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1、通信与信息系统专业毕业论文 精品论文 多约束的 QoS 选路算法研究关键词：多约束选路 选路算法 服务质量摘要：从诞生至今，Internet 已经融入到人类社会的各个方面并发挥着越来越重要的作用。多媒体应用(如 IP 电话，视频会议，在线电影)是一种广受欢迎的Internet 应用。这类业务要求网络在传输数据时能满足某些特定的参数要求，也就是我们所说的 QoS(Quality of Service，服务质量)问题。 QoS 选路是一个重要且有效解决 QoS 问题的方法。QoS 选路的目的就是寻找一个路径，使得该路径能满足若干网络性能参数指标。这些参数指标即为选路约束的 QoS 参数，可能是带宽

2、、时延、时延抖动、传输成功率等。本文研究多约束 QoS 选路问题，即寻找从源点到终点满足 QoS 参数约束条件的路由计算问题。 第一章概述了 QoS 选路的相关研究情况，并对其关键性技术进行了综述。 第二章研究多约束选路问题(MCP，multi-constrainedpath)并提出了三个算法。第一个ATC(additive-to-concave)算法是多约束选路问题的一个简单求解方法。该算法的基本思路是把三类不同参数转换成为一类约束参数，即瓶颈性参数。而在多约束问题中，对于瓶颈性约束参数的处理是最简单的，即只要把不满足瓶颈性约束条件的链路去掉，然后在剩下的链路中寻找一条路径即为满足多约束条件

3、的路径。第二个算法是对 ATC 算法的一种改进。改进的方法是增加了若干步骤的宽度优先搜索算法(breadth-first-search，BFS)，称该算法为 ATC_BFS。该方法比 ATC 复杂，但性能明显提高。第三个算法是 MWA_MCP(Maximal Weight Amputationfor MCP)。其基本思路为通过前向和后向，即源点到终点和终点到源点两个不同方向反复搜索路径，从而得到满足多约束条件的路径。 第三章研究多约束优化选路(MCOP，multi-constrainedoptimalpath)问题并提出了一个算法。MCOP 是考虑优化条件的多约束 QoS 问题。因为 MCOP

4、 除了要考虑多约束条件，还要考虑优化条件，所以本章提出的算法，首先求解得到满足多约束条件的三条路径，然后在这满足多约束条件的三条路径中再选择相对优化条件来说性能最好的一条路径作为目标路径。该算法的思路，即先考虑多约束条件，再考虑优化条件，是解决 MCOP 问题的一个可行思路。 第四章提出了一个普适 QoS 选路算法。由于网络中的 QoS 选路问题可能是不带优化约束条件的多约束 QoS 选路问题(MCP)，也可能是带优化约束条件的 QoS 选路问题(MCOP)，本章提出的 PQR(pervasiveQoSrouting)选路算法旨在解决网络中的 QoS 选路问题，包括 MCP 和 MCOP 问题

5、。 可用性(availability)是个特殊的 QoS 参数，它与不可用性是相对的概念。在本文第五章提出了共享备份路径保护中不可用性的解析法计算思路。对于共享备份路径保护中不可用性的计算方法，已有文献提出的办法是用求上限或者下限的计算方法，并且计算步骤显得比较复杂。本章先通过解析法得到状态概率的计算表达式，然后由这些状态概率得到共享备份路径保护状态不可用性的值。 第六章讨论了当考虑可用性时的多约束选路问题。可用性是个特殊的 QoS 参数，它的特殊性除了它的计算方法特殊外，还由于人们在处理可用性的思路上，因为当某条路径的可用性不满足连接的约束条件时，可以提供该路径的备份路径以使整个连接的可用性

6、达到要求；这样的选取备份路径的思路，对于其他 QoS 约束参数来说，是没有的。一般地，在多约束问题中没考虑它；在研究基于可用性的 QoS 问题时，只考虑了可用性这样一个参数，没有考虑除了可用性还有其他约束条件的多约束问题或者多约束优化路径问题。在本章，作者提出，对于含有可用性的多约束或者多约束优化问题，可以借鉴已有的多约束选路问题或者多约束优化选路问题的算法，在这基础上，通过一定的策略得到问题的解决。该类问题相对 MCP 或者 MCOP 问题，更复杂。 第七章主要说明了本文仿真和计算环境。算法仿真使用了 OPNET，考虑了不同拓扑、不同负荷状态下的性能。 最后一章是本文总结。正文内容从诞生至今

