覆盖网络的服务质量保证技术研究

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1、南京邮电大学博士研究生学位论文摘要摘要针对在当前互联网络中如何提供有服务质量保证的业务这一问题目前主要有两种解决方案：网络通信和应用服务。网络通信的解决方案通过对网络基础设施的改造来满足业务的这种需求；而随着作为业务消费者的用户终端主机能力的增强，应用服务的观点提出了把各种新型服务放在应用层，即用户主机来实现的解决方案。与网络通信的解决方案相比，应用服务的观点具有部署方便、实现简单等优点，而且由于不需要对原有网络设备进行协议的修改，因此不会影响现有互联网络的性能。应用服务观点的代表就是覆盖网络(也称为覆盖层网络)。覆盖网络是构建在现有互联网络之上的虚拟网络，它可以在不

2、对底层物理网络作改动的前提下，提供满足用户需求的业务类型，如：文件共享、分布式计算及应用层组播等等。由于与现有互联网络实现机制的不同，因此原有的网络层QoS保证技术并不适用于覆盖网络。针对覆盖网络的特定的QoS保证技术就成为相应领域一个非常重要的研究热点。本文主要是针对覆盖网络环境下的QoS保证技术进行研究。在这一问题背景下，本文着重从覆盖链路测量算法、覆盖组播(应用层组播)路由算法、应用层组播树的恢复机制及覆盖网络的复杂业务提供技术等几个角度开展了研究，主要研究内容和贡献概括如下：．(1)利用神经元网络所具有的并行处理能力强、计算速度快等特点，提出了一种基于改进的H

3、opfield神经网络—双层递归神经网络的受限应用层组播路由算法。与启发式组播路由算法相比，改进算法的计算复杂度低，速度较快，而与其它的神经网络解决方案相比，本算法所用的神经元数量少，而在求解的精确度上则与其它算法相当。(2)针对覆盖网络中链路性能的可变性及不可知性，通过对覆盖链路所经过的路径进行随机分析，得到了一种覆盖链路可用带宽的近似估计式，并提出了一种可以同时对覆盖链路的容量及可用带宽进行估算的算法。在准确估算路径容量的同I南京邮电大学博士研究生学位论文摘要时，达到了用同一组样本实例同时估计覆盖链路的容量和可用带宽的目的。(3)针对P2P网络中节点的动态性提出了

4、一种应用层组播树的主动式恢复方案，该方案在构建组播树的过程中就基于节点的连接度及时延限制为每个组成员计算其后备父节点，一旦在业务运行过程中父节点发生故障，则直接选择后备父节点进行连接，从而大大缩短了业务中断时间，同时也从一定程度上改善了重构树的质量。(4)针对覆盖网络上的复杂业务提供，即如何通过多个覆盖业务节点的业务有序合成提供能够满足用户要求的复杂业务(业务路由：servicerouting)问题进行研究并提出了一种基于测量的单播业务路由求解方案。它把大规模网络的分层体系结构与按需测量策略相结合，从而可以满足最终用户的功能、资源及QoS要求。(5)针对多播业务路由求

5、解问题提出了一种基于全局树的策略的业务组播树构建方案。该方案在构建组播业务路由树时，以最大化地共享节点及链路资源为目的，使最终的业务路径能够同时满足业务子功能的资源要求及最终用户的QoS要求。关键词：覆盖网络，业务覆盖网，路由，应用层组播，测量，树重建，神经网络，神经元，服务质量，资源II南京邮电大学博士研究生学位论文AbstractNowadaystherearetwopossiblewaystodeployQoS·assuredservicesincurrentInteract：networkandapplicationview．‘Networkview’meet

6、srcxtuirern吼tsofQoSbymodifyingnetworkinfrastructure．Withthepersistentincreasingincomputingpowerofuserterminals，‘applicationview’isproposedtorealizevariousservicesinusersPC．Comparedwith‘networkview’，itcandotherapiddeploymentofnewserviceswhilekeepingtheunderlyingnetworkuntouched．Overlayne

7、tworkisthetypicalrepresentativeof‘applicationview’．Differentcategoriesofservicesuchasfile—sharing，distributedcomputering,applicationmulticast&etc，callbeprovidedbasedonthiskindof‘'virtual’’network．Duetouniquecharacteristericsof‘applicationview’，currentnetwork．basedQoStechniquesa