本發(fā)明屬于應(yīng)用層組播領(lǐng)域，尤其涉及一種基于域感知的多域分簇應(yīng)用層組播構(gòu)建及維護方法。

背景技術(shù)：

當今的互聯(lián)網(wǎng)飛速發(fā)展，通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日新月異，已經(jīng)滲透到全社會各個領(lǐng)域，對人們的生活，學(xué)習(xí)和工作產(chǎn)生了深遠的影響?；ヂ?lián)網(wǎng)技術(shù)翻天覆地的發(fā)展，以文字和圖像為主的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用已無法滿足人們的需求，而互聯(lián)網(wǎng)最為流行的應(yīng)用之一流媒體服務(wù)，發(fā)展迅速。因此，傳統(tǒng)的單播技術(shù)已經(jīng)不能滿足用戶對流媒體發(fā)展的需求，新的組播技術(shù)應(yīng)運而生。但是IP組播需要互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中的路由器支持，需要在網(wǎng)絡(luò)層單播的基礎(chǔ)上增加新的路由和轉(zhuǎn)發(fā)機制，因此至今無法在互聯(lián)網(wǎng)上得到廣泛應(yīng)用。

應(yīng)用層組播的出現(xiàn)不僅保留了IP組播的優(yōu)勢，而且彌補了IP組播的不足，使得在互聯(lián)網(wǎng)中快速發(fā)展。在應(yīng)用層組播覆蓋網(wǎng)絡(luò)中，組播成員是通過單播連接組成，端主機負責(zé)與組播有關(guān)的路由、組成員管理、復(fù)制和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包等功能。雖然應(yīng)用層組播有效的降低了服務(wù)器的負載壓力，但是無疑增加了客戶端的傳輸時延，降低了客戶端的用戶體驗，而且應(yīng)用層組播還面臨如下實際問題：(1)由于主機不知道底層網(wǎng)絡(luò)的拓撲信息，相近的節(jié)點可能分布在組播轉(zhuǎn)發(fā)樹中相距較遠的位置，從而造成組播性能的下降；(2)群組成員的加入是一個漸進過程，新加入者在很大程度上依靠已存在節(jié)點的信息來確定自己在組播轉(zhuǎn)發(fā)樹中的位置，即不同的加入順序直接影響組播轉(zhuǎn)發(fā)樹的結(jié)構(gòu)和性能。因此，問題的關(guān)鍵在于構(gòu)建高效的應(yīng)用層組播樹。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中的問題，提供一種基于域感知的多域分簇應(yīng)用層組播構(gòu)建及維護方法，該方法通過衡量鏈路的傳輸時延將相近的節(jié)點組織在一個拓撲域中，并且能夠通過節(jié)點度約束進行重定向，構(gòu)建相對穩(wěn)定的組播樹，通過域感知實現(xiàn)數(shù)據(jù)包的就近傳輸， 合理聚簇組播樹節(jié)點，優(yōu)化了組播樹性能，提高了拓撲穩(wěn)定性。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：提供一種基于域感知的多域分簇應(yīng)用層組播構(gòu)建及維護方法，將整棵組播轉(zhuǎn)發(fā)樹通過聚簇域進行劃分，構(gòu)建骨干組播轉(zhuǎn)發(fā)樹，以骨干組播轉(zhuǎn)發(fā)樹中節(jié)點作為域內(nèi)骨干節(jié)點，構(gòu)建域內(nèi)組播轉(zhuǎn)發(fā)樹，判斷候選父節(jié)點剩余出度和候選父節(jié)點類型，判斷請求加入的節(jié)點的類型。請求加入的節(jié)點以聚簇域半徑為衡量標準被確定為是域內(nèi)骨干節(jié)點還是域內(nèi)普通節(jié)點，骨干節(jié)點給予性能分配上的優(yōu)待，域內(nèi)骨干節(jié)點為域內(nèi)組播轉(zhuǎn)發(fā)樹提供服務(wù)，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)包的就近傳輸。每個聚簇域中有且只有一個骨干節(jié)點。(多域分簇組播樹將整顆組播轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)通過聚簇域進行劃分，組播樹中的節(jié)點根據(jù)指定的聚簇域半徑大小，連接到延遲在聚簇域半徑以內(nèi)的節(jié)點下游，與其成為同一個聚簇域中的節(jié)點，以實現(xiàn)就近傳輸。骨干節(jié)點在聚簇域內(nèi)將作為數(shù)據(jù)源向域內(nèi)普通節(jié)點提供服務(wù)，因此優(yōu)先提高骨干節(jié)點的性能來提高整棵組播轉(zhuǎn)發(fā)樹性能。由于相鄰骨干節(jié)點距離較遠，因此可以在整棵組播轉(zhuǎn)發(fā)樹中適當提高骨干節(jié)點的待遇，例如優(yōu)先提高骨干節(jié)點鏈路帶寬、數(shù)據(jù)包優(yōu)先轉(zhuǎn)發(fā)骨干節(jié)點等一系列優(yōu)惠政策，來提高骨干節(jié)點在整棵組播轉(zhuǎn)發(fā)樹中的性能。)