7、，Internet 已经融入到人类社会的各个方面并发挥着越来越重要的作用。多媒体应用(如 IP 电话，视频会议，在线电影)是一种广受欢迎的Internet 应用。这类业务要求网络在传输数据时能满足某些特定的参数要求，也就是我们所说的 QoS(Quality of Service，服务质量)问题。 QoS 选路是一个重要且有效解决 QoS 问题的方法。QoS 选路的目的就是寻找一个路径，使得该路径能满足若干网络性能参数指标。这些参数指标即为选路约束的 QoS 参数，可能是带宽、时延、时延抖动、传输成功率等。本文研究多约束 QoS 选路问题，即寻找从源点到终点满足 QoS 参数约束条件的路由计算问

8、题。 第一章概述了 QoS 选路的相关研究情况，并对其关键性技术进行了综述。 第二章研究多约束选路问题(MCP，multi-constrainedpath)并提出了三个算法。第一个ATC(additive-to-concave)算法是多约束选路问题的一个简单求解方法。该算法的基本思路是把三类不同参数转换成为一类约束参数，即瓶颈性参数。而在多约束问题中，对于瓶颈性约束参数的处理是最简单的，即只要把不满足瓶颈性约束条件的链路去掉，然后在剩下的链路中寻找一条路径即为满足多约束条件的路径。第二个算法是对 ATC 算法的一种改进。改进的方法是增加了若干步骤的宽度优先搜索算法(breadth-first-

9、search，BFS)，称该算法为 ATC_BFS。该方法比 ATC 复杂，但性能明显提高。第三个算法是 MWA_MCP(Maximal Weight Amputationfor MCP)。其基本思路为通过前向和后向，即源点到终点和终点到源点两个不同方向反复搜索路径，从而得到满足多约束条件的路径。 第三章研究多约束优化选路(MCOP，multi-constrainedoptimalpath)问题并提出了一个算法。MCOP 是考虑优化条件的多约束 QoS 问题。因为 MCOP 除了要考虑多约束条件，还要考虑优化条件，所以本章提出的算法，首先求解得到满足多约束条件的三条路径，然后在这满足多约束条件

10、的三条路径中再选择相对优化条件来说性能最好的一条路径作为目标路径。该算法的思路，即先考虑多约束条件，再考虑优化条件，是解决 MCOP 问题的一个可行思路。 第四章提出了一个普适 QoS 选路算法。由于网络中的 QoS 选路问题可能是不带优化约束条件的多约束 QoS 选路问题(MCP)，也可能是带优化约束条件的 QoS 选路问题(MCOP)，本章提出的 PQR(pervasiveQoSrouting)选路算法旨在解决网络中的 QoS 选路问题，包括 MCP 和 MCOP 问题。 可用性(availability)是个特殊的 QoS 参数，它与不可用性是相对的概念。在本文第五章提出了共享备份路径保

11、护中不可用性的解析法计算思路。对于共享备份路径保护中不可用性的计算方法，已有文献提出的办法是用求上限或者下限的计算方法，并且计算步骤显得比较复杂。本章先通过解析法得到状态概率的计算表达式，然后由这些状态概率得到共享备份路径保护状态不可用性的值。 第六章讨论了当考虑可用性时的多约束选路问题。可用性是个特殊的 QoS 参数，它的特殊性除了它的计算方法特殊外，还由于人们在处理可用性的思路上，因为当某条路径的可用性不满足连接的约束条件时，可以提供该路径的备份路径以使整个连接的可用性达到要求；这样的选取备份路径的思路，对于其他 QoS 约束参数来说，是没有的。一般地，在多约束问题中没考虑它；在研究基于可

12、用性的 QoS 问题时，只考虑了可用性这样一个参数，没有考虑除了可用性还有其他约束条件的多约束问题或者多约束优化路径问题。在本章，作者提出，对于含有可用性的多约束或者多约束优化问题，可以借鉴已有的多约束选路问题或者多约束优化选路问题的算法，在这基础上，通过一定的策略得到问题的解决。该类问题相对 MCP 或者 MCOP 问题，更复杂。 第七章主要说明了本文仿真和计算环境。算法仿真使用了 OPNET，考虑了不同拓扑、不同负荷状态下的性能。 最后一章是本文总结。从诞生至今，Internet 已经融入到人类社会的各个方面并发挥着越来越重要的作用。多媒体应用(如 IP 电话，视频会议，在线电影)是一种广

