[发明专利]满足能力约束和QoS约束的应用层任意源多播方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种计算机网络技术，特别涉及一种覆盖网络多播方法。

背景技术

多播技术是一种针对多点传输和多方协作应用的组通信模型。相比单播 通信，它能节省大量的网络通信资源，并提高通信效率，为数据的多点并发 传输提供了有效途径。早期人们致力于IP多播的研究，然而由于多方面的原 因，IP多播技术并未能得到广泛的应用。于是，人们提出了覆盖多播的概 念，希望直接在应用层提供多播服务。

许多文献从不同角度对覆盖多播进行了研究。但现存系统尚不能对需要 进行任意源多播且多播组中结点能力不同、组成员动态变化的应用提供有效 支持。

近年来提出的许多覆盖多播系统都面向单数据源设计，致力于优化单个 源的多播树，它们适合于分发视频或软件，但并不适合诸如分布式游戏、电 信会议、虚拟教室等多源多播应用。为每个可能的源建立相应的多播树的代 价高昂，而用单个多播树服务于多源同样问题很多，这使其不能简单扩展到 任意源多播系统中。

为管理动态多播组并确保可扩展性，已存在其他一些在P2P覆盖网上实 现多播的方法，如：Bayeux，Borg分别是基于Tapestry，Pastry等覆盖拓扑结 构而实现的。但是以上系统均假设每个结点具有相同数量的子结点。而事实 上，多播组中结点在体现结点能力的上载带宽、内存、CPU等方面各不相 同。给通信组中每个中间结点指定相同数量子结点的策略显然不够优化：如 果子结点数量设置太大，低能力结点将过载，这将导致整个会话速率下降； 如果子结点数量太少，则高能力的结点将不能被充分利用。

现有对满足QoS约束的多播应用的研究多数都致力于构造一棵以单个数 据源为根的满足约束的最优多播树，而这并不适合满足QoS约束的任意源的 多播应用，并且单个满足约束的最优树不能适应不同应用的QoS要求。

综上所述，目前覆盖多播的研究主要集中处理的问题是如何在现有网络 条件下构建一个支持单源多播的高效的数据转发结构，对多源多播的应用情 形很少讨论。

发明内容

本发明是针对上述现有技术中存在的缺陷，提出了一种满足能力约束和 QoS约束的应用层任意源多播方法，该方法适合具有结点能力约束性能的任意 源的多播应用，同时满足动态成员等分布式应用需求，具有完全分布的特 点，可以在Internet范围内扩展。它将任意源的多播信息传送到所有结点 的期望跳数小，一个多播信息在传输过程中的信息拷贝份数少。同时，它还 可以使组成员满足不同数据源发起的不同多播应用的QoS要求。结构简单、 维护量小。

本发明的技术方案为：一种满足能力约束和QoS约束的应用层任意源多 播方法，所述方法为网络信息的多播过程，首先一个多播信息进入随机转发 阶段，从任一源结点随机发往多播组中λn个结点，λ＝Θ(1/log_cn)，n为多 播组结点个数，所述结点称之为随机阶段结点；然后多播传送进入环形转发 阶段，每个随机阶段结点并行启动一段环形段的传送，将信息顺序发给邻近 的节点，直到信息到达一个已接收到该信息的结点为止，每个源结点的多播 过程都可自然形成一棵多播树T＝(V_T，E_T)，其中VT⊆V,]]>ET⊆E,]]>V是结点的集 合，表示端系统，E为边的集合，表示端系统间的逻辑信道，一棵多播树T 中，是否向结点v转发信息可以增加下列约束以满足QoS要求：

(1)带宽约束：bw_T(v)≥B

(2)延时约束：delay_T(v)≤D

(3)成树次序约束：bw_T(u)≥bw_T(v)，v∈Childof(u)