按上述技術(shù)方案，根據(jù)組播節(jié)點(整棵組播轉(zhuǎn)發(fā)樹內(nèi)的所有節(jié)點)的傳輸時延和度約束，根據(jù)候選父節(jié)點的出度和子節(jié)點數(shù)，向請求加入的節(jié)點發(fā)送不同的響應(yīng)報文，在候選父節(jié)點及其下游節(jié)點中根據(jù)往返時延比較，選取往返時延最短的候選父節(jié)點或其下游節(jié)點，作為請求加入的節(jié)點的父節(jié)點。

按上述技術(shù)方案，設(shè)置代理節(jié)點(代理節(jié)點一般選擇出度較大且相對離開概率較小的域內(nèi)節(jié)點)，代理節(jié)點作為骨干節(jié)點的延伸，代理節(jié)點只接受骨干節(jié)點的加入。避免骨干節(jié)點下游全部為域內(nèi)普通節(jié)點使得組播轉(zhuǎn)發(fā)樹飽和。

按上述技術(shù)方案，還包括服務(wù)節(jié)點反饋機制，由骨干節(jié)點反饋算法，代理節(jié)點反饋算法和域內(nèi)普通節(jié)點反饋算法提供支持，避免了骨干節(jié)點的孩子節(jié)點全部為骨干節(jié)點或域內(nèi)普通節(jié)點，其內(nèi)容包括：

當候選父節(jié)點還有剩余出度時，域內(nèi)骨干節(jié)點和域內(nèi)普通節(jié)點均可加入；

當域內(nèi)骨干節(jié)點無剩余出度時且請求加入的是域內(nèi)普通節(jié)點，則根據(jù)傳輸延遲算法加入到域內(nèi)骨干節(jié)點下游的同域子節(jié)點下或子骨干節(jié)點下；

當域內(nèi)骨干節(jié)點無剩余出度時且請求加入的是骨干節(jié)點，則加入到域內(nèi)骨干節(jié)點的代理節(jié)點下或從同域子節(jié)點中選取一子節(jié)點作為代理節(jié)點，請求加入的節(jié)點加入到該從同域子節(jié)點中選取的子節(jié)點的代理節(jié)點下，在域內(nèi)骨干節(jié)點沒有代理節(jié)點且沒有同域子節(jié)點可用的情況下，通過傳輸延遲算法進行加入到子骨干節(jié)點下游；

當代理節(jié)點無剩余出度，則加入到其同域子節(jié)點或子骨干節(jié)點下游。

按上述技術(shù)方案，基于域判定和服務(wù)節(jié)點反饋的構(gòu)建模塊是一個不斷響應(yīng)成員加入并隨時調(diào)整的過程。請求加入的節(jié)點通過候選父節(jié)點反饋信息判斷所處域內(nèi)或域外，并選取父節(jié)點，其過程由域內(nèi)骨干節(jié)點選擇算法和域內(nèi)普通節(jié)點選擇算法提供支持，其具體選擇方式包括：

請求加入的節(jié)點被判斷為骨干節(jié)點身份加入組播轉(zhuǎn)發(fā)樹時，根據(jù)傳輸時延加入到域內(nèi)骨干節(jié)點或其子骨干節(jié)點的下游，若域內(nèi)骨干節(jié)點無出度剩余，則根據(jù)傳輸時延加入到代理節(jié)點或骨干子節(jié)點的下游；

請求加入的節(jié)點被判斷為域內(nèi)普通節(jié)點身份加入組播轉(zhuǎn)發(fā)樹時，根據(jù)傳輸時延加入到域內(nèi)普通節(jié)點或域內(nèi)子節(jié)點的下游。