13、受欢迎的Internet 应用。这类业务要求网络在传输数据时能满足某些特定的参数要求，也就是我们所说的 QoS(Quality of Service，服务质量)问题。 QoS 选路是一个重要且有效解决 QoS 问题的方法。QoS 选路的目的就是寻找一个路径，使得该路径能满足若干网络性能参数指标。这些参数指标即为选路约束的 QoS 参数，可能是带宽、时延、时延抖动、传输成功率等。本文研究多约束 QoS 选路问题，即寻找从源点到终点满足 QoS 参数约束条件的路由计算问题。 第一章概述了 QoS 选路的相关研究情况，并对其关键性技术进行了综述。 第二章研究多约束选路问题(MCP，multi-con

14、strainedpath)并提出了三个算法。第一个ATC(additive-to-concave)算法是多约束选路问题的一个简单求解方法。该算法的基本思路是把三类不同参数转换成为一类约束参数，即瓶颈性参数。而在多约束问题中，对于瓶颈性约束参数的处理是最简单的，即只要把不满足瓶颈性约束条件的链路去掉，然后在剩下的链路中寻找一条路径即为满足多约束条件的路径。第二个算法是对 ATC 算法的一种改进。改进的方法是增加了若干步骤的宽度优先搜索算法(breadth-first-search，BFS)，称该算法为 ATC_BFS。该方法比 ATC 复杂，但性能明显提高。第三个算法是 MWA_MCP(Maxi

15、mal Weight Amputationfor MCP)。其基本思路为通过前向和后向，即源点到终点和终点到源点两个不同方向反复搜索路径，从而得到满足多约束条件的路径。 第三章研究多约束优化选路(MCOP，multi-constrainedoptimalpath)问题并提出了一个算法。MCOP 是考虑优化条件的多约束 QoS 问题。因为 MCOP 除了要考虑多约束条件，还要考虑优化条件，所以本章提出的算法，首先求解得到满足多约束条件的三条路径，然后在这满足多约束条件的三条路径中再选择相对优化条件来说性能最好的一条路径作为目标路径。该算法的思路，即先考虑多约束条件，再考虑优化条件，是解决 MCO

16、P 问题的一个可行思路。 第四章提出了一个普适 QoS 选路算法。由于网络中的 QoS 选路问题可能是不带优化约束条件的多约束 QoS 选路问题(MCP)，也可能是带优化约束条件的 QoS 选路问题(MCOP)，本章提出的 PQR(pervasiveQoSrouting)选路算法旨在解决网络中的 QoS 选路问题，包括 MCP 和 MCOP 问题。 可用性(availability)是个特殊的 QoS 参数，它与不可用性是相对的概念。在本文第五章提出了共享备份路径保护中不可用性的解析法计算思路。对于共享备份路径保护中不可用性的计算方法，已有文献提出的办法是用求上限或者下限的计算方法，并且计算步

17、骤显得比较复杂。本章先通过解析法得到状态概率的计算表达式，然后由这些状态概率得到共享备份路径保护状态不可用性的值。 第六章讨论了当考虑可用性时的多约束选路问题。可用性是个特殊的 QoS 参数，它的特殊性除了它的计算方法特殊外，还由于人们在处理可用性的思路上，因为当某条路径的可用性不满足连接的约束条件时，可以提供该路径的备份路径以使整个连接的可用性达到要求；这样的选取备份路径的思路，对于其他 QoS 约束参数来说，是没有的。一般地，在多约束问题中没考虑它；在研究基于可用性的 QoS 问题时，只考虑了可用性这样一个参数，没有考虑除了可用性还有其他约束条件的多约束问题或者多约束优化路径问题。在本章，

18、作者提出，对于含有可用性的多约束或者多约束优化问题，可以借鉴已有的多约束选路问题或者多约束优化选路问题的算法，在这基础上，通过一定的策略得到问题的解决。该类问题相对 MCP 或者 MCOP 问题，更复杂。 第七章主要说明了本文仿真和计算环境。算法仿真使用了 OPNET，考虑了不同拓扑、不同负荷状态下的性能。 最后一章是本文总结。从诞生至今，Internet 已经融入到人类社会的各个方面并发挥着越来越重要的作用。多媒体应用(如 IP 电话，视频会议，在线电影)是一种广受欢迎的Internet 应用。这类业务要求网络在传输数据时能满足某些特定的参数要求，也就是我们所说的 QoS(Quality o

