覆盖多播路由的算法及协议研究综述

虽然IP多播的性能优势无可否认,但是它却面临着部署上的困难。近年来,覆盖多播作为提供多播服务的另一可行途径正不断为人们所认可。本文对覆盖多播路由的算法和协议进行了综述研究,提出了通用的覆盖多播网络模型,对覆盖多播中的路由优化问题进行了分类。在此基础上,介绍了当前重要的覆盖多播路由算法和协议,并对它们的性能参数、所解决的路由问题、系统结构和控制方式等技术特点进行了全面的分析和讨论。另外,本文还指出了覆盖多播路由中一些有待进一步研究的问题。     

互联网可扩展路由

全球路由表的高速膨胀,使互联网路由系统的可扩展性面临着严峻的挑战.为了缩减路由表,很多研究提出了新的路由解决方案.在介绍了互联网路由系统现状之后,从较高层次上将存在的解决方案分为短期方案、路由架构和可扩展路由算法3部分.着重介绍了路由算法和路由架构这两类工作,对经典的可扩展路由算法和路由架构进行了深入的分析和比较.最后讨论了有待解决的关键问题和未来的研究方向.     

结构化P2P覆盖网络中匿名通信的研究

结构化P2P覆盖网络提供一个自组织、可升级且容错性能好的合作P2P应用平台.借助于结构化覆盖网络的自组织和结构化特性,本文在结构化P2P覆盖网络基础上提出了一种不需要中心管理节点的重路由匿名通信机制.由于覆盖网络的开放性,本文分析了重路由路径长度的期望值与转发概率的关系以及重路由路径长度的期望值与覆盖网络中恶意成员数量的关系,并且分析了随着重路由路径重组轮数的增加,恶意节点将以更高的概率找到发起者.计算数据表明,采用递减转发概率将使得重路由路径长度的期望值显著降低,因而能保证良好的通信延时.     

互联网域间路由可扩展性

互联网域间路由可扩展性问题是下一代互联网体系结构设计必须首先解决的关键问题之一.通过引入路由信息熵的概念,深入阐述Internet路由可扩展性问题的内在本质,并基于这一理论模型,分别从3个方面归纳解决路由可扩展性问题的3种可行思路.重点讨论了这3种思路应用于互联网路由系统的出发点和局限性.并就典型的具体提案从体系结构的角度进行了分析评价.最后总结路由可扩展性问题的挑战性,并展望了未来可扩展路由的研究发展方向.     

支持QoS的覆盖组播分布式动态路由研究

研究了带度和延时约束的覆盖组播动态路由问题，提出了动态适应性覆盖组播路由协议OMP，给出了一个基于分布式触发重组的组播路由算法——动态覆盖组播路由算法(DDCOMR)，最后对该算法的复杂度进行了推证，对协议和算法的有效性进行了网络模拟。     

利用SPINAT技术在覆盖路由中应用IPSec

覆盖路由定义了一种新的逻辑协议层,它对IP地址转换的要求与NAT（Network Address Translation）原理非常相似,因此存在IPSec穿越覆盖路由器的问题。给出了利用SPINAT（SPI multiplexed NAT）技术将IPSec应用于覆盖路由的方法,并进行了性能分析。     

自组织覆盖网络QoS组播动态路由优化研究

针对覆盖组播节点的动态特性,研究自组织覆盖网络带度和延时约束的组播动态路由问题,提出了动态覆盖组播路由算法AHMQ。组播树由目的节点驱动动态渐近形成,动态路由优化在通信过程中进行。协议是软状态的,仅要求节点维护局部状态信息,同时利用覆盖网络技术和无线媒质的广播能力,降低了网络负载,提高了重构能力。对算法进行了分析研究,通过实验验证了该算法具有较好的性能。     

无线传感网络交叉覆盖节点路由删除仿真研究

针对无线传感网络中节点的覆盖范围较小,删除无用路由所用时间较长,导致网络覆盖率低和路由删除效率低的问题,提出无线传感网络交叉覆盖节点路由删除方法。建立节点覆盖模型,在节点覆盖模型的基础上将无线传感网络的覆盖率和连通性当做综合评价函数,构建无线传感网络交叉覆盖节点优化布局的数学模型,并采用罚函数结合无约束优化模型代替传统约束优化模型。运用自适应遗传算法求解无约束优化模型,实现无线传感网络中交叉覆盖节点的优化布局,进而删除无线传感网络中存在的无用路由。分析实验结果得出,所提方法的网络覆盖率高、路由删除效率高,说明所提方法实际应用性强。     

内容发布订阅中支持订阅覆盖的路由算法研究

一方面根据应用订阅覆盖的不同程度,提出了严格的基于订阅覆盖的路由（SSCBR）和放松的基于订阅覆盖的路由（RSCBR）,前者的目标是维护最少的被覆盖订阅,而后者通过维护较多的被覆盖订阅来权衡内存、时间和网络通信.另一方面,提出了使用SSCBR时保证路由表正确的充要条件,通过它可以容易地验证路由表的正确性.实验评估了两种算法在减少路由表大小、网络通信开销和时间开销方面的行为.     