按上述技術(shù)方案，基于域判定和服務(wù)節(jié)點反饋的構(gòu)建模塊為傳輸時延計算方式進行了改進，在檢測到候選父節(jié)點的傳輸時延時，計算量增加了候選父節(jié)點本身的傳輸往返時延。避免了U-Turn問題和反三角現(xiàn)象，使得請求加入的節(jié)點將會加入到離根節(jié)點更近的位置。

按上述技術(shù)方案，基于節(jié)點帶寬和在線時間結(jié)合因素的調(diào)整模塊根據(jù)評估因子選擇組播轉(zhuǎn)發(fā)樹中的組播節(jié)點進行拓撲調(diào)整，提高組播轉(zhuǎn)發(fā)樹的穩(wěn)定性，評估因子結(jié)合了組播節(jié)點的帶寬因素和組播節(jié)點在線時間因素，其計算量值為相對離開概率和出度的比值。根據(jù)組播節(jié)點的在線時間呈現(xiàn)對數(shù)分布規(guī)律的重尾現(xiàn)象，以及離開概率的概念，通過近似相對離開概率量化組播樹的穩(wěn)定性參數(shù)?；诠?jié)點帶寬和在線時間結(jié)合因素的調(diào)整模塊將穩(wěn)定的節(jié)點以及帶寬較大的節(jié)點調(diào)整靠近骨干節(jié)點或直接成為骨干節(jié)點，以減少節(jié)點失效影響、降低樹的深度以及降低下游節(jié)點的時延。

按上述技術(shù)方案，還包括對組播轉(zhuǎn)發(fā)樹的調(diào)整算法，調(diào)整算法是成員節(jié)點重新加入的過程，其內(nèi)容包括：

若域內(nèi)骨干節(jié)點無剩余出度，收到域內(nèi)普通節(jié)點的加入請求時，若域內(nèi)骨干節(jié)點無同 域子節(jié)點時，選取評估因子最大的子骨干節(jié)點進行調(diào)整加入，收到骨干節(jié)點的加入請求時，若域內(nèi)骨干節(jié)點有同域子節(jié)點且無代理節(jié)點時，選取評估因子最小的同域子節(jié)點作為代理節(jié)點進行調(diào)整加入；

若代理節(jié)點無剩余出度，收到骨干節(jié)點的加入請求時，若代理節(jié)點有同域子節(jié)點，則選取評估因子最小的同域子節(jié)點進行調(diào)整加入。基于節(jié)點帶寬和在線時間結(jié)合因素的調(diào)整模塊將選取性能最差的子骨干節(jié)點重新安排至骨干組播轉(zhuǎn)發(fā)樹的葉子節(jié)點以及選取性能最好的同域子節(jié)點成為代理節(jié)點，代理節(jié)點提供服務(wù)的域內(nèi)子節(jié)點將全部調(diào)整。提高了組播轉(zhuǎn)發(fā)樹的整體性能。

按上述技術(shù)方案，通過周期報文檢測維護模塊為節(jié)點的主動離開和異常失效進行維護，使組播轉(zhuǎn)發(fā)樹盡快進行故障恢復(fù)，不因節(jié)點離開而影響組播轉(zhuǎn)發(fā)樹的功能。本發(fā)明方法還包括利用節(jié)點周期發(fā)送和檢測存活報文來確認數(shù)據(jù)的正常傳輸，其內(nèi)容包括：

父節(jié)點為子節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)，子節(jié)點則向父節(jié)點發(fā)送標志位為0的存活報文，父節(jié)點三個周期內(nèi)沒有收到該存活報文，則認為孩子節(jié)點失效，并刪除其節(jié)點信息；

父節(jié)點在設(shè)定時間內(nèi)沒有向自己子節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)，子節(jié)點向父節(jié)點發(fā)送標志位為1的存活報文，該報文中包含父節(jié)點發(fā)送存活報文請求，若未收到該報文的回復(fù)，則認為父節(jié)點失效，子節(jié)點進行重定向。

