一种自适应多播路由选择方法技术

本发明专利技术公开了一种自适应多播路由选择方法，根据当前具体的多播组及网络环境，自适应地选择最优的路由方法，为多播组成员密度变化率较大的多播组选择基于核心的发现方法进行数据传输，为多播组成员比较密集的多播组选择洪泛与剪除方法进行数据传输，为多播组成员比较分散的用户选择隧道方法进行数据传输，具有较高的灵活性，能够在各种环境下都最高效率地发挥多播技术的优势。此外，本发明专利技术还可以服务到单播网络的用户，可与现有多播技术及应用层技术无缝连接,共同使用，具有广泛的应用范围。

【技术实现步骤摘要】
一种自适应多播路由选择方法
本专利技术属于无线网络通信
，具体涉及一种自适应多播路由选择方法的设计。
技术介绍
1988年，Deering提出了IP多播的概念，从此IP多播技术得到了广泛的关注。多播介于单播通信和广播通信之间，它可以将发送者发送的数据包发送给位于分散在不同子网中的一组接收者。多播的基础概念是“组”，一个多播组(multicastgroup)就是一组希望接收特定数据流的接收者。这个组没有物理或者地理的边界：组内的主机可以位于互联网或者专用网络的任何地方。多播组中的每一个节点被称为多播组成员(multicastgroupmember)。在多播的各种应用中，均可实现单播，但是随着接收者的增多，需要发送的数据包里线性增长，对于多个接收者，需要发送同一个数据包的n份拷贝，这样通信量就会成倍的增加，也会占用网络的许多带宽，有时会引起网络堵塞。但是多播通信IP数据包仅发送一次，路由器会自动的转发到位于不同网段上的每一个接收者，可以是在网络中传输的报文拷贝的数量最小，因此多播技术是很有必要的。然而在现有的传统多播方式下，均是采用单一的路由选择机制，无法根据多播组中成员的聚集程度而选择最优化的路由选择方案，其灵活性较低，无法在各种环境下都最高效率地发挥多播技术的优势。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有的传统多播方式均采用单一的路由选择机制，无法在各种环境下都最高效率地发挥多播技术的优势的问题，提出了一种自适应多播路由选择方法。本专利技术的技术方案为：一种自适应多播路由选择方法，包括以下步骤：S1、在服务器端的多播模式下运行RTP协议，并将流媒体数据发送到由组播地址标识的多播通道。S2、将多播范围内每个发出多播请求业务的用户作为一个多播组成员，统计得到多播组成员的数量N。S3、将多播组成员数量N除以多播范围的面积，得到多播组成员密度ρ。S4、判断在时间阈值Tm内多播组成员密度ρ的变化率V是否大于变化率阈值Vm，若是则进入步骤S5，否则进入步骤S6。S5、在多播通道内通过基于核心的发现方法进行数据传输。S6、判断多播组成员密度ρ是否大于成员密度阈值ρm，若是则进入步骤S7，否则进入步骤S8。S7、在多播通道内通过洪泛与剪除方法进行数据传输。S8、在多播通道内通过隧道方法进行数据传输。进一步地，步骤S5包括以下分步骤：S51、为多播组指定核心路由器，并获取其IP单播地址。S52、将核心路由器作为根节点，创建多播组的转发树。S53、当转发树中的任意一个路由器向核心路由器发送数据报时，通过核心路由器与该路由器之间的每个中间路由器对数据报进行处理。进一步地，步骤S53中中间路由器对数据报进行处理的具体方法为：若发送的数据报为多播数据报，且其目的地址是多播组的组地址，则通过中间路由器向多播组中的每个成员转发该数据报；若发送的数据报是请求加入该多播组的数据报，则将该数据报加入中间路由器的路由中，并向发出该数据报的路由器转发每一个多播数据报的一个副本。进一步地，步骤S7包括以下分步骤：S71、为多播组指定核心路由器，并获取其IP单播地址。S72、将核心路由器作为根节点，创建多播组的转发树。S73、判断转发树上的每个路由器的下游树枝是否有该多播组的成员，若是则进入步骤S74，否则进入步骤S75。S74、保留该路由器及其下游树枝，并进入步骤S76。S75、将该路由器及其下游树枝剪除，并进入步骤S76。S76、当转发树中的每一个路由器收到一个多播数据报时，判断其是否从源点经最短路径发送过来，若是则进入步骤S77，否则进入步骤S78。S77、向所有其他方向转发收到的多播数据报。S78、将该多播数据报丢弃。进一步地，步骤S8包括以下分步骤：S81、在数据报发送端的路由器向多播数据报添加普通数据报的首部，进行再次封装，得到向单一目的站发送的单播数据报。S82、将单播数据报通过隧道发送至数据报接收端的路由器。S83、在数据报接收端的路由器剥去单播数据报的首部，使其恢复为原来的多播数据报，继续向其它目的站转发。本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术根据当前具体的多播组及网络环境，自适应地选择最优的路由方法，为多播组成员密度变化率较大的多播组选择基于核心的发现方法进行数据传输，为多播组成员比较密集的多播组选择洪泛与剪除方法进行数据传输，为多播组成员比较分散的用户选择隧道方法进行数据传输，具有较高的灵活性，能够在各种环境下都最高效率地发挥多播技术的优势。(2)本专利技术还可以服务到单播网络的用户，可与现有多播技术及应用层技术无缝连接,共同使用，具有广泛的应用范围。(3)本专利技术在进行多播组成员统计之前，首先在服务器端的多播模式下运行RTP协议，并将流媒体数据发送到由组播地址标识的多播通道，这样有利于服务器发送的数据不受接收端数量影响。附图说明图1所示为本专利技术实施例提供的一种自适应多播路由选择方法流程图。图2所示为本专利技术实施例提供的基于核心的发现方法流程图。图3所示为本专利技术实施例提供的洪泛与剪除方法流程图。图4所示为本专利技术实施例提供的隧道方法流程图。图5所示为本专利技术实施例提供的隧道方法应用场景示意图。图6所示为本专利技术实施例提供的对多播数据报进行封装示意图。具体实施方式现在将参考附图来详细描述本专利技术的示例性实施方式。应当理解，附图中示出和描述的实施方式仅仅是示例性的，意在阐释本专利技术的原理和精神，而并非限制本专利技术的范围。本专利技术实施例提供了一种自适应多播路由选择方法，如图1所示，包括以下步骤S1～S8：S1、在服务器端的多播模式下运行RTP协议，并将流媒体数据发送到由组播地址标识的多播通道。这样的设计有利于服务器发送的数据不受接收端数量影响。S2、将多播范围内每个发出多播请求业务的用户作为一个多播组成员，统计得到多播组成员的数量N。S3、将多播组成员数量N除以多播范围的面积，得到多播组成员密度ρ。S4、判断在时间阈值Tm内多播组成员密度ρ的变化率V是否大于变化率阈值Vm，若是则进入步骤S5，否则进入步骤S6。本专利技术实施例中，时间阈值Tm设置为10分钟，变化率阈值Vm设置为10％，即如果在10分钟内多播组成员密度ρ的变化率V超过10％，则认为该多播组的成员密度ρ变化较大，进入步骤S5，否则进入步骤S6。S5、在多播通道内通过基于核心的发现方法进行数据传输。如图2所示，步骤S5包括以下分步骤S51～S53：S51、为多播组指定核心路由器，并获取其IP单播地址。S52、将核心路由器作为根节点，创建多播组的转发树。S53、当转发树中的任意一个路由器向核心路由器发送数据报时，通过核心路由器与该路由器之间的每个中间路由器对数据报进行处理，具体处理方法为：若发送的数据报为多播数据报，且其目的地址是多播组的组地址，则通过中间路由器向多播组中的每个成员转发该数据报；若发送的数据报是请求加入该多播组的数据报，则将该数据报加入中间路由器的路由中，并向发出该数据报的路由器转发每一个多播数据报的一个副本。例如，如果有一个路由器R1向核心路由器发送数据报，那么它在途中经过的每一个中间路由器都要检查其内容并对数据报进行处理。设路由器R2为一个中间路由器，如果R1发出的是一个多播数据报，其目的地址是多播组的组地址，R2就向多播组的成员转发这个多播数据报；如果R1发出的数据报是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自适应多播路由选择方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、在服务器端的多播模式下运行RTP协议，并将流媒体数据发送到由组播地址标识的多播通道；S2、将多播范围内每个发出多播请求业务的用户作为一个多播组成员，统计得到多播组成员的数量N；S3、将多播组成员数量N除以多播范围的面积，得到多播组成员密度ρ；S4、判断在时间阈值Tm内多播组成员密度ρ的变化率V是否大于变化率阈值Vm，若是则进入步骤S5，否则进入步骤S6；S5、在多播通道内通过基于核心的发现方法进行数据传输；S6、判断多播组成员密度ρ是否大于成员密度阈值ρm，若是则进入步骤S7，否则进入步骤S8；S7、在多播通道内通过洪泛与剪除方法进行数据传输；S8、在多播通道内通过隧道方法进行数据传输。

