相关原理,然后在总结了组播技术领域研究现状的前提下,对带宽、时延、时延抖动和包丢失率约束以及费用最小的QoS组播路由问题进行分析和研究,提出了一种基于遗传算法的QoS组播路由算法,并介绍了改进的遗传算法的基本思想和操作步骤。该算法具有以下特点：在描述网络结构时,使用了仅存储相邻结点信息的策略,每个结点只需存储与其直接相邻的路径编号,每条路径也只需存储其两端结点的编号信息,每个结点无需知道整个网络中其它结点、路径的信息,真实地模拟了现实网络的状态。种群初始化,使用了优先将与组播源点距离较远的组播终点进行启发式分组策略。变异操作,采用了结点所在分组的变异、两个或多个分组集合相交的合并点位置的变异,这两种方式相结合的变异策略。设计并实现了QoS组播路由算法仿真测试平台软件。并使用该平台对本文提出的QoS组播路由算法进行了仿真实验和性能分析,并且将本文算法与目前所提出的一些其它性能较优的算法进行了性能方面的比较,实验结果表明：本算法快速有效,并且在性能和效率方面均优于其它现存算法。
陈晓卉[6]2006年在《组播路由算法仿真平台设计》文中研究说明保证服务质量的QoS组播路由(Quality of Service Routing)是网络中解决QoS问题的一项关键技术，其主要目标是为多用户网络业务选择满足服务质量要求的传输路径，同时保证整个网络资源的有效利用。在QoS组播路由的研究过程中，需要进行严密的理论分析和足够的实验验证，目前，这一过程中普遍存在以下两个主要问题：第一，难以建立符合实际的仿真网络拓扑模型；第二，算法的优化目标多样，评估标准也往往不尽相同，研究人员难以对算法进行客观的评价。 本文提出了一种改进的Transit-Stub分层网络拓扑模型，该模型是Internet路由级拓扑模型，其产生的拓扑结构可直接应用于各种组播路由算法的仿真。拓扑的平均访问直径分布特性更符合真实网络的特征度量，优于传统的Waxman平面随机模型及原有的分层模型。在此基础上，还建立了新的网络参数模型，该模型独立于各类网络算法，改进了原有参数模型中单纯的链路加权特性，更适于网络QoS机制的描述。 本文还提出了一种基于线性能量函数的组播路由算法综合评价策略——IESMR，该策略通过线性能量函数将待评价组播算法的各项QoS性能转化为单一度量值，通过考察其偏离极限最优能量值的偏差半径，将落点频度统计曲线作为算法综合性能的度量指标。该评价策略能够同时对算法的多个优化目标进行均衡评价，提高了评价的客观性和可信性。 以上述核心算法为基础，本文设计了一个QoS组播路由算法集成仿真平台架构，并实现了系统原型。该平台能够完成仿真环境生成、算法仿真、性能评价等多项功能，集图形显示、数据分析于一体，可专用于QoS组播路由算法的测试和性能分析。同时，平台还提供标准的接口规范，所有符合规范的QoS路由算法程序都可以集成到仿真平台进行仿真实验。
潘貌[7]2008年在《特定环境下无线传感器网络的组播路由算法研究》文中认为无线传感器网络是一种特殊的无线自组网络,由大量体积小、廉价的、计算和存储能力及通信能力都有限的节点组成的多跳、临时性自治系统。网络能广泛应用于灾难求助、临时会议、战场侦查等场合。这些应用有一个共同的特征,就是采用一到多或多到多的数据传输形式。如果利用单播或者广播来实现这些应用,就会增大网络的信息传输量并且阻塞网络。而采用组播通信,不仅能减轻发送端系统的处理负荷,也降低了网络带宽的使用。因此,对于通信带宽、能量等极其受限的无线传感器网络来说,采用组播通信机制来实现传感器网络的路由问题是十分必要的。目前所提出的多种组播路由协议都有这样或那样的缺点,其原因是无线传感器网络本身所固有的特点和应用的不同环境,使得设计一个能应用于所有环境的通用协议是非常困难的。