本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是：該方法利用域感知實現(xiàn)數(shù)據(jù)包的就近傳輸，合理聚簇組播樹節(jié)點，優(yōu)化組播轉(zhuǎn)發(fā)樹性能，提高拓撲穩(wěn)定性的目的。本方法還創(chuàng)新地將組播轉(zhuǎn)發(fā)樹的節(jié)點分類為骨干節(jié)點，域內(nèi)節(jié)點以及代理節(jié)點，從而更合理地構(gòu)建組播轉(zhuǎn)發(fā)樹拓撲模型，并提出了一種獨特的RTT計算方式來避免U-Turn問題和反三角現(xiàn)象，從而使算法選取更加合理的計量參數(shù)，優(yōu)化組播樹拓撲。該方法有較好的聚簇性能和聚簇成功率，合理降低了樹的深度和平均傳輸時延，且能夠及時地處理失效節(jié)點，有效地提高組播轉(zhuǎn)發(fā)樹的穩(wěn)定性。

附圖說明

下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中：

圖1是本發(fā)明實施例基于域感知的多域分簇應(yīng)用層組播構(gòu)建及維護方法整體框架圖；

圖2為基于度約束和傳輸延遲的節(jié)點加入場景圖；

圖3為組播樹節(jié)點域判定示意圖；

圖4為基于域判定和服務(wù)節(jié)點反饋的構(gòu)建算法中節(jié)點加入判斷流程圖；

圖5為改進傳輸延遲示意圖；

圖6為調(diào)整算法節(jié)點選擇流程圖；

圖7為恢復(fù)算法節(jié)點發(fā)送存活報文示意圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本發(fā)明實施例中，提供一種基于域感知的多域分簇應(yīng)用層組播構(gòu)建及維護方法，將整棵組播轉(zhuǎn)發(fā)樹通過聚簇域進行劃分，構(gòu)建骨干組播轉(zhuǎn)發(fā)樹，以骨干組播轉(zhuǎn)發(fā)樹中節(jié)點作為域內(nèi)骨干節(jié)點，構(gòu)建域內(nèi)組播轉(zhuǎn)發(fā)樹，判斷候選父節(jié)點剩余出度和候選父節(jié)點類型，判斷請求加入的節(jié)點的類型。請求加入的節(jié)點以聚簇域半徑為衡量標準被確定為是域內(nèi)骨干節(jié)點還是域內(nèi)普通節(jié)點，骨干節(jié)點給予性能分配上的優(yōu)待，域內(nèi)骨干節(jié)點為域內(nèi)組播轉(zhuǎn)發(fā)樹提供服務(wù)，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)包的就近傳輸。每個聚簇域中有且只有一個骨干節(jié)點。多域分簇組播樹將整顆組播轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)通過聚簇域進行劃分，組播樹中的節(jié)點根據(jù)指定的聚簇域半徑大小，連接到延遲在聚簇域半徑以內(nèi)的節(jié)點下游，與其成為同一個聚簇域中的節(jié)點，以實現(xiàn)就近傳輸。骨干節(jié)點在聚簇域內(nèi)將作為數(shù)據(jù)源向域內(nèi)普通節(jié)點提供服務(wù)，因此優(yōu)先提高骨干節(jié)點的性能來提高整棵組播轉(zhuǎn)發(fā)樹性能。由于相鄰骨干節(jié)點距離較遠，因此可以在整棵組播轉(zhuǎn)發(fā)樹中適當提高骨干節(jié)點的待遇，例如優(yōu)先提高骨干節(jié)點鏈路帶寬、數(shù)據(jù)包優(yōu)先轉(zhuǎn)發(fā)骨干節(jié)點等一系列優(yōu)惠政策，來提高骨干節(jié)點在整棵組播轉(zhuǎn)發(fā)樹中的性能。

進一步地，根據(jù)組播節(jié)點(整棵組播轉(zhuǎn)發(fā)樹內(nèi)的所有節(jié)點)的傳輸時延和度約束，根據(jù)候選父節(jié)點的出度和子節(jié)點數(shù)，向請求加入的節(jié)點發(fā)送不同的響應(yīng)報文，在候選父節(jié)點及其下游節(jié)點中根據(jù)往返時延比較，選取往返時延最短的候選父節(jié)點或其下游節(jié)點，作為請求加入的節(jié)點的父節(jié)點。

進一步地，本發(fā)明實施例中還設(shè)置代理節(jié)點(代理節(jié)點一般選擇出度較大且相對離開概率較小的域內(nèi)節(jié)點)，代理節(jié)點作為骨干節(jié)點的延伸，代理節(jié)點只接受骨干節(jié)點的加入。避免骨干節(jié)點下游全部為域內(nèi)普通節(jié)點使得組播轉(zhuǎn)發(fā)樹飽和。

