移动IP组播路由算法
发布时间:2008/12/3 0:00:00 访问次数:668
组播是一种一对多(或者多对多)的数据通信方式。使用组播通信,发送方只要发送一个信息包,所有目的地将 收到同一信息包,每个链路上只有一个信息包的拷贝。实现组播的关键是设计合理的组播路由算法构造一棵组播 通信树。评价一个组播路由算法的重要指标包括组播树代价(cost)、时延(delay)和可扩展性(sealability )等。移动ip出现后,原有的组播路由算法受到了严重的挑战,不再适合于新的移动internet环境。因此研究移 动环境下的组播路由问题成为移动ipv6研究的一个重要方面。
1.集中式移动ip路由算法
为了解决组播在移动ip中应用的问题,ietf在移动ipv4和移动ipv6协议中提出了双向隧道bt和远程签署rs两个方 案来解决这些问题。
双向隧道bt算法中,当mn移动到外地子网时,在外地子网获取转交地址,并向家乡代理注册,mn则通过隧道经家 乡代理收发组播数据包。可见,在bt方式中,mn的移动切换对其他结点而言是透明的。但bt方式也因此导致了三 角路由及路由非最优化,由于隧道路径过长而导致切换时加人时延较大,不同家乡代理的隧道聚焦等问题。
远程签署rs算法中,当mn移动到外地子网时,通过外地子网上的接人路由器(access router,ar)申请加人组 播组,直接从外地子网接收组播数据,因而它的组播路径是最优化的。但mn切换时rs方式导致频繁的组播路径重 构,由于切换时延较大导致严重的丢包率。
.为了克服bt算法中的隧道聚焦和包复制等问题,vineet chikamane等设计了一个mom算法。主要是在mip (mobile ip)协议体系中引入了一个dmsp(de-signed multicast servlce provider)实体,dmsp是从多个ha 中按一定程序选出的-个ha,避免了多个ha同时向同一个fa转发组播数据包等情况,从而解决了bt的隧道聚焦和包复制问题;但并没有改变bt利用ha带来的路由非最优化、时延过长等问题,而且带来了dmsp 选举的问题。
为了在组播树路由优化和组播树的重构频率方面达到一个折中,c.r.lin和k.m.wang提出了一个rbmom(range based mobile multicast)算法。主要是在mip的体系结构中引入一个组播家乡代理mha(multicast home agent ),并提出了服务范围的概念。通过mha的选择来优化路由,通过服务范围的选择来减少重构频率。主要问题是服 务范围的不确定性及引人了mha的选举。
为了减少移动切换时延和降低移动ip组播的丢包率,j.wu等提出了一个基于msa(mobility support agent)的 组播路由算法。msa是移动结点漫游所在外部子网中的一个路由器,它负责在切换发生时向即将切换到的外部子网 提前预注册(pre-registration),从而减少切换时的加人时延和降低丢包率。这个算法主要的问题是要预测移 动结点的切换事件及其切换方向。
m.s.shin等提出了一个mma(multicast bymulticast agent)的组播方式,用于解决切换时的丢包问题。主要 是引入了mf(multicast forwarder)实体,mf是一个组播转发路由器。当切换出现时,mf负责缓冲切换过程中的 组播数据包,然后转发给新的子网,实质是切换前、后子网间通过mf的协作来避免丢包。
切换给移动组播带来了较多的问题,除了采用优化切换的策略外,c.l.tan等提出了mobicast组播路由策略。 该方式主要是基于“分层”的思想,将网络分为macro和micro两层,每一个micro引人了一个dfa(domain foreign agent)实体,管理若干个子网,mn在同一macro的不同micr。层子网间移动时不需要启动组播树重构, 避免了切换;当mn在不同macro间子网间移动时dfa代表移动结点加人组播树,重构组播树。
2,分布式移动ip路由算法
以上算法基本上属于集中式的算法,为了优化组播树的代价和减少结点切换时的加人时延,可以采用基于分布 式策略设计的一个移动ip组播路由算法bnsbmr(bone node set based multicast r。utmg algorithm),该算法 基于移动ipv6的“骨干结点集”的思想。分布式算法相对集中式算法更适合于大规模的网络环境,有利于实现算 法的可扩展性;特别是在移动ip环境下,分布式更具有独特的优势,路由进程的运行只依赖于移动结点,而不需 要网络中所有结点的参与,简化了移动ip的运行,进一步优化了移动结点切换性能和全局的网络管理性能。下面 详细介绍该算法。
(1)基本概念
网络可用图g(v,e)来表示,其中v为网络节点集,e为网络的边集合,则网络节点数为b=|v|,设组播信息 源为s,目的节点集d,d∈v,目的节点数为m=
其中ti,指结点i停留在某子网的连续时间,△为时间下限。
显然,若某个目的结点为静态结点,则其接入路由器为骨干结点。若用rout-er(i)表示组播目的结点i所在子 网的接入路由器,则骨干结点集可表示为:
nb={router(i)i为静态目的结点}u{r
组播是一种一对多(或者多对多)的数据通信方式。使用组播通信,发送方只要发送一个信息包,所有目的地将 收到同一信息包,每个链路上只有一个信息包的拷贝。实现组播的关键是设计合理的组播路由算法构造一棵组播 通信树。评价一个组播路由算法的重要指标包括组播树代价(cost)、时延(delay)和可扩展性(sealability )等。移动ip出现后,原有的组播路由算法受到了严重的挑战,不再适合于新的移动internet环境。因此研究移 动环境下的组播路由问题成为移动ipv6研究的一个重要方面。
1.集中式移动ip路由算法
为了解决组播在移动ip中应用的问题,ietf在移动ipv4和移动ipv6协议中提出了双向隧道bt和远程签署rs两个方 案来解决这些问题。
双向隧道bt算法中,当mn移动到外地子网时,在外地子网获取转交地址,并向家乡代理注册,mn则通过隧道经家 乡代理收发组播数据包。可见,在bt方式中,mn的移动切换对其他结点而言是透明的。但bt方式也因此导致了三 角路由及路由非最优化,由于隧道路径过长而导致切换时加人时延较大,不同家乡代理的隧道聚焦等问题。
远程签署rs算法中,当mn移动到外地子网时,通过外地子网上的接人路由器(access router,ar)申请加人组 播组,直接从外地子网接收组播数据,因而它的组播路径是最优化的。但mn切换时rs方式导致频繁的组播路径重 构,由于切换时延较大导致严重的丢包率。
.为了克服bt算法中的隧道聚焦和包复制等问题,vineet chikamane等设计了一个mom算法。主要是在mip (mobile ip)协议体系中引入了一个dmsp(de-signed multicast servlce provider)实体,dmsp是从多个ha 中按一定程序选出的-个ha,避免了多个ha同时向同一个fa转发组播数据包等情况,从而解决了bt的隧道聚焦和包复制问题;但并没有改变bt利用ha带来的路由非最优化、时延过长等问题,而且带来了dmsp 选举的问题。
为了在组播树路由优化和组播树的重构频率方面达到一个折中,c.r.lin和k.m.wang提出了一个rbmom(range based mobile multicast)算法。主要是在mip的体系结构中引入一个组播家乡代理mha(multicast home agent ),并提出了服务范围的概念。通过mha的选择来优化路由,通过服务范围的选择来减少重构频率。主要问题是服 务范围的不确定性及引人了mha的选举。
为了减少移动切换时延和降低移动ip组播的丢包率,j.wu等提出了一个基于msa(mobility support agent)的 组播路由算法。msa是移动结点漫游所在外部子网中的一个路由器,它负责在切换发生时向即将切换到的外部子网 提前预注册(pre-registration),从而减少切换时的加人时延和降低丢包率。这个算法主要的问题是要预测移 动结点的切换事件及其切换方向。
m.s.shin等提出了一个mma(multicast bymulticast agent)的组播方式,用于解决切换时的丢包问题。主要 是引入了mf(multicast forwarder)实体,mf是一个组播转发路由器。当切换出现时,mf负责缓冲切换过程中的 组播数据包,然后转发给新的子网,实质是切换前、后子网间通过mf的协作来避免丢包。
切换给移动组播带来了较多的问题,除了采用优化切换的策略外,c.l.tan等提出了mobicast组播路由策略。 该方式主要是基于“分层”的思想,将网络分为macro和micro两层,每一个micro引人了一个dfa(domain foreign agent)实体,管理若干个子网,mn在同一macro的不同micr。层子网间移动时不需要启动组播树重构, 避免了切换;当mn在不同macro间子网间移动时dfa代表移动结点加人组播树,重构组播树。
2,分布式移动ip路由算法
以上算法基本上属于集中式的算法,为了优化组播树的代价和减少结点切换时的加人时延,可以采用基于分布 式策略设计的一个移动ip组播路由算法bnsbmr(bone node set based multicast r。utmg algorithm),该算法 基于移动ipv6的“骨干结点集”的思想。分布式算法相对集中式算法更适合于大规模的网络环境,有利于实现算 法的可扩展性;特别是在移动ip环境下,分布式更具有独特的优势,路由进程的运行只依赖于移动结点,而不需 要网络中所有结点的参与,简化了移动ip的运行,进一步优化了移动结点切换性能和全局的网络管理性能。下面 详细介绍该算法。
(1)基本概念
网络可用图g(v,e)来表示,其中v为网络节点集,e为网络的边集合,则网络节点数为b=|v|,设组播信息 源为s,目的节点集d,d∈v,目的节点数为m=
其中ti,指结点i停留在某子网的连续时间,△为时间下限。
显然,若某个目的结点为静态结点,则其接入路由器为骨干结点。若用rout-er(i)表示组播目的结点i所在子 网的接入路由器,则骨干结点集可表示为:
nb={router(i)i为静态目的结点}u{r