组播路由协议中树型结构数据转发快,但不适合拓扑变化频繁的网络;网格型结构有较好的强健性,但开销和负载大;而混合型结构太复杂,这无疑为组播路由协议的研究带来沉重的思考。针对不同环境监控,本论文中分别提出了适用于森林和矿井环境的组播路由算法。对于森林区域监控,在这种环境中假定节点的位置已知,提出一种基于区域的分簇型组播路由算法,算法的基本原则是首先把整个森林区域分为虚拟的单元格,在每个单元格中选择最有能力承担核心(簇首)的节点,利用簇首之间的通信来搭建组播树。该算法能大大减少树的大小,特别是适用于规模较大的网络,还能使簇首均匀的分布在监测区域内,能有效的延长网络生命周期,并能使网络能量消耗最小化。而对于矿井区域监控,在这种环境中假定节点一部分已经固定,一部分是移动的,提出一种基于树型结构的分层组播路由算法,这种算法利用了井下坑道的特殊性布设了固定的网络拓扑,当有节点加入或离开才进行局部的拓扑改变,使得整个网络的生命周期延长,并能实时地监测矿井下的各种情况。本论文中提出的两种算法都是应用于特定环境下的无线传感器网络组播路由算法,有一定的局限性,但是这些制约条件是不难满足的,所以两种算法能够有效的优化网络路由,扬长避短,达到良好效果。
马卫华[8]2009年在《Ad Hoc网络组播路由协议的研究》文中提出Ad Hoc网络广泛应用于军事通信、实时通话、灾害重建等场合。其无中心、自组织、节点可移动等技术特点,使得它具有可快速临时组网、系统抗毁性高、无需架设网络基础设施、高效率传输等绝对的优势。而近些年来组播技术的发展又弥补了网络带宽小、主机资源有限以及网络利用率低的不足,其在实时信息传输、视频会议和远程交互等Ad Hoc网络应用中有着关键性的作用。目前Ad Hoc网络的组播路由协议可分为叁类:基于树的组播路由协议、基于网格的组播路由协议和混合型的组播路由协议。本文研究分析了几种典型的组播路由协议,重点对MAODV(Multicast Ad Hoc On-Demand Distance Vector)和ODMRP(On-Demand Multicast Routing Protocol)协议进行分析,并利用QualNet网络仿真软件对两种协议进行仿真,分析比较了在组播数据接收节点个数、节点移动速度和组播源节点个数变化下的性能,结果显示ODMRP协议整体性能要优于MAODV协议,更适合Ad Hoc网络多跳性与拓扑结构变化频繁的特点。在详细分析ODMRP协议路由机制的基础上,针对其存在的不足,提出了基于时间预计机制的ODMRP-TE(ODMRP with Time Estimate)协议,该协议主要的改进是:第一,新增了一个时间信息表,并改进了路由请求应答报文JOIN-REPLY,节点可以根据时间信息表中的记录来预计传输当前数据到下一节点需要的时间。第二,节点根据数据传输的预计时间与路由更新周期的比较结果来发送路由更新延迟请求包,通知组播源节点调整路由更新周期,从而达到减少网络开销,提高数据传输效率的目的。通过仿真实验,验证了ODMRP-TE协议改进的有效性。最后,对全文工作进行了总结,分析了研究过程中存在的问题并对今后的研究方向做了展望。
陶泳[9]2012年在《面向PIM-SSM组播模型的新型组播路由算法研究》文中研究表明随着计算机技术和网络技术的迅疾发展，越来越多的多媒体业务依赖于大规模流媒体传输技术。这些多媒体业务的急速增加同时也导致了网络带宽的急剧消耗和网络拥挤等问题的产生。此时，IP组播服务以网络带宽不需要随用户数量成倍增加的独特优势，成为实现大规模流媒体传输的重要应用模式。组播通信的核心问题是组播路由问题，而组播路由算法则是实现组播路由的关键技术之一。目前，PIM-SSM组播模型在以IPTV为代表的流媒体分发业务中得到广泛应用。但是它采用到源最近的最短路径算法构造组播树，存在资源利用率不高的特点。本文主要是在延迟约束的条件下，针对PIM-SSM组播模型从降低算法复杂度和组播生成树代价两个方面，对组播路由算法和协议实现技术进行了深入研究。