如圖1所示，本發(fā)明實施例基于域感知的多域分簇應(yīng)用層組播構(gòu)建及維護方法，包括基于域判定和服務(wù)節(jié)點反饋的應(yīng)用層組播覆蓋網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建模塊，基于節(jié)點帶寬和在線時間結(jié)合因素的調(diào)整模塊以及周期報文檢測維護模塊?；谟蚺卸ê头?wù)節(jié)點反饋的構(gòu)建模塊為組播樹規(guī)劃了合適的拓撲結(jié)構(gòu)，為請求加入的成員提供了合理的加入機制?；诠?jié)點帶寬和在線時間結(jié)合因素的調(diào)整模塊為組播樹拓撲進行調(diào)整，優(yōu)化組播樹拓撲和性能。周期報文檢測維護模塊針對節(jié)點的離開進行組播樹拓撲維護。

其中基于域判定和服務(wù)節(jié)點反饋的構(gòu)建模塊主要根據(jù)組播節(jié)點的傳輸時延和度約束，根據(jù)候選父節(jié)點的出度和子節(jié)點數(shù)，向請求加入的節(jié)點發(fā)送不同的響應(yīng)報文，在候選父節(jié)點及其下游節(jié)點中根據(jù)往返時延比較擇優(yōu)選取請求加入節(jié)點的父節(jié)點。

如圖2所示的三種場景中，(a)場景表示當候選父節(jié)點R無子節(jié)點時(此時該R節(jié)點一定為根節(jié)點)，節(jié)點A向R發(fā)送加入請求報文，并在收到R返回的響應(yīng)報文后成為R的子節(jié)點；(b)場景表示當候選父節(jié)點有子節(jié)點但還有剩余出度，節(jié)點C向R發(fā)送加入請求報文，記錄C節(jié)點到R節(jié)點以及下游子節(jié)點A和B的往返時間，選擇往返時間小的成為候選父節(jié)點，并以此方式循環(huán)，直至找到合適的節(jié)點加入。(c)場景表示當候選父節(jié)點出度已滿時，節(jié)點D向R發(fā)送加入請求報文，節(jié)點D記錄到R的孩子節(jié)點的往返時間，并選擇往返時間最小的成為候選父節(jié)點，并以此方式循環(huán)，直至找到合適的節(jié)點加入。

此外，所述的基于域判定和服務(wù)節(jié)點反饋的構(gòu)建模塊將整棵組播轉(zhuǎn)發(fā)樹通過聚簇域進行劃分，構(gòu)建骨干組播轉(zhuǎn)發(fā)樹，以骨干組播轉(zhuǎn)發(fā)樹中節(jié)點作為骨干節(jié)點，構(gòu)建域內(nèi)組播轉(zhuǎn)發(fā)樹。每個聚簇域中有且只有一個骨干節(jié)點。且設(shè)置了代理節(jié)點作為骨干節(jié)點的延伸，只接受骨干節(jié)點的加入。圖3中，節(jié)點S、V2、V3構(gòu)成了骨干轉(zhuǎn)發(fā)樹，其骨干所屬的圈表示該聚簇半徑，而屬于聚簇半徑內(nèi)的節(jié)點構(gòu)成了該聚簇中骨干節(jié)點的域內(nèi)組播轉(zhuǎn)發(fā)樹。

本發(fā)明實施例多域分簇應(yīng)用層組播構(gòu)建及維護方法中，還包括服務(wù)節(jié)點反饋機制，由骨干節(jié)點反饋算法，代理節(jié)點反饋算法和域內(nèi)普通節(jié)點反饋算法提供支持，避免了骨干節(jié)點的孩子節(jié)點全部為骨干節(jié)點或域內(nèi)普通節(jié)點，參見圖4的判斷準則，其內(nèi)容包括：

當候選父節(jié)點還有剩余出度時，域內(nèi)骨干節(jié)點和域內(nèi)普通節(jié)點均可加入；

當域內(nèi)骨干節(jié)點無剩余出度時且請求加入的是域內(nèi)普通節(jié)點，則根據(jù)傳輸延遲算法加入到域內(nèi)骨干節(jié)點下游的同域子節(jié)點下或子骨干節(jié)點下；

