[发明专利]一种不确定源条件下的可靠多播路由构建方法

说明书

本发明公开了一种不确定源条件下的可靠多播路由构建方法，包括：构建一个用于计算多播路由中的传输代价与恢复代价之和的优化计算模型；基于传输代价与恢复代价之和最小的目的，构建所述优化计算模型的约束条件；通过所述约束条件计算得到优化计算模型的计算结果，然后可以基于计算结果或者依据本申请提出的两种有效的多播森林构建方法来可靠的构建多播路由。所述方法既考虑传输消耗，提高宽带利用率，又考虑恢复代价，提高传输稳定性和可靠性。同时通过构建约束条件，能够快速有效的实现多播路由的构建。因此，所述不确定源条件下的可靠多播路由构建方法能够构建路径较优的多播路由，从而降低多播路由中的总代价并且提高宽带利用率。

技术领域

本发明涉及信息通信技术领域，特别是指一种不确定源条件下的可靠多播路由构建方法。

背景技术

多播是一种高效的网络信息传输方法。它可以把同一份内容从一个给定的发送端节点(简称为发送端)发送给一组接收端节点(简称为接收端)。这和单播相比就节约了大量的可用带宽。因为避免了在中间节点中不必要的流复制引发的宽带浪费，多播相对于单播能够节约大约50％的骨干网络带宽。同时，多播还可以减少发送端节点和相邻链路的负载。当前，随着软件定义网络的出现，使得在系统中设计和部署灵活的协议成为可能，也即具备了构建多播路由的技术条件。

最近相关研究人员提出了一些理想的多播方法，大致可以分为两大类。一类主要致力于研究减少带宽消耗的路由算法。例如PIM-SM(Protocol Independent Multicast-Sparse Mode)，其思想是更愿意选择从接收端到发送端的最短路径。在这些多播算法中如果为所有接收端选取的路径有较多重复使用的话，就可以节省带宽。然而，已经存在的方法在路由设计的时候只考虑了让接收端以最短的路径连接到发送端，不同接收端对应的最短路径之间的计算是独立的。这样会忽略路径之间的可重复使用的部分。结果就可能出现路径彼此没有重合，这对带宽的利用来说很不利。例如：对一个多播组来说，斯坦纳树算法由于考虑了总的链路数最小化，能够非常有效地改善多播路由的带宽利用。

另一类算法旨在确保多播传输的可靠性。现在的许多重要应用都需要保证网络传输的可靠性。一种直接的可靠多播方法就是：当多播路由失效就立即从发送端进行恢复。这种方法对于只有一个发送端节点的多播非常不好。因此，有研究提出了对可靠性有感知的斯坦纳树问题(Reliability-aware Steiner Tree，RST)。它的方法就是在发送端和接收端之间的路径经过至少一个恢复节点。这样可以在多播路由失效以后接收端可以直接从恢复节点获取丢失的数据。为了方便描述，将该方法简称为RAERA方法。

但是，上述第一种多播方法主要研究如何减少多播传输的代价，并没有提供可靠的多播路由，也即没有考虑多播路由的恢复代价问题。此外，这类多播方法的恢复过程都是基于发送端进行的，导致恢复代价不能最小而且恢复的效率较低。第二种多播方法只讨论了单个发送端的可靠多播问题，虽然采用了改造的斯坦纳树算法，但是所有接收端只连接到同一个发送端，使得传输代价也无法达到最优。因此，在实现本申请的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下缺陷：不能兼顾多播路由的传输代价和传输可靠性，导致多播路由无法实现最优设计，不能充分提高宽带利用率。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种不确定源条件下的可靠多播路由构建方法，能够构建较好的多播路由，从而降低路由中的总代价并且提高宽带利用率。

基于上述目的本发明提供的一种不确定源条件下的可靠多播路由构建方法，包括：

构建一个用于计算多播路由中的传输代价与恢复代价之和的优化计算模型；其中，所述传输代价为多播路由中所有传输路径需要消耗的总传输代价，所述恢复代价为多播路由中所有接收端节点的恢复概率与对应的恢复代价计算得到的总恢复代价；