技術領域

本發明涉及通信計算領域，特別是涉及一種基于遺傳算法的Overlay網絡QoS廣播方法。

背景技術

隨著網絡規模的不斷擴大和多媒體應用的普及，用戶對互聯網的服務質量提出了越來越高的要求，主要包括三個方面：一是保證帶寬，二是減小延遲，三是傳輸代價。為了有效地利用網絡資源，減小傳輸代價，互聯網服務提供商常常采用多播的方法給多個用戶傳輸相同數據。因此，如何快速、高效、低成本地傳輸多播數據，并且保證多媒體應用的服務質量成為網絡運營商關心的重要問題。

經對現有文獻檢索發現，傳統的多播技術是在IP層實現，這存在很大的局限性。經濟上，IP層多播會耗費巨大的網絡資源，傳輸代價大。技術上，Internet上存在大量的Internet服務提供商，要讓所有的Internet服務提供商采用同樣的多播路由策略是不現實的。

由上述現有的技術方案可以看出，現有的多播方法存在擴展性不好、網絡資源消耗大、不夠靈活、傳輸代價大的缺陷。由于經濟和技術兩方面的原因，這種多播方法很難在互聯網上實現。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種基于遺傳算法的Overlay網絡QoS廣播方法，能夠在應用層實現。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種基于遺傳算法的Overlay網絡QoS廣播方法，包括以下步驟：

(1)確定IP層多播路由的源節點和目標節點；

(2)通過Overlay網絡，將IP層的多播路由轉化為應用層的廣播路由；

(3)構造滿足多媒體應用要求的QoS目標函數；

(4)針對目標函數，利用遺傳算法構造最優廣播樹，數據從源節點沿著廣播樹傳輸。

所述步驟(2)具體包括以下子步驟：

(21)所述源節點和目標節點構成了Overlay網絡的所有節點；

(22)將數據從源節點發送到Overlay網絡中除源節點以外的所有其它節點，從而將IP層的多播路由轉化為應用層的廣播路由。

所述步驟(3)具體包括以下子步驟：

(31)根據多媒體應用對服務質量中最小帶寬的要求，刪除網絡拓撲圖中帶寬小于最小帶寬的鏈路，形成新的網絡拓撲圖；

(32)根據多媒體應用對減小傳輸代價的要求，構造目標函數，使得目標函數越小，傳輸代價越小。

所述目標函數為其中，廣播樹T的傳輸代價cost(T)是廣播樹中所有鏈路傳輸代價之和，V_T表示廣播樹T中的所有節點的集合，V表示Overlay網絡中的所有節點的集合，|V_T|表示廣播樹T中的節點個數，|V|表示Overlay網絡中的節點個數。

所述步驟(4)具體包括以下步驟：

(41)選擇一種基因編碼方法編碼廣播樹；

(42)使用一種人口初始化方法產生初始群體，初始群體的規模為n；

(43)根據目標函數，從當前最新群體中隨機選擇兩個廣播樹作為父個體，個體對應的目標函數值越高，此個體被選中作為父個體的概率越高；

(44)對選中的兩個父個體進行交叉操作產生一個新的廣播樹個體，即子個體；

(45)重復步驟(43)-(44)，直到產生n個新的廣播樹子個體為止；

(46)將產生的n個廣播樹個體作為下一代群體，重復步驟(43)-(45)，直到達到指定的迭代次數為止，從中選出目標函數值最高的個體，數據源發送的數據將沿著此廣播樹個體傳輸。

所述步驟(44)的交叉操作時，兩個父個體的共有鏈路遺傳給下一代的概率最高；只屬于其中一個父個體的鏈路遺傳給下一代的概率次高；不屬于父個體的鏈路遺傳給下一代的概率最低。

有益效果

由于采用了上述的技術方案，本發明與現有技術相比，具有以下的優點和積極效果：本發明提出了通過Overlay網絡將IP層多播轉變為應用層廣播問題，利用遺傳算法構造滿足多媒體應用服務質量要求的廣播樹，數據源沿著應用層的廣播樹傳輸數據，從而實現了可快速、低成本、高效地實現QoS多播任務。

具體實施方式

下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之后，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。

本發明的實施方式涉及一種基于遺傳算法的Overlay網絡QoS廣播方法，包括以下步驟：