基于网络编码的多播路由与拥塞控制的研究

被引量 : 0次 | 上传用户:xufei037
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
IP多播(也称为组播或多址广播)是一种允许一台或多台主机(多播源)同时发送数据包到多台主机的网络技术。多播能有效节省网络带宽,并且已经被广泛应用在包括即时通讯、在线游戏、网络视频会议和多媒体远程教育等方面。网络编码是近年来通信科学的一个热门研究领域。使用网络编码后,网络通信的中间节点不再直接转发数据包,而是将收到的一些数据包编码成一个新的编码包后再转发出去,目的节点将其接收到的编码包解码得到原始数据。网络编码和多播技术结合,可以显著提高多播的吞吐率、鲁棒性、可扩展性等多方面的性能。本文主要研究以下三个方面的内容:(1)基于网络编码的多播路由协议已有的基于网络编码的多播研究主要集中在应用层多播上。应用层网络的链路共享底层物理链路的带宽,应用层上的节点并不知道底层的链路容量、链路特性和拓扑结构,并且应用层网络上数据包的传输有额外的延迟。因此,应用层网络上的网络编码多播很难达到理论的多播容量。文中提出了一个IP层的基于网络编码的多播路由协议,称为NCMRP。多播源通过广播路由报文来找到源节点到每个目的节点的多条不相交路径,这些路径共同构成了多路径的多播拓扑。多播数据包在多条路径上同时传输,并且中间节点可以对其收到的数据包进行重编码,从而有效的提高多播吞吐率。通过搭建一个支持网络编码和多种多播路由协议的网络原型系统对NCMRP协议进行验证,实验数据表明NCMRP协议较已有的多播路由协议大幅的提高了多播的吞吐率。(2)基于网络编码多播的拥塞控制已有的基于网络编码多播的研究工作通常假设网络中的链路容量已知并且恒定不变。在实际的网络系统中,路由器很难获取动态不断变化的可用链路带宽。因此,需要拥塞控制机制在避免网络拥塞的前提下充分利用链路带宽。此外,拥塞控制机制还应兼容TCP。然而,网络编码允许路由器将多个网络流的数据融合在一起,并且多路径多播拓扑中的节点可能有多个下游节点,所以对网络编码多播流的拥塞控制非常复杂和困难。文中提出了一个基于网络编码多播的拥塞控制机制。该机制为多播源到目的节点的每条路径单独维护一个拥塞窗口,并用类似TCP的拥塞控制算法调整每个窗口的大小,从而保证每个目的节点以最大速率接收数据。通过在网络原型系统中的实验表明,该拥塞控制机制能比传统多播和单速率的网络编码多播达到更高的吞吐率,并且能动态适应变化的网络带宽,并保证TCP友好性。(3)基于网络流的大小和截止时间的TCP拥塞控制为了得到更好的用户体验,大规模的面向用户的数据中心服务都有截止时间限制。数据中心服务大都采用分割-汇聚的工作模式,用户请求被分割给后台的服务器集群,服务器集群返回的结果被聚合成最终结果再反馈给用户。因此,数据中心内部由于分割和汇聚而产生的突发性的网络流也都有严格的截止时间限制。超过截止时间的网络流并不会被包含到最终结果里,会降低数据中心服务质量,还浪费了珍贵的计算资源和网络带宽。文中提出了一个基于网络流的大小和截止时间的TCP拥塞控制算法,称为DSTCP。DSTCP根据每个网络流的大小,截止时间以及网络的拥塞程度来控制其拥塞窗口的大小。DSTCP不需要对路由器的软件和硬件进行任何修改,并且可以和TCP协议兼容,方便部署到大规模的数据中心网络。实验结果表明,相比已有的数据中心拥塞控制算法,DSTCP显著的降低了超过截止时间的网络流的数量,此外还达到更高的吞吐率并且占用路由器缓存较少。
其他文献
自2005年起,我国提出新农村建设,出台了一系列关于农村公共服务体系建设的政策措施,全国各地积极推进村级公共服务体系建设。尤其是近年来,针对农村公共设施分散、社会事业项
<正> 杨天楹教授中国实用内科杂志编辑部邀请了国内血液内科方面的著名专家、教授对急性白血病(AL)的治疗进行座谈。目的是如何能更好地治愈 AL。近年来由于对白血病细胞生物
铸币税常与货币扩张,财政赤字货币化相联系在一起,是一个日益受到众多学者关注并研究的宏观经济问题。对铸币税的来源和用途进行分析,并且测算我国铸币税的规模,将能更好的理
关于斡旋受贿中"利用本人职权或者地位形成的便利条件"的判定,刑法理论界有多种学说,具有代表性的是制约说与非制约说两种。这两种主要学说有其可取的价值,但是也有其不足之
以抽象人道主义为理论指导,直接造成了戈尔巴乔夫改革失败和苏联解体。但是人道主义思潮在苏联的兴起与发展,有着深刻的客观原因。克服西方学者制造的"马恩对立",把辩证唯物
信托受益权的法律性质是信托法中的重大问题,它不仅关系到信托制度的具体构建,也关系到信托受益人的法律保障程度与效果。然而,这一重大问题在理论界却存在诸多分歧。这些分
对多面形圆弧型面联接的几何设计方法和数控磨削加工控制原理进行了系统深入的分析研究,创建了关于任意n面圆弧型面几何设计和加工控制的两个定理,介绍了实现多面形数控磨削加
近年来,随着能源危机、温室效应和环境污染的日益严重,清洁的可再生能源越来越受到人们的关注。风能作为一种清洁的可再生能源,已成为许多国家缓解能源危机、减轻环境污染的
对ARIA算法的结构特征进行了研究,利用“多重集”并结合截断差分的性质,将预计算的参数由30个减少到16个,构造新的4轮中间相遇区分器,有效地改进了ARIA-192算法的7轮中间相遇攻击
上世纪90年代的教育扩张在一定程度上提升了公众受教育的可能性。但教育扩张是否必然带来包括教育获得的性别平等在内的教育公平仍存在着较大的争议。在对教育获得的性别平等