异构网络环境下的Overlay组播研究

摘要

随着互联网的飞速发展，互联网应用越来越多的融入到了人们的工作、学习和娱乐中。涌现出的协同办公、远程教育、多人游戏以及视频直播等应用需要网络提供组播技术的支持。由于基础设施、技术以及商业利益等因素的限制，IP组播未能大范围的普及，取而代之的是Overlay组播。在传统的Internet网络中，Overlay组播已经可以满足大用户量及大数据量的组播应用需求，与之对应的视频流媒体、网络游戏在近十年来得到了蓬勃的发展。
　　 近两年来互联网出现了巨大的变革，智能手机和平板电脑异军突起,3G网络和Wi-Fi热点逐渐在城市普及。人们对互联网应用的使用不再局限于PC机、笔记本等传统设备，移动互联网的发展让人们可以随时随地的观看网络视频、进行多人游戏。基于传统Internet网络设计的Overlay组播模型不再适用于移动互联网的需求，如何使组播应用能够同时服务于Internet网络和移动网络成为近年来研究的热点。通过对传统的Overlay组播模型的分析比较，本文提出了一种适用于异构网络环境的组播模型。
　　 首先，通过分析现有的Overlay组播构建组播结构时使用的方法，发现其只考虑了单一的QoS属性，使得算法难以进行扩展，无法满足异构网络中节点异构性的需求。本文提出了基于QoS的节点性能估算算法，通过采用QoS相似度的方法将节点进行聚类，综合考虑了节点的所有QoS属性并能够有效的进行扩展，基于相对值的估算结果使得算法具有通用性。
　　 然后，本文针对ZIGZAG组播模型在异构网络环境下的不足，提出了基于节点性能的改进方法。将ZIGZAG中基于固定值的簇范围，修改为基于节点能力值的簇范围。在此基础上对节点的加入及退出、簇的分裂及合并算法进行了改进，提出了基于组播网络规模的优化更新算法，用于周期性的调整组播结构。
　　 最后，通过NS2和GT-ITM进行了仿真实验，通过对比NICE和ZIGZAG组播模型，表明了新的改进在异构网络环境中有较好的表现。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1.1 研究背景

1.2 本文主要研究工作

1.3 论文内容与结构

第2章 理论基础

2.1 组播网络简介

2.1.1 组播网络模型

2.1.2 组播QoS约束

2.1.3 组播面临的问题

2.2 Overlay组播技术

2.2.1 Overlay组播简介

2.2.2 Overlay组播分类

2.2.3 Overlay组播性能评估

2.3 基于网的Overlay组播模型

2.3.1 ESM模型

2.3.2 Kudos模型

2.4 基于树的Overlay组播模型

2.4.1 Yoid模型

2.4.2 Host Multicast模型

2.5 基于隐含组播拓扑的Overlay组播模型

2.5.1 NICE模型

2.5.2 ZIGZAG模型

2.6 本章小结

第3章 基于QoS的节点性能估算算法

3.1 节点性能估算问题描述

3.2 节点性能估算算法描述

3.3 节点性能估算算法应用实例

3.4 本章小结

第4章 基于节点性能的Overlay组播模型

4.1 基于节点性能的组播模型

4.2 节点的加入与退出算法

4.2.1 节点加入算法

4.2.2 节点退出算法

4.3 簇的分裂与合并算法

4.3.1 簇的分裂算法

4.3.2 簇的合并算法

4.4 组播结构周期性优化算法

4.5 仿真实验

4.6 本章小结

第5章 总结与展望

5.1 总结

5.2 研究展望

参考文献

致谢

在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果