19、f Service，服务质量)问题。 QoS 选路是一个重要且有效解决 QoS 问题的方法。QoS 选路的目的就是寻找一个路径，使得该路径能满足若干网络性能参数指标。这些参数指标即为选路约束的 QoS 参数，可能是带宽、时延、时延抖动、传输成功率等。本文研究多约束 QoS 选路问题，即寻找从源点到终点满足 QoS 参数约束条件的路由计算问题。 第一章概述了 QoS 选路的相关研究情况，并对其关键性技术进行了综述。 第二章研究多约束选路问题(MCP，multi-constrainedpath)并提出了三个算法。第一个ATC(additive-to-concave)算法是多约束选路问题的一个简单求

20、解方法。该算法的基本思路是把三类不同参数转换成为一类约束参数，即瓶颈性参数。而在多约束问题中，对于瓶颈性约束参数的处理是最简单的，即只要把不满足瓶颈性约束条件的链路去掉，然后在剩下的链路中寻找一条路径即为满足多约束条件的路径。第二个算法是对 ATC 算法的一种改进。改进的方法是增加了若干步骤的宽度优先搜索算法(breadth-first-search，BFS)，称该算法为 ATC_BFS。该方法比 ATC 复杂，但性能明显提高。第三个算法是 MWA_MCP(Maximal Weight Amputationfor MCP)。其基本思路为通过前向和后向，即源点到终点和终点到源点两个不同方向反复搜

21、索路径，从而得到满足多约束条件的路径。 第三章研究多约束优化选路(MCOP，multi-constrainedoptimalpath)问题并提出了一个算法。MCOP 是考虑优化条件的多约束 QoS 问题。因为 MCOP 除了要考虑多约束条件，还要考虑优化条件，所以本章提出的算法，首先求解得到满足多约束条件的三条路径，然后在这满足多约束条件的三条路径中再选择相对优化条件来说性能最好的一条路径作为目标路径。该算法的思路，即先考虑多约束条件，再考虑优化条件，是解决 MCOP 问题的一个可行思路。 第四章提出了一个普适 QoS 选路算法。由于网络中的 QoS 选路问题可能是不带优化约束条件的多约束 Q

22、oS 选路问题(MCP)，也可能是带优化约束条件的 QoS 选路问题(MCOP)，本章提出的 PQR(pervasiveQoSrouting)选路算法旨在解决网络中的 QoS 选路问题，包括 MCP 和 MCOP 问题。 可用性(availability)是个特殊的 QoS 参数，它与不可用性是相对的概念。在本文第五章提出了共享备份路径保护中不可用性的解析法计算思路。对于共享备份路径保护中不可用性的计算方法，已有文献提出的办法是用求上限或者下限的计算方法，并且计算步骤显得比较复杂。本章先通过解析法得到状态概率的计算表达式，然后由这些状态概率得到共享备份路径保护状态不可用性的值。 第六章讨论了当

23、考虑可用性时的多约束选路问题。可用性是个特殊的 QoS 参数，它的特殊性除了它的计算方法特殊外，还由于人们在处理可用性的思路上，因为当某条路径的可用性不满足连接的约束条件时，可以提供该路径的备份路径以使整个连接的可用性达到要求；这样的选取备份路径的思路，对于其他 QoS 约束参数来说，是没有的。一般地，在多约束问题中没考虑它；在研究基于可用性的 QoS 问题时，只考虑了可用性这样一个参数，没有考虑除了可用性还有其他约束条件的多约束问题或者多约束优化路径问题。在本章，作者提出，对于含有可用性的多约束或者多约束优化问题，可以借鉴已有的多约束选路问题或者多约束优化选路问题的算法，在这基础上，通过一定