當域內(nèi)骨干節(jié)點無剩余出度時且請求加入的是骨干節(jié)點，則加入到域內(nèi)骨干節(jié)點的代理節(jié)點下或從同域子節(jié)點中選取一子節(jié)點作為代理節(jié)點，請求加入的節(jié)點加入到該從同域子節(jié)點中選取的子節(jié)點的代理節(jié)點下，在域內(nèi)骨干節(jié)點沒有代理節(jié)點且沒有同域子節(jié)點可用的情況下，通過傳輸延遲算法進行加入到子骨干節(jié)點下游；

當代理節(jié)點無剩余出度，則加入到其同域子節(jié)點或子骨干節(jié)點下游。

本發(fā)明實施例多域分簇應(yīng)用層組播構(gòu)建及維護方法中，基于域判定和服務(wù)節(jié)點反饋的構(gòu)建模塊是一個不斷響應(yīng)成員加入并隨時調(diào)整的過程。請求加入的節(jié)點通過候選父節(jié)點反饋信息判斷所處域內(nèi)或域外，并選取父節(jié)點，其過程由域內(nèi)骨干節(jié)點選擇算法和域內(nèi)普通節(jié)點選擇算法提供支持，其具體選擇方式包括：

請求加入的節(jié)點被判斷為骨干節(jié)點身份加入組播轉(zhuǎn)發(fā)樹時，根據(jù)傳輸時延加入到域內(nèi)骨干節(jié)點或其子骨干節(jié)點的下游，若域內(nèi)骨干節(jié)點無出度剩余，則根據(jù)傳輸時延加入到代理節(jié)點或骨干子節(jié)點的下游；

請求加入的節(jié)點被判斷為域內(nèi)普通節(jié)點身份加入組播轉(zhuǎn)發(fā)樹時，根據(jù)傳輸時延加入到域內(nèi)普通節(jié)點或域內(nèi)子節(jié)點的下游。

進一步地，基于域判定和服務(wù)節(jié)點反饋的構(gòu)建模塊為傳輸時延計算方式進行了改進，在檢測到候選父節(jié)點的傳輸時延時，計算量增加了候選父節(jié)點本身的傳輸往返時延。避免了U-Turn問題和反三角現(xiàn)象，使得請求加入的節(jié)點將會加入到離根節(jié)點更近的位置。

進一步地，本發(fā)明實施例多域分簇應(yīng)用層組播構(gòu)建及維護方法中，基于節(jié)點帶寬和在線時間結(jié)合因素的調(diào)整模塊根據(jù)評估因子選擇組播轉(zhuǎn)發(fā)樹中的組播節(jié)點進行拓撲調(diào)整，提高組播轉(zhuǎn)發(fā)樹的穩(wěn)定性，評估因子結(jié)合了組播節(jié)點的帶寬因素和組播節(jié)點在線時間因素，其計算量值為相對離開概率和出度的比值。根據(jù)組播節(jié)點的在線時間呈現(xiàn)對數(shù)分布規(guī)律的重尾現(xiàn)象，以及離開概率的概念，通過近似相對離開概率量化組播樹的穩(wěn)定性參數(shù)?；诠?jié)點帶寬和在線時間結(jié)合因素的調(diào)整模塊將穩(wěn)定的節(jié)點以及帶寬較大的節(jié)點調(diào)整靠近骨干節(jié)點或直接成為骨干節(jié)點，以減少節(jié)點失效影響、降低樹的深度以及降低下游節(jié)點的時延。

本發(fā)明實施例多域分簇應(yīng)用層組播構(gòu)建及維護方法中還包括對組播轉(zhuǎn)發(fā)樹的調(diào)整算法，調(diào)整算法是成員節(jié)點重新加入的過程，如圖6所示，其內(nèi)容包括：

若域內(nèi)骨干節(jié)點無剩余出度，收到域內(nèi)普通節(jié)點的加入請求時，若域內(nèi)骨干節(jié)點無同 域子節(jié)點時，選取評估因子最大的子骨干節(jié)點進行調(diào)整加入，收到骨干節(jié)點的加入請求時，若域內(nèi)骨干節(jié)點有同域子節(jié)點且無代理節(jié)點時，選取評估因子最小的同域子節(jié)點作為代理節(jié)點進行調(diào)整加入；

