面向同步視頻組播的融合網(wǎng)關的機制及技術的研究.pdf

1、因為一對多的通信模式和對網(wǎng)絡資源的高效利用，組播技術受到越來越多的應用的青睞。隨著融合網(wǎng)絡的出現(xiàn)和日益廣泛部署，無時無處不在的網(wǎng)絡使得視頻會議、股票在線系統(tǒng)、在線游戲、在線電子商務和數(shù)據(jù)庫同步等應用能夠跨越網(wǎng)絡的限制、終端的限制、空間的限制來為用戶提供服務。新一代網(wǎng)絡以多種異質(zhì)網(wǎng)絡的融合為最顯著特征，并以提供全IP的網(wǎng)絡做為目標。在這樣一個新一代網(wǎng)絡環(huán)境中，提供組播應用服務，需要從網(wǎng)絡環(huán)境和組播應用服務兩個層面去分析研究。
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2、先，為了解決在具有延時及延時變化約束組播樹的構(gòu)建問題中存在的算法實用性差、復雜度高和重構(gòu)代價大等問題，本文提出基于扁平多核心樹結(jié)構(gòu)的、采用基于延時變化過濾窗口的多核心節(jié)點選取機制的組播樹快速構(gòu)建算法。該算法極大拓展了初始組播樹的尋解空間，且總能夠找到具有最嚴格的延時變化約束的目標樹。理論上本文提出的算法在時間復雜度上與該項性能最好的延時及延時變化約束算法相同。模擬實驗中在相同的延時及延時變化約束條件下構(gòu)建大規(guī)模組播樹，該算法相比延時及延

3、時變化約束算法最多能夠節(jié)省60％的執(zhí)行時間。模擬實驗還表明相比到目前為止延時變化約束性能最好的鏈式算法，該算法能夠獲得最緊密的延時變化約束性能。
　　其次，隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，特別是移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，使得無時無處不在的組播服務成為人們關注的熱點。支持這些服務最重要的組播路由算法的魯棒特性成為組播服務系統(tǒng)的核心關鍵點，也是算法走向應用的最重要環(huán)節(jié)。播樹的恢復機制在組播樹異常失效情形下（如路徑失效、節(jié)點失效等）發(fā)揮作用的。組播樹的前攝式

4、恢復技術采用備份策略，包含鏈路、路徑和樹等三個級別的備份。如何從初始組播樹的構(gòu)建過程中就為組播樹的恢復埋下伏筆，并實施各種恢復策略，使得組播樹構(gòu)建算法具有最優(yōu)的魯棒特性成為一個重要研究內(nèi)容。
　　同時，架構(gòu)于多種接入網(wǎng)絡之上的組播應用服務，從服務運營商的角度而言，需要數(shù)據(jù)傳輸路徑的代價決定著他們運營的成本，特別是針對那些需要長時間進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽枚?，這種以尋找到代價最低的路徑作為組播樹的傳輸路徑，成為運營商首要考慮的問題。St

5、einer樹作為組播的經(jīng)典NP問題，無法在多項式時間內(nèi)找到最優(yōu)解。本文提出基于多核心樹拓撲結(jié)構(gòu)的啟發(fā)式算法能夠在多項式時間復雜度下求得全局最優(yōu)解;同時算法具有可分解、可并發(fā)、可異步計算的特性;算法通過延時變化約束候選窗口來減少運算量，從而實現(xiàn)算法在求解過程中的快速收斂過程。
　　最后，無時無處不在的下一代無線網(wǎng)絡受終端及網(wǎng)絡鏈路的限制，頻繁的通信將仍以mice流為主;mice流的持續(xù)時間是影響應用程序性能的重要因素。mice流持續(xù)

6、時間長的本質(zhì)原因是基于ACK響應的發(fā)送節(jié)奏較慢，基于窗口的發(fā)送策略較保守。本文提出一種基于延時和窗口的mice流快節(jié)奏發(fā)送機制(FP-TCP):基于數(shù)據(jù)包的傳輸延時選擇緊湊的發(fā)送節(jié)奏，根據(jù)當前擁塞窗口的大小及發(fā)送批次決定當前發(fā)送速率，通過測量mice流中所有數(shù)據(jù)包的往返時間來獲取更加確切的網(wǎng)絡擁塞狀態(tài)及超時重傳時間。模擬實驗中與改進的TCP版本比較表明:在網(wǎng)絡非擁塞情形下，丟包率基本維持不變，F(xiàn)P-TCP最多縮短22％左右的mice流持