[發明專利]一種不確定源條件下的可靠多播路由構建方法

有效

• 申請號: 201710294693.3
• 申請日: 2017-04-28
• 公開（公告）號: CN106998301B
• 公開（公告）日: 2020-03-10
• 發明（設計）人: 郭得科;謝俊杰
• 申請（專利權）人: 郭得科
• 主分類號: H04L12/761
• 分類號: H04L12/761;H04L12/721
• 代理公司: 北京風雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 馬驍;于潔

本發明公開了一種不確定源條件下的可靠多播路由構建方法，包括：構建一個用于計算多播路由中的傳輸代價與恢復代價之和的優化計算模型；基于傳輸代價與恢復代價之和最小的目的，構建所述優化計算模型的約束條件；通過所述約束條件計算得到優化計算模型的計算結果，然后可以基于計算結果或者依據本申請提出的兩種有效的多播森林構建方法來可靠的構建多播路由。所述方法既考慮傳輸消耗，提高寬帶利用率，又考慮恢復代價，提高傳輸穩定性和可靠性。同時通過構建約束條件，能夠快速有效的實現多播路由的構建。因此，所述不確定源條件下的可靠多播路由構建方法能夠構建路徑較優的多播路由，從而降低多播路由中的總代價并且提高寬帶利用率。

技術領域

本發明涉及信息通信技術領域，特別是指一種不確定源條件下的可靠多播路由構建方法。

背景技術

多播是一種高效的網絡信息傳輸方法。它可以把同一份內容從一個給定的發送端節點(簡稱為發送端)發送給一組接收端節點(簡稱為接收端)。這和單播相比就節約了大量的可用帶寬。因為避免了在中間節點中不必要的流復制引發的寬帶浪費，多播相對于單播能夠節約大約50％的骨干網絡帶寬。同時，多播還可以減少發送端節點和相鄰鏈路的負載。當前，隨著軟件定義網絡的出現，使得在系統中設計和部署靈活的協議成為可能，也即具備了構建多播路由的技術條件。

最近相關研究人員提出了一些理想的多播方法，大致可以分為兩大類。一類主要致力于研究減少帶寬消耗的路由算法。例如PIM-SM(Protocol Independent Multicast-Sparse Mode)，其思想是更愿意選擇從接收端到發送端的最短路徑。在這些多播算法中如果為所有接收端選取的路徑有較多重復使用的話，就可以節省帶寬。然而，已經存在的方法在路由設計的時候只考慮了讓接收端以最短的路徑連接到發送端，不同接收端對應的最短路徑之間的計算是獨立的。這樣會忽略路徑之間的可重復使用的部分。結果就可能出現路徑彼此沒有重合，這對帶寬的利用來說很不利。例如：對一個多播組來說，斯坦納樹算法由于考慮了總的鏈路數最小化，能夠非常有效地改善多播路由的帶寬利用。

另一類算法旨在確保多播傳輸的可靠性。現在的許多重要應用都需要保證網絡傳輸的可靠性。一種直接的可靠多播方法就是：當多播路由失效就立即從發送端進行恢復。這種方法對于只有一個發送端節點的多播非常不好。因此，有研究提出了對可靠性有感知的斯坦納樹問題(Reliability-aware Steiner Tree，RST)。它的方法就是在發送端和接收端之間的路徑經過至少一個恢復節點。這樣可以在多播路由失效以后接收端可以直接從恢復節點獲取丟失的數據。為了方便描述，將該方法簡稱為RAERA方法。

但是，上述第一種多播方法主要研究如何減少多播傳輸的代價，并沒有提供可靠的多播路由，也即沒有考慮多播路由的恢復代價問題。此外，這類多播方法的恢復過程都是基于發送端進行的，導致恢復代價不能最小而且恢復的效率較低。第二種多播方法只討論了單個發送端的可靠多播問題，雖然采用了改造的斯坦納樹算法，但是所有接收端只連接到同一個發送端，使得傳輸代價也無法達到最優。因此，在實現本申請的過程中，發明人發現現有技術至少存在以下缺陷：不能兼顧多播路由的傳輸代價和傳輸可靠性，導致多播路由無法實現最優設計，不能充分提高寬帶利用率。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提出一種不確定源條件下的可靠多播路由構建方法，能夠構建較好的多播路由，從而降低路由中的總代價并且提高寬帶利用率。

基于上述目的本發明提供的一種不確定源條件下的可靠多播路由構建方法，包括：

構建一個用于計算多播路由中的傳輸代價與恢復代價之和的優化計算模型；其中，所述傳輸代價為多播路由中所有傳輸路徑需要消耗的總傳輸代價，所述恢復代價為多播路由中所有接收端節點的恢復概率與對應的恢復代價計算得到的總恢復代價；