若代理節(jié)點無剩余出度，收到骨干節(jié)點的加入請求時，若代理節(jié)點有同域子節(jié)點，則選取評估因子最小的同域子節(jié)點進行調(diào)整加入。基于節(jié)點帶寬和在線時間結(jié)合因素的調(diào)整模塊將選取性能最差的子骨干節(jié)點重新安排至骨干組播轉(zhuǎn)發(fā)樹的葉子節(jié)點以及選取性能最好的同域子節(jié)點成為代理節(jié)點，代理節(jié)點提供服務(wù)的域內(nèi)子節(jié)點將全部調(diào)整。提高了組播轉(zhuǎn)發(fā)樹的整體性能。

本發(fā)明的實施例中，所述的基于域判定和服務(wù)節(jié)點反饋的構(gòu)建模塊為傳輸時延計算方式進行了改進，參見圖5，節(jié)點B獲取的A節(jié)點往返時間加上A節(jié)點的RTT就是節(jié)點B到A節(jié)點的傳輸時延。節(jié)點B獲取的C節(jié)點往返時間加上C節(jié)點RTT就是節(jié)點B通過C節(jié)點到A節(jié)點的傳輸時延。

TempRTT_BA＝RTT1+RTTA

TempRTT_BC＝RTT2+RTTC

其中TempRTT_BA表示節(jié)點B到節(jié)點A的傳輸時延，RTT1表示節(jié)點B獲取節(jié)點A的往返時間，RTTA表示節(jié)點A的RTT；TempRTT_BC表示節(jié)點B通過節(jié)點C到節(jié)點A的傳輸時延，RTT2表示節(jié)點B獲取的C節(jié)點往返時間，RTTC表示節(jié)點C的RTT。

本發(fā)明所述的基于節(jié)點帶寬和在線時間結(jié)合因素的調(diào)整模塊根據(jù)節(jié)點的在線時間呈現(xiàn)對數(shù)分布規(guī)律的重尾現(xiàn)象，以及離開概率的概念，通過近似相對離開概率量化組播樹的穩(wěn)定性參數(shù)。

所述的節(jié)點在線時間表達式F(t)和概率密度函數(shù)表達式f(x)為：

其中t為任意正數(shù)表示時間，LP(t)表示相對離開概率。σ，μ為正態(tài)分布參數(shù)。

按上述的方案，所述的所述的基于節(jié)點帶寬和在線時間結(jié)合因素的調(diào)整模塊設(shè)置評估因子α表達式為：

進一步地，本發(fā)明實施例多域分簇應(yīng)用層組播構(gòu)建及維護方法中，通過周期報文檢測維護模塊為節(jié)點的主動離開和異常失效進行維護，使組播轉(zhuǎn)發(fā)樹盡快進行故障恢復(fù)，不因節(jié)點離開而影響組播轉(zhuǎn)發(fā)樹的功能。本發(fā)明方法還包括利用節(jié)點周期發(fā)送和檢測存活報文來確認數(shù)據(jù)的正常傳輸，其內(nèi)容包括：

父節(jié)點為子節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)，子節(jié)點則向父節(jié)點發(fā)送標志位為0的存活報文，父節(jié)點三個周期內(nèi)沒有收到該存活報文，則認為孩子節(jié)點失效，并刪除其節(jié)點信息；

父節(jié)點在設(shè)定時間內(nèi)沒有向自己子節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)，子節(jié)點向父節(jié)點發(fā)送標志位為1的存活報文，該報文中包含父節(jié)點發(fā)送存活報文請求，若未收到該報文的回復(fù)，則認為父節(jié)點失效，子節(jié)點進行重定向。

如圖7所示，(a)場景為父節(jié)點向子節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)，子節(jié)點向父節(jié)點發(fā)送存活報文；(b)場景為子節(jié)點在沒有收到父節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)，向其發(fā)送存活報文請求。

綜上，本發(fā)明提出了一種基于域感知的多域分簇應(yīng)用層組播構(gòu)建及維護方法，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)包的就近傳輸，合理聚簇組播樹節(jié)點，較好的聚簇性能和聚簇成功率，合理降低了樹的深度和平均傳輸時延，且提出的基于存活報文機制的恢復(fù)算法能夠及時地處理失效節(jié)點，有效地提高組播轉(zhuǎn)發(fā)樹的穩(wěn)定性。

應(yīng)當理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護范圍。