24、的策略得到问题的解决。该类问题相对 MCP 或者 MCOP 问题，更复杂。 第七章主要说明了本文仿真和计算环境。算法仿真使用了 OPNET，考虑了不同拓扑、不同负荷状态下的性能。 最后一章是本文总结。从诞生至今，Internet 已经融入到人类社会的各个方面并发挥着越来越重要的作用。多媒体应用(如 IP 电话，视频会议，在线电影)是一种广受欢迎的Internet 应用。这类业务要求网络在传输数据时能满足某些特定的参数要求，也就是我们所说的 QoS(Quality of Service，服务质量)问题。 QoS 选路是一个重要且有效解决 QoS 问题的方法。QoS 选路的目的就是寻找一个路径，使

25、得该路径能满足若干网络性能参数指标。这些参数指标即为选路约束的 QoS 参数，可能是带宽、时延、时延抖动、传输成功率等。本文研究多约束 QoS 选路问题，即寻找从源点到终点满足 QoS 参数约束条件的路由计算问题。 第一章概述了 QoS 选路的相关研究情况，并对其关键性技术进行了综述。 第二章研究多约束选路问题(MCP，multi-constrainedpath)并提出了三个算法。第一个ATC(additive-to-concave)算法是多约束选路问题的一个简单求解方法。该算法的基本思路是把三类不同参数转换成为一类约束参数，即瓶颈性参数。而在多约束问题中，对于瓶颈性约束参数的处理是最简单的，

26、即只要把不满足瓶颈性约束条件的链路去掉，然后在剩下的链路中寻找一条路径即为满足多约束条件的路径。第二个算法是对 ATC 算法的一种改进。改进的方法是增加了若干步骤的宽度优先搜索算法(breadth-first-search，BFS)，称该算法为 ATC_BFS。该方法比 ATC 复杂，但性能明显提高。第三个算法是 MWA_MCP(Maximal Weight Amputationfor MCP)。其基本思路为通过前向和后向，即源点到终点和终点到源点两个不同方向反复搜索路径，从而得到满足多约束条件的路径。 第三章研究多约束优化选路(MCOP，multi-constrainedoptimalpat

27、h)问题并提出了一个算法。MCOP 是考虑优化条件的多约束 QoS 问题。因为 MCOP 除了要考虑多约束条件，还要考虑优化条件，所以本章提出的算法，首先求解得到满足多约束条件的三条路径，然后在这满足多约束条件的三条路径中再选择相对优化条件来说性能最好的一条路径作为目标路径。该算法的思路，即先考虑多约束条件，再考虑优化条件，是解决 MCOP 问题的一个可行思路。 第四章提出了一个普适 QoS 选路算法。由于网络中的 QoS 选路问题可能是不带优化约束条件的多约束 QoS 选路问题(MCP)，也可能是带优化约束条件的 QoS 选路问题(MCOP)，本章提出的 PQR(pervasiveQoSro

28、uting)选路算法旨在解决网络中的 QoS 选路问题，包括 MCP 和 MCOP 问题。 可用性(availability)是个特殊的 QoS 参数，它与不可用性是相对的概念。在本文第五章提出了共享备份路径保护中不可用性的解析法计算思路。对于共享备份路径保护中不可用性的计算方法，已有文献提出的办法是用求上限或者下限的计算方法，并且计算步骤显得比较复杂。本章先通过解析法得到状态概率的计算表达式，然后由这些状态概率得到共享备份路径保护状态不可用性的值。 第六章讨论了当考虑可用性时的多约束选路问题。可用性是个特殊的 QoS 参数，它的特殊性除了它的计算方法特殊外，还由于人们在处理可用性的思路上，因

29、为当某条路径的可用性不满足连接的约束条件时，可以提供该路径的备份路径以使整个连接的可用性达到要求；这样的选取备份路径的思路，对于其他 QoS 约束参数来说，是没有的。一般地，在多约束问题中没考虑它；在研究基于可用性的 QoS 问题时，只考虑了可用性这样一个参数，没有考虑除了可用性还有其他约束条件的多约束问题或者多约束优化路径问题。在本章，作者提出，对于含有可用性的多约束或者多约束优化问题，可以借鉴已有的多约束选路问题或者多约束优化选路问题的算法，在这基础上，通过一定的策略得到问题的解决。该类问题相对 MCP 或者 MCOP 问题，更复杂。 第七章主要说明了本文仿真和计算环境。算法仿真使用了 O

