本发明专利技术涉及一种基于遗传算法的Overlay网络QoS广播方法，具体包括：确定IP层多播路由的源节点和目标节点；通过Overlay网络，将IP层的多播路由转化为应用层的广播路由；构造满足多媒体应用要求的QoS目标函数；针对目标函数，利用遗传算法构造最优广播树，数据从源节点沿着广播树传输。本发明专利技术可在互联网上实现，能大大节省网络资源，降低实现成本，扩展性强。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及通信计算领域，特别是涉及一种基于遗传算法的Overlay网络QoS广 播方法。
技术介绍
随着网络规模的不断扩大和多媒体应用的普及，用户对互联网的服务质量提出了 越来越高的要求，主要包括三个方面：一是保证带宽，二是减小延迟，三是传输代价。为了有 效地利用网络资源，减小传输代价，互联网服务提供商常常采用多播的方法给多个用户传 输相同数据。因此，如何快速、高效、低成本地传输多播数据，并且保证多媒体应用的服务质 量成为网络运营商关心的重要问题。 经对现有文献检索发现，传统的多播技术是在IP层实现，这存在很大的局限性。 经济上，IP层多播会耗费巨大的网络资源，传输代价大。技术上，Internet上存在大量的 Internet服务提供商，要让所有的Internet服务提供商采用同样的多播路由策略是不现 实的。 由上述现有的技术方案可以看出，现有的多播方法存在扩展性不好、网络资源消 耗大、不够灵活、传输代价大的缺陷。由于经济和技术两方面的原因，这种多播方法很难在 互联网上实现。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种基于遗传算法的Overlay网络QoS广播方 法，能够在应用层实现。 本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种基于遗传算法的Overlay 网络QoS广播方法，包括以下步骤： (1)确定IP层多播路由的源节点和目标节点； (2)通过Overlay网络，将IP层的多播路由转化为应用层的广播路由；(3)构造满足多媒体应用要求的QoS目标函数； (4)针对目标函数，利用遗传算法构造最优广播树，数据从源节点沿着广播树传 输。 所述步骤（2)具体包括以下子步骤： (21)所述源节点和目标节点构成了Overlay网络的所有节点； (22)将数据从源节点发送到Overlay网络中除源节点以外的所有其它节点，从而 将IP层的多播路由转化为应用层的广播路由。 所述步骤（3)具体包括以下子步骤： (31)根据多媒体应用对服务质量中最小带宽的要求，删除网络拓扑图中带宽小于 最小带宽的链路，形成新的网络拓扑图； (32)根据多媒体应用对减小传输代价的要求，构造目标函数，使得目标函数越小， 传输代价越小。 所述目标函数为⑶1M，其中，广播树T的传输代价cost(T)是广 播树中所有链路传输代价之和，ντ表示广播树T中的所有节点的集合，V表示Overlay网络 中的所有节点的集合，|VT|表示广播树T中的节点个数，|V|表示Overlay网络中的节点个 数。 所述步骤（4)具体包括以下步骤： (41)选择一种基因编码方法编码广播树； (42)使用一种人口初始化方法产生初始群体，初始群体的规模为η; (43)根据目标函数，从当前最新群体中随机选择两个广播树作为父个体，个体对 应的目标函数值越高，此个体被选中作为父个体的概率越高； (44)对选中的两个父个体进行交叉操作产生一个新的广播树个体，即子个体； (45)重复步骤（43) - (44)，直到产生η个新的广播树子个体为止； (46)将产生的η个广播树个体作为下一代群体，重复步骤（43) - (45)，直到达到指 定的迭代次数为止，从中选出目标函数值最高的个体，数据源发送的数据将沿着此广播树 个体传输。 所述步骤（44)的交叉操作时，两个父个体的共有链路遗传给下一代的概率最高； 只属于其中一个父个体的链路遗传给下一代的概率次高；不属于父个体的链路遗传给下一 代的概率最低。 有益效果 由于采用了上述的技术方案，本专利技术与现有技术相比，具有以下的优点和积极效 果：本专利技术提出了通过Overlay网络将IP层多播转变为应用层广播问题，利用遗传算法构 造满足多媒体应用服务质量要求的广播树，数据源沿着应用层的广播树传输数据，从而实 现了可快速、低成本、高效地实现QoS多播任务。【具体实施方式】 下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术 而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人 员可以对本专利技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定 的范围。 本专利技术的实施方式涉及，包括以 下步骤： (1)确定IP层多播路由的源节点和目标节点； (2)通过Overlay网络，将IP层的多播路由转化为应用层的广播路由。具体包括： (21)所述源节点和目标节点构成了Overlay网络的所有节点； (22)将数据从源节点发送到Overlay网络中除源节点以外的所有其它节点，从而 将IP层的多播路由转化为应用层的广播路由。 (3)构造满足多媒体应用要求的QoS目标函数。具体包括： (31)根据多媒体应用对服务质量中最小带宽的要求，删除网络拓扑图中带宽小于 最小带宽的链路，形成新的网络拓扑图。明显地，新网络拓扑图中生成的广播树一定满足多 媒体应用的带宽要求。 (32)根据多媒体应用对减小传输代价的要求，构造目标函数（即个体的适应性函 数），使得目标函数越小，传输代价越小。 (4)针对目标函数，利用遗传算法构造最优广播树，数据从源节点沿着广播树传 输。具体包括： (41)选择一种基因编码方法编码广播树。 (42)使用一种人口初始化方法产生初始群体，初始群体的规模为η。 (43)根据目标函数，从当前最新群体中随机选择两个广播树作为父个体。个体对 应的目标函数值越高，此个体被选中作为父个体的概率越高。 (44)对选中的两个父个体进行交叉操作产生一个新的广播树个体，即子个体。在 交叉操作时，两个父个体的共有链路遗传给下一代的概率最高；只属于其中一个父个体的 链路遗传给下一代的概率次高；不属于父个体的链路遗传给下一代的概率最低。 (45)重复步骤（43) - (44)，直到产生η个新的广播树子个体为止。 (46)将步骤（45)中产生的η个广播树个体当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于遗传算法的Overlay网络QoS广播方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)确定IP层多播路由的源节点和目标节点；(2)通过Overlay网络，将IP层的多播路由转化为应用层的广播路由；(3)构造满足多媒体应用要求的QoS目标函数；(4)针对目标函数，利用遗传算法构造最优广播树，数据从源节点沿着广播树传输。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：卢婷，郑文扬，常姗，刘国华，任述明，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：上海;31
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