【技术特征摘要】
1.一种自适应多播路由选择方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、在服务器端的多播模式下运行RTP协议，并将流媒体数据发送到由组播地址标识的多播通道；S2、将多播范围内每个发出多播请求业务的用户作为一个多播组成员，统计得到多播组成员的数量N；S3、将多播组成员数量N除以多播范围的面积，得到多播组成员密度ρ；S4、判断在时间阈值Tm内多播组成员密度ρ的变化率V是否大于变化率阈值Vm，若是则进入步骤S5，否则进入步骤S6；S5、在多播通道内通过基于核心的发现方法进行数据传输；S6、判断多播组成员密度ρ是否大于成员密度阈值ρm，若是则进入步骤S7，否则进入步骤S8；S7、在多播通道内通过洪泛与剪除方法进行数据传输；S8、在多播通道内通过隧道方法进行数据传输。2.根据权利要求1所述的自适应多播路由选择方法，其特征在于，所述步骤S5包括以下分步骤：S51、为多播组指定核心路由器，并获取其IP单播地址；S52、将核心路由器作为根节点，创建多播组的转发树；S53、当转发树中的任意一个路由器向核心路由器发送数据报时，通过核心路由器与该路由器之间的每个中间路由器对数据报进行处理。3.根据权利要求2所述的自适应多播路由选择方法，其特征在于，所述步骤S53中中间路由器对数据报进行处理的具体方法为：若发送的数据报为多播数据报，且其目的地址是多播组的组地址，则...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙明，罗阳星，
申请(专利权)人：四川省电子信息产业技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51