規(guī)則網(wǎng)絡(luò)容錯(cuò)路由算法及可靠組播的研究.pdf

1、隨著交互式多用戶(hù)應(yīng)用的增加，如網(wǎng)絡(luò)視頻會(huì)議、VOD/AOD、Internet-TV、交互式仿真、遠(yuǎn)程教學(xué)等網(wǎng)絡(luò)多媒體應(yīng)用，在Internet上迫切需要高可靠的組播路由服務(wù)以確保發(fā)送消息隊(duì)列的可靠性，而現(xiàn)有的基于高層組播實(shí)現(xiàn)普遍缺少這種可靠性保證，因此可靠組播成為當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究熱點(diǎn)。基于高層的可靠組播技術(shù)研究主要涉及到控制拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的可擴(kuò)展性、容錯(cuò)性、組播算法、路由長(zhǎng)度及組播協(xié)議的可靠性、容錯(cuò)性、可維護(hù)性與可擴(kuò)展性等問(wèn)題。隨著Inter

2、net上結(jié)點(diǎn)數(shù)的急劇增加及結(jié)點(diǎn)進(jìn)出網(wǎng)絡(luò)存在較大的隨意性，只有支持大結(jié)點(diǎn)數(shù)的、具有較好容錯(cuò)性的可靠組播協(xié)議才可能有真正的實(shí)用價(jià)值，因此協(xié)議的可擴(kuò)展性與容錯(cuò)性問(wèn)題成為研究的焦點(diǎn)。 論文在介紹相關(guān)基本概念及國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，首先論述了超立方體網(wǎng)絡(luò)的容錯(cuò)性，提出了多個(gè)容錯(cuò)性路由算法，并對(duì)算法的容錯(cuò)性、路徑長(zhǎng)度及對(duì)大結(jié)點(diǎn)規(guī)模的支持等方面進(jìn)行了深入的分析。針對(duì)超立方體容錯(cuò)性好與可靠組播傳輸對(duì)控制拓?fù)涞囊?，提出了基于邏輯超立方體的

3、可靠組播傳輸控制模型，在分析模型相關(guān)性能的基礎(chǔ)上，提出了新的容錯(cuò)可靠組播協(xié)議。本文的具體工作為： (1)論文在已有的強(qiáng)容錯(cuò)路由算法L2的基礎(chǔ)上，提出了改進(jìn)的路由算法L3及點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的容錯(cuò)路由算法NL2，采用基于全局聯(lián)通性的理論分析技術(shù)，詳細(xì)分析了算法NL2的連通性概率等特性，理論分析與實(shí)際計(jì)算表明算法NL2的路徑連通性概率比算法L3要好，而算法L3又比算法L2好得多。提出了點(diǎn)對(duì)點(diǎn)并行路由算法HPPA，對(duì)算法進(jìn)行了詳細(xì)的描述與分析，得

4、出了并行路徑條數(shù)、路由連通性概率與結(jié)點(diǎn)出錯(cuò)概率的公式，并分析了多種情況下的結(jié)點(diǎn)錯(cuò)誤概率上界。論文還詳細(xì)分析了算法NL2產(chǎn)生的路由路徑的長(zhǎng)度期望值，提出了改進(jìn)的算法NL2N，得出了路由長(zhǎng)度的較好上界表達(dá)式。 (2)論文針對(duì)可靠組播傳輸協(xié)議采用控制拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，在已有的前沿研究成果包括在LogCube結(jié)構(gòu)上的HyperCast可靠組播協(xié)議和在FullCube結(jié)構(gòu)上的支持可靠組播傳輸?shù)姆€(wěn)定性檢測(cè)協(xié)議CubeFullDist的基礎(chǔ)上，

5、提出新的控制拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)-ComCube，詳細(xì)論述了ComCube的構(gòu)造與維護(hù)過(guò)程，提出了用邏輯聯(lián)接增強(qiáng)結(jié)構(gòu)聯(lián)通性的思想，既改善LogCube結(jié)構(gòu)中因部分結(jié)點(diǎn)聯(lián)通度低造成整體結(jié)構(gòu)容錯(cuò)性差的缺點(diǎn)，又克服了FullCube結(jié)構(gòu)中邏輯邊難以構(gòu)造的缺陷。分析表明ComCube既突破了超立方體中結(jié)點(diǎn)數(shù)為2m的限制，又具有可擴(kuò)展性好、容錯(cuò)性高等特性。 (3)針對(duì)ComCube容錯(cuò)性好的特性，提出了容錯(cuò)性可靠組播的思想與新的可靠組播協(xié)議ComCa

6、st。論文詳細(xì)論述了ComCast協(xié)議的信息傳輸與反饋過(guò)程，分析了協(xié)議的可靠性機(jī)制，對(duì)HyperCast可靠組播協(xié)議進(jìn)行了容錯(cuò)性擴(kuò)展。對(duì)三個(gè)協(xié)議-ComCast、CubeFullDist及擴(kuò)展的HyperCast從結(jié)構(gòu)建立、信息傳輸與反饋到結(jié)構(gòu)維護(hù)以及結(jié)點(diǎn)出錯(cuò)等多種狀態(tài)進(jìn)行了仿真模擬，采集了完好狀態(tài)與出錯(cuò)狀態(tài)的傳輸時(shí)間、最大路徑長(zhǎng)度及結(jié)點(diǎn)負(fù)載等數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，ComCast協(xié)議在結(jié)點(diǎn)負(fù)載保持穩(wěn)定的情形下，具有比CubeFullDis