分层组播机制的应用

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1、分层组播机制的应用关键词：分层组播；单次clr；异构网络；虚拟课堂分层组播技术是异构网络中传输多媒体实时数据的一个重要解决方案。网络技术的应用和快速发展已经使人们可以通过网络进行随时随地的学习。虚拟课堂就是在计算机网络和多媒体等技术的支持下所构建的一个虚拟的教学环境，它模拟真实的教室，让教学活动顺利自然地在虚拟的环境中实现。虚拟课堂的网络传输的设计目标是使学习者能够实时、流畅地看到多媒体学习指导信息，允许多个学习者同时自由、方便地加入或者退出虚拟课堂。虚拟课堂的用户是处在异构网络环境下的，这就对信息的数据发送速率选择带来了很大的困难。如果以

2、较低接入速度为标准发送组播数据，那么接入速度大的用户就会浪费大量的带宽资源，不能获得理想的接收效果；相反，如果以较高接入速度为标准发送组播数据，接入速度较低的用户就无法实现视频信息的流畅播放。为解决这个问题，虚拟课堂用分层组播的方式来满足异构网络环境下学习者的不同需求。smcc是一种半适应性动态分层机制，它介于固定分层和动态分层之间，不对整个组进行大规模的速率调整，而是把调整范围限定在各层之内。这种技术的关键在于各层能够从反馈者中选出代表，根据代表的速率来调节层发送速率。本文在smcc的基础上，优化clr(thecurrentlimitin

3、greceiver)的动态选择机制，合理分配使用网络带宽，较好地实现了对虚拟课堂网络组播拥塞的响应和控制，并保持了虚拟课堂分层组播的稳定性。1分层组播原理与算法1．1分层组播原理组播避免了网络使用的冗余，主要用于点到多点、多点到多点的数据传输。组播是依托ip协议完成的，数据包在数据传递树的分叉处被强制复制，而不是由信源端节点多次重复发送数据拷贝。分层组播的基本原理是，信源端将数据分为多个层，不同层次的数据使用不同的组播组传输。接收端通过出入不同层次对应的组播组来实现拥塞控制。如果各层编码之间的关系是相互独立的，则称为“联播”方案；如果各层之

4、间的关系是累积式的，则称为“累积式分层组播”方案。因为累积式分层方案中各层之间不包含重复的信息，可以更有效地利用网络带宽资源，所以是目前多种新型分层组播技术的基础。1．2分层组播算法原始的信源端使用一个累积式的分层编码器，它把原始数据流分为可累加的若干层ci(i=1，2，…n)，其中c1为基础层，另有n-1个加强层。基础层能保证信号的最低质量要求，而ci+1层为己有的c1，c2，……ci提供增强信号，同时申请若干个组播组地址zi(i=1，2，…n)，发送数据流时，用一个组播组地址配套传输一个数据层，即ci—zi(i=1，2，…n)。接受端利

5、用组播的加入机制选择接收适合的数据层。加入不同的组播组可获得不同的接收速率。基础层数据最为重要，从基础层到最高加强层，数据的重要性逐层降低，相应地传输优先级也从低层到高层依次降低。当网络发生拥塞时，优先过滤掉当前分层组播中最低优先级的最高层数据，从而保护高优先级低层重要数据。假定bi表示从基础层到第i层的总的累积发送速率，rx表示第x层的发送速率，则接受端获得的接收速率.具体设计时首先要考虑两个重要参数，—个是编码层数n，它决定了—个组播系统所要维护的组播组的个数；另一个是每层的发送速率rx，它决定了层速率调整的粒度。总的累积发送速率所覆盖

6、的范围由n和rx共同决定。2smcc的进步和存在的问题2．1smcc的进步smcc(smoothmultiratemulficastcongestioncontrol)采用分层的方式组播数据，每层都独立使用单速率组播算法tfmcc来实现拥塞控制，这是一种多个协议相结合的做法。smcc将tfmcc应用到每层的速率调节中，接收端依据条件反馈期望速率，信源端选择各层中速率最低的接收端充当本层的层代表clr，并按照层代表的速率重新调整确定本层发送速率。每层的实际发送速率不再是固定不变的，而是适应成员速率的变化，在层内进行重新合理调节。smcc机制非

7、常简单且易操作执行，它让层内速率最低者成为clr，信源端根据各层的clr的反馈信息来调节各层的发送速率，确保完成数据传输。2．2smcc存在的问题在实际应用中，smcc的不足往往就源于clr的上述选择机制，因为clr往往是随着自身网络环境的变化而不断变化的。假如由于网络状况的变化，充当clr的期望速率突然下降，其结果必然是带动层速率急剧下降，层内所有高速的接收者的实际接收速率也必然随之急剧下降，这种做法显然有很大的不足。当某层其他接收端的网络出现了拥塞或者新的接收端加入该层，该层的clr就有可能被取代。当第i层的某接收端计算所得的速率小于第

8、i层实际发送速率并且大于i-1层最大发送速率时，该接收端就会给发送端反馈信息。发送端得此反馈信息后，经选择机制选择确认新的clr，并调整发送速率达到新的clr的速率并与其保持一致