基于网络编码的应用层组波路由优化方案研究.doc

摘 要 随着通信网络技术的发展和多媒体技术的广泛运用，网络资源紧张和分配不合理的问题越来越突出。在P组播无法被全网范围内部署利用的情况下，基于端系统的应用层组播应运而生。与传统路由节点只能对数据进行复制和转发不同，应用层组播中的端系统可以对接收到的数据进行运算操作(如线性运算)。利用网络编码，端系统对收到的数据进行组合编码，从而有效地利用网络带宽，增加网络容量。 关键词：应用层组播、网络编码、分布式算法、最大效用、凸优化 Abstract With the development of communication network and multimedia technology,the requirement of supporting large scale data distribution such as video streaming has come into being and soon gathers a great research interest．While currently the limitation of network resources as well as the inefficient network resource utilization renders a great challenge towards its further development．With the consideration of failing to implement IP multicast within a wide range of network,the end system based application layer multicast(ALM) has been proposed．Besides equipped with a11 the function of traditional routing node such as data forwarding,data duplicating，the mighty end system in ALM Can also carry out some operation(e．g．1inear combination)upon the traffic received．Specifically, we employ network coding，a brand new multicast technology in some end systems with the purpose of better utilizing bandwidth resources and improving network throughput． Keywords：Application level Multicast，Network Coding,Distributed Algorithms，Max utility,Convex optimize目 录 第一章 绪论 1 第一节 课题来源 1 第二节 课题研究的目的和意义 1 第三节 论文的主要研究内容 2 第二章 网络编码 3 第一节 网络编码原理 3 第二节 网络编码的优点 5 第三节 络编码的应用 7 第三章 一种基于网络编码的应用层组播路由算法 9 第一节 应用层组播 9 第二节 基于网络编码的应用层组播路由算法 11 第三节 实验仿真和结果分析 17 第四章 应用层网络编码的网络传输最优化 23 第一节 最优化技术：凸优化方法 23 第二节 基于网络编码的应用层组播最优化 24 第三节 基于网络编码的应用层组播净效用最优化 24 第四节 仿真结果与分析 28 结论 33 致 谢 34 参考文献 35 第一章 绪论 第一节 课题来源 本课题来源于国家高技术研究发展计划(863计划)(2006AA012322)：视频媒体基于信息可重用的分布式网络化编码及传输。 第二节 课题研究的目的和意义 随着宽带多媒体网络的不断发展，各种宽带网络应用层出不穷，例如：数字电视、视频会议、数据和资料分发、网络音频应用、网络视频应用、多媒体远程教育等。这些宽带多媒体应用都对现有宽带多媒体网络的承载能力提出了挑战。采用单播技术构建的传统网络已经无法满足新兴宽带网络应用在带宽和网络服务质量方面的要求，随之而来的是网络延时增加、数据丢失等等问题。 于是，组播通信方式被提出，旨在改善现有网络中存在的一些网络资源紧张问题，提高网络的服务质量QoS[11。组播是现在网络研究中的一个重要课题。组播通信的基本出发点是：在同时存在多个接收者时，通过合并重复信息的传输来达到减少带宽浪费和降低服务器处理负担的目的。其发展之一的IP组播模型是对In