BGP安全研究

BGP是互联网的核心路由协议,互联网的域间选路通过BGP路由信息交换来完成.BGP协议设计存在重大的安全漏洞,容易导致前缀劫持、路由泄漏以及针对互联网的拒绝服务攻击.分析BGP路由传播及路由策略等主要特性,揭示BGP协议的设计缺陷;探讨BGP面临的主要安全威胁,并对路由泄漏进行建模分析和界定特征;概括现有的BGP安全防御机制并指出其不足,进而对各种增强BGP安全的技术和方案进行合理分类和详尽研究,比较其利弊、剖析其优劣;最后,对BGP安全的未来研究趋势进行展望.     

改进型自组织网络路由模型研究

自组织网络和对等网络的研究是下一代网络(NGN)研究领域的热点,而P2P技术作为四大技术之一必将改 变互联网的未来。通过构建一个基于P2P计算模式的P2P覆盖网络的虚拟网络拓扑结构,可以有效地建立一个基于 自组织网络路由模型的全分散的网络—层次聚集的自组织网络(HASN)。描述了HASN的目标和体系结构,同时 对分散P2P的命名、路由发现和HAS凡 Scalc更新算法做了详细描述。最后仿真结果验证了HASH的良好性能。     

结构化P2P中覆盖网络拓扑匹配的研究

结构化P2P系统构建虚拟的应用层覆盖网络,使得路由更有目的性。然而覆盖网络的随机构建,使其与实际物理网络极不匹配,路由在实际物理网络要走不少弯路,浪费时间而且可能造成路由失败,并造成物理网络中大量不必要的数据流量。文中提出算法试图在一定程度上解决该问题。经实验证明,此算法使覆盖网络与物理网络在一定程度上相匹配,较大的提高了路由效率。     

应用层多播协议研究

应用层多播不需要对现有网络基础结构做任何修改,不需要路由器支持,在虚拟叠加网的基础上由参与多播的端系统完成包的复制、路由计算、转发等功能,从而能方便、灵活地在因特网上进行部署。本文将按照树优先、网优先和层次结构三种应用层多播叠加网拓扑构建方式对应用层多播协议进行讨论。     

面向混合网络的半覆盖组播路由协议

组播已在多个协议层上分别实现,但现有协议仍未兼顾对灵活性与效率的共同需求.总的来说,硬件组播和IP组播较为高效,而覆盖组播则更为灵活.在混合网络中,底层技术的差异使这一问题变得更为突出.为此提出了一种动态自组织的半覆盖组播路由协议HOMR(half overlay multicast routing).该协议把基于组内区域广播的IP组播、基于地址端口转换的覆盖组播以及对各类硬件组播的调用融入单一的模型,在各层组播间按需转换.HOMR具有与全覆盖组播相似的灵活性,模拟实验表明,HOMR在保持较低协议开销的同时,获得了与完全IP组播相近的转发效率.     

改善多媒体通信质量的覆盖层路由系统

针对近年来互联网上迅速兴起的多媒体通信应用,分析和指出了当前互联网网络层路由不适于传输多媒体数据的内在缺陷,为改善多媒体通信质量,设计并实现了一个名为CORS的覆盖层路由系统,通过构建和使用多条覆盖层路径来突破网络层单路径路由的局限性,并提供应用感知的传输层服务。利用在全球网络实验平台——PlanetLab上的真实实验验证了CORS的有效性。     

OverSim:可扩展的应用层组播网络仿真框架

应用层组播作为IP组播的一个可行替代方案日益成为Internet应用研究的一个热点。如何仿真大规模、动态的应用层组播覆盖网络已经成为应用层组播方案研究人员面临的一个共同问题。本文在分析当前几款主流的覆盖网络仿真软件的基础上,提出了采用基于OMNet++网络仿真环境的Over-Sim覆盖网络仿真框架来模拟大规模、动态的应用层组播覆盖网络,并在此基础上研究分析可扩展的应用层组播方案。最后我们采用OverSim实现了对应用层组播协议Scribe的仿真并对结果进行了分析。仿真结果表明,OverSim可以在有限的硬件环境下,稳定地仿真高达上万个节点的大规模动态覆盖网络,仿真过程中内存消耗较低,且与覆盖网络规模呈线性关系。     

BLOR: An efficient bandwidth and latency sensitive overlay routing approach for flash data dissemination

The problem of flash data dissemination refers to transmitting time‐critical data to a large group of distributed receivers in a timely manner, which widely exists in many mission‐critical applications and Web services. However, existing approaches for flash data dissemination fail to ensure the timely and efficient transmission, because of the unpredictability of the dissemination process. Overlay routing has been widely used as an efficient routing primitive for providing better end‐to‐end routing quality by detouring inefficient routing paths in the real networks. To improve the predictability of the flash data dissemination process, we propose a bandwidth and latency sensitive overlay routing approach named BLOR, by optimizing the overlay routing and avoiding inefficient paths in flash data dissemination. BLOR tries to select optimal routing paths in terms of network latency, bandwidth capacity, and available bandwidth in nature, which has never been studied before. Additionally, a location‐aware unstructured overlay topology construction algorithm, an unbiased top‐k dominance model, and an efficient semi‐distributed information management strategy are proposed to assist the routing optimization of BLOR. Extensive experiments have been conducted to verify the effectiveness and efficiency of the proposals with real‐world data sets. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.