主要工作和创新包括：（1）分析研究IP组播的相关路由算法，总结了目前制约IP组播传输的主要技术因素。在此基础上提出了新的高性能延迟约束组播路由算法SPTA。该算法是请求加入组播组的节点在延迟约束内找到一条到已有组播树的最短路径加入组播树。因此具有较高的资源利用率。（2）基于SPTA算法，提出了PIM-SSM新的实现方式，包括协议格式、节点处理行为等。可以证明，基于SPTA算法的PIM-SSM实现优于传统基于到源最近的实现方法。（3）基于Salama等人开发的MCRSIM工具，建立组播算法性能仿真平台，对SPTA、最短路径树和Jia’s算法的性能进行仿真。仿真结果表明，SPTA算法具有低复杂度、低代价、高效率的优点。综上所述，本文主要对大规模流媒体传输中组播路由树的构建进行研究，并提出了一种面向PIM-SSM组播模型的新型组播路由算法。对构建低代价的组播路由树有一定的理论意义和实用价值。
史钗[10]2006年在《基于蚂蚁算法的移动自组网组播路由研究》文中研究指明移动自组网是一组带有无线收发装置的移动节点组成的一种多跳的无线网络。将组播技术的有效性与移动自组网的特殊优势相结合,在移动自组网环境下开发基于群组合作的组播应用业务,具有非常广阔的前景,因此支持组播应用的移动自组网组播路由的研究具有重要的意义。现有的移动自组网组播路由协议多以确定性路由的方式进行组播路由选择,对网络拓扑结构的动态变化适应性较差,路由的稳定性和有效性之间不易保持平衡。针对这些问题,本文对移动自组网组播路由领域中蚂蚁算法的应用进行了研究,提出了一种新的移动自组网组播路由算法的设计方案。首先,在深入分析蚂蚁算法的基础上,根据移动自组网网络环境的需要,针对蚂蚁算法的收敛慢和过早局部收敛问题,对基本蚂蚁算法进行了改进,设计了新的蚂蚁行动规则和信息素更新机制,并利用端对端时延作为衡量链路质量的标准和影响信息素增量多少的关键因素,以满足移动自组网组播路由的需要。其次,根据改进的蚂蚁算法,提出了一种新的移动自组网组播路由算法,称为基于蚂蚁算法的自组网组播路由算法,将蚂蚁算法的基本原理集成到组播路由的建立和维护过程中,并在信息素值的指导下动态地选择组播路由,提高了网络的稳定性和通信效率,增强了移动自组网组播路由算法适应网络拓扑动态变化的能力。最后,在网络仿真平台NS-2上进行了算法的仿真实现,并与现有典型协议在不同的实验场景下进行了性能分析比较。仿真结果表明所提出的基于蚂蚁算法的移动自组网组播路由算法具有良好的性能,并对今后的研究方向和内容进行了探讨。
参考文献：
[1]. 组播网络仿真平台的设计与实现[J]. 蔡雪莲, 黄东军. 自动化与仪器仪表. 2004
[2]. QoS组播路由关键算法研究[D]. 邹德莉. 大连理工大学. 2006
[3]. 组播路由网络仿真平台的设计与实现[D]. 蔡雪莲. 中南大学. 2004
[4]. 自组网组播路由协议MAODV的实现与改进[D]. 孙大江. 西安电子科技大学. 2016
[5]. 基于改进的遗传算法的QoS组播路由算法[D]. 贺清. 大连交通大学. 2010
[6]. 组播路由算法仿真平台设计[D]. 陈晓卉. 大连理工大学. 2006
[7]. 特定环境下无线传感器网络的组播路由算法研究[D]. 潘貌. 湖南大学. 2008
[8]. Ad Hoc网络组播路由协议的研究[D]. 马卫华. 国防科学技术大学. 2009
[9]. 面向PIM-SSM组播模型的新型组播路由算法研究[D]. 陶泳. 国防科学技术大学. 2012
[10]. 基于蚂蚁算法的移动自组网组播路由研究[D]. 史钗. 燕山大学. 2006
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