基于覆蓋網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用層組播策略研究.pdf

1、網(wǎng)絡(luò)及其應(yīng)用需求的發(fā)展推動(dòng)著新的通訊方式不斷產(chǎn)生,組播就是其中的一個(gè)產(chǎn)物.組播是指從一點(diǎn)到多點(diǎn)或者從多點(diǎn)到多點(diǎn)的一種組通信機(jī)制.它是一種有效的數(shù)據(jù)傳輸方式,發(fā)送的同一數(shù)據(jù)包在相同鏈路中只傳輸一次,與單播相比,大大減少了數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)傳輸中的冗余.組播功能作為一種基本的通訊方式最開始被建議在網(wǎng)絡(luò)層實(shí)現(xiàn),但由于一些技術(shù)和非技術(shù)因素的影響,IP組播在Internet范圍內(nèi)一直沒(méi)有得到大規(guī)模的配置和應(yīng)用.近年來(lái),研究學(xué)者們開始分析在網(wǎng)絡(luò)層實(shí)現(xiàn)組播

2、功能的局限性,并提出了應(yīng)用層組播(ALM)作為IP組播的替代方案.ALM最大的優(yōu)勢(shì)在于組播協(xié)議可以運(yùn)行在覆蓋網(wǎng)絡(luò)(Overlay)上,不需要改變基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施便可以為用戶提供組播功能. 隨著對(duì)應(yīng)用層組播研究的不斷深入和細(xì)化,我們發(fā)現(xiàn)ALM在技術(shù)和應(yīng)用方面還存在各種各樣的問(wèn)題,如中間節(jié)點(diǎn)負(fù)載過(guò)重問(wèn)題、網(wǎng)絡(luò)瓶頸問(wèn)題和異步移動(dòng)用戶問(wèn)題等.針對(duì)這些問(wèn)題,本文分析了當(dāng)前幾種典型的應(yīng)用層組播協(xié)議及其分類,并對(duì)其性能進(jìn)行了詳細(xì)的分析,針對(duì)Ove

3、r]ay上應(yīng)用層組播所存在的幾個(gè)問(wèn)題,提出了相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化機(jī)制,論文主要工作有以下幾點(diǎn): 針對(duì)應(yīng)用層組播中的中間節(jié)點(diǎn)負(fù)載過(guò)重的問(wèn)題,論文分析了影響節(jié)點(diǎn)負(fù)載的兩個(gè)重要因素:組播組的個(gè)數(shù)和組中接收者的數(shù)量,并把顯式組播(Xcast:Explicit Multicast)的思想,分別與動(dòng)態(tài)規(guī)劃策略和貪婪算法結(jié)合運(yùn)用,提出兩種低負(fù)載的基于Overlay的優(yōu)化應(yīng)用層組播樹的策略,即ILDP\ALMT和LLGP\ALMT.實(shí)驗(yàn)分析表明,我們所

4、提出的節(jié)點(diǎn)減負(fù)策略能使網(wǎng)絡(luò)資源達(dá)到更有效的利用. 針對(duì)應(yīng)用層組播網(wǎng)絡(luò)瓶頸問(wèn)題,論文從普通和異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)兩個(gè)角度分別進(jìn)行了研究,提出兩種應(yīng)用層組播網(wǎng)絡(luò)瓶頸消除策略,即BNFP\ALM和BNFP\HALM.通過(guò)分析和評(píng)估發(fā)現(xiàn),我們所提出的網(wǎng)絡(luò)瓶頸消除策略有效地消除了網(wǎng)絡(luò)瓶頸,減少了網(wǎng)絡(luò)資源的浪費(fèi),提高了網(wǎng)絡(luò)的可靠性和數(shù)據(jù)傳輸效率. 針對(duì)Overlay上異步移動(dòng)用戶問(wèn)題,本文從用戶請(qǐng)求的時(shí)間相關(guān)性和Overlay節(jié)點(diǎn)自身的緩存能力入手

5、,提出了一種基于異步移動(dòng)用戶的自適應(yīng)覆蓋網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層組播算法來(lái)解決應(yīng)用層組播用戶的移動(dòng)問(wèn)題,即AALMP\AMU.此算法不僅考慮到了應(yīng)用層組播接收者的移動(dòng)問(wèn)題,而且考慮到了其中數(shù)據(jù)源的移動(dòng)問(wèn)題,并在組播成員節(jié)點(diǎn)間創(chuàng)建了一棵邏輯組播樹來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù),適應(yīng)節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)性,盡力避免數(shù)據(jù)重傳,節(jié)省了網(wǎng)絡(luò)資源.此策略具有很強(qiáng)的可行性和有效性. 此外,為了評(píng)估策略的性能,我們運(yùn)用算法復(fù)雜度分析和網(wǎng)絡(luò)模擬器NS-2從不同的角度對(duì)本文所提出的策略進(jìn)行了詳