30、PNET，考虑了不同拓扑、不同负荷状态下的性能。 最后一章是本文总结。从诞生至今，Internet 已经融入到人类社会的各个方面并发挥着越来越重要的作用。多媒体应用(如 IP 电话，视频会议，在线电影)是一种广受欢迎的Internet 应用。这类业务要求网络在传输数据时能满足某些特定的参数要求，也就是我们所说的 QoS(Quality of Service，服务质量)问题。 QoS 选路是一个重要且有效解决 QoS 问题的方法。QoS 选路的目的就是寻找一个路径，使得该路径能满足若干网络性能参数指标。这些参数指标即为选路约束的 QoS 参数，可能是带宽、时延、时延抖动、传输成功率等。本文研究多

31、约束 QoS 选路问题，即寻找从源点到终点满足 QoS 参数约束条件的路由计算问题。 第一章概述了 QoS 选路的相关研究情况，并对其关键性技术进行了综述。 第二章研究多约束选路问题(MCP，multi-constrainedpath)并提出了三个算法。第一个ATC(additive-to-concave)算法是多约束选路问题的一个简单求解方法。该算法的基本思路是把三类不同参数转换成为一类约束参数，即瓶颈性参数。而在多约束问题中，对于瓶颈性约束参数的处理是最简单的，即只要把不满足瓶颈性约束条件的链路去掉，然后在剩下的链路中寻找一条路径即为满足多约束条件的路径。第二个算法是对 ATC 算法的一种

32、改进。改进的方法是增加了若干步骤的宽度优先搜索算法(breadth-first-search，BFS)，称该算法为 ATC_BFS。该方法比 ATC 复杂，但性能明显提高。第三个算法是 MWA_MCP(Maximal Weight Amputationfor MCP)。其基本思路为通过前向和后向，即源点到终点和终点到源点两个不同方向反复搜索路径，从而得到满足多约束条件的路径。 第三章研究多约束优化选路(MCOP，multi-constrainedoptimalpath)问题并提出了一个算法。MCOP 是考虑优化条件的多约束 QoS 问题。因为 MCOP 除了要考虑多约束条件，还要考虑优化条件，

33、所以本章提出的算法，首先求解得到满足多约束条件的三条路径，然后在这满足多约束条件的三条路径中再选择相对优化条件来说性能最好的一条路径作为目标路径。该算法的思路，即先考虑多约束条件，再考虑优化条件，是解决 MCOP 问题的一个可行思路。 第四章提出了一个普适 QoS 选路算法。由于网络中的 QoS 选路问题可能是不带优化约束条件的多约束 QoS 选路问题(MCP)，也可能是带优化约束条件的 QoS 选路问题(MCOP)，本章提出的 PQR(pervasiveQoSrouting)选路算法旨在解决网络中的 QoS 选路问题，包括 MCP 和 MCOP 问题。 可用性(availability)是个

34、特殊的 QoS 参数，它与不可用性是相对的概念。在本文第五章提出了共享备份路径保护中不可用性的解析法计算思路。对于共享备份路径保护中不可用性的计算方法，已有文献提出的办法是用求上限或者下限的计算方法，并且计算步骤显得比较复杂。本章先通过解析法得到状态概率的计算表达式，然后由这些状态概率得到共享备份路径保护状态不可用性的值。 第六章讨论了当考虑可用性时的多约束选路问题。可用性是个特殊的 QoS 参数，它的特殊性除了它的计算方法特殊外，还由于人们在处理可用性的思路上，因为当某条路径的可用性不满足连接的约束条件时，可以提供该路径的备份路径以使整个连接的可用性达到要求；这样的选取备份路径的思路，对于其

35、他 QoS 约束参数来说，是没有的。一般地，在多约束问题中没考虑它；在研究基于可用性的 QoS 问题时，只考虑了可用性这样一个参数，没有考虑除了可用性还有其他约束条件的多约束问题或者多约束优化路径问题。在本章，作者提出，对于含有可用性的多约束或者多约束优化问题，可以借鉴已有的多约束选路问题或者多约束优化选路问题的算法，在这基础上，通过一定的策略得到问题的解决。该类问题相对 MCP 或者 MCOP 问题，更复杂。 第七章主要说明了本文仿真和计算环境。算法仿真使用了 OPNET，考虑了不同拓扑、不同负荷状态下的性能。 最后一章是本文总结。从诞生至今，Internet 已经融入到人类社会的各个方面并

36、发挥着越来越重要的作用。多媒体应用(如 IP 电话，视频会议，在线电影)是一种广受欢迎的Internet 应用。这类业务要求网络在传输数据时能满足某些特定的参数要求，也就是我们所说的 QoS(Quality of Service，服务质量)问题。 QoS 选路是一个重要且有效解决 QoS 问题的方法。QoS 选路的目的就是寻找一个路径，使得该路径能满足若干网络性能参数指标。这些参数指标即为选路约束的 QoS 参数，可能是带宽、时延、时延抖动、传输成功率等。本文研究多约束 QoS 选路问题，即寻找从源点到终点满足 QoS 参数约束条件的路由计算问题。 第一章概述了 QoS 选路的相关研究情况，并

37、对其关键性技术进行了综述。 第二章研究多约束选路问题(MCP，multi-constrainedpath)并提出了三个算法。第一个ATC(additive-to-concave)算法是多约束选路问题的一个简单求解方法。该算法的基本思路是把三类不同参数转换成为一类约束参数，即瓶颈性参数。而在多约束问题中，对于瓶颈性约束参数的处理是最简单的，即只要把不满足瓶颈性约束条件的链路去掉，然后在剩下的链路中寻找一条路径即为满足多约束条件的路径。第二个算法是对 ATC 算法的一种改进。改进的方法是增加了若干步骤的宽度优先搜索算法(breadth-first-search，BFS)，称该算法为 ATC_BFS

38、。该方法比 ATC 复杂，但性能明显提高。第三个算法是 MWA_MCP(Maximal Weight Amputationfor MCP)。其基本思路为通过前向和后向，即源点到终点和终点到源点两个不同方向反复搜索路径，从而得到满足多约束条件的路径。 第三章研究多约束优化选路(MCOP，multi-constrainedoptimalpath)问题并提出了一个算法。MCOP 是考虑优化条件的多约束 QoS 问题。因为 MCOP 除了要考虑多约束条件，还要考虑优化条件，所以本章提出的算法，首先求解得到满足多约束条件的三条路径，然后在这满足多约束条件的三条路径中再选择相对优化条件来说性能最好的一条路

39、径作为目标路径。该算法的思路，即先考虑多约束条件，再考虑优化条件，是解决 MCOP 问题的一个可行思路。 第四章提出了一个普适 QoS 选路算法。由于网络中的 QoS 选路问题可能是不带优化约束条件的多约束 QoS 选路问题(MCP)，也可能是带优化约束条件的 QoS 选路问题(MCOP)，本章提出的 PQR(pervasiveQoSrouting)选路算法旨在解决网络中的 QoS 选路问题，包括 MCP 和 MCOP 问题。 可用性(availability)是个特殊的 QoS 参数，它与不可用性是相对的概念。在本文第五章提出了共享备份路径保护中不可用性的解析法计算思路。对于共享备份路径保护

40、中不可用性的计算方法，已有文献提出的办法是用求上限或者下限的计算方法，并且计算步骤显得比较复杂。本章先通过解析法得到状态概率的计算表达式，然后由这些状态概率得到共享备份路径保护状态不可用性的值。 第六章讨论了当考虑可用性时的多约束选路问题。可用性是个特殊的 QoS 参数，它的特殊性除了它的计算方法特殊外，还由于人们在处理可用性的思路上，因为当某条路径的可用性不满足连接的约束条件时，可以提供该路径的备份路径以使整个连接的可用性达到要求；这样的选取备份路径的思路，对于其他 QoS 约束参数来说，是没有的。一般地，在多约束问题中没考虑它；在研究基于可用性的 QoS 问题时，只考虑了可用性这样一个参数

41、，没有考虑除了可用性还有其他约束条件的多约束问题或者多约束优化路径问题。在本章，作者提出，对于含有可用性的多约束或者多约束优化问题，可以借鉴已有的多约束选路问题或者多约束优化选路问题的算法，在这基础上，通过一定的策略得到问题的解决。该类问题相对 MCP 或者 MCOP 问题，更复杂。 第七章主要说明了本文仿真和计算环境。算法仿真使用了 OPNET，考虑了不同拓扑、不同负荷状态下的性能。 最后一章是本文总结。从诞生至今，Internet 已经融入到人类社会的各个方面并发挥着越来越重要的作用。多媒体应用(如 IP 电话，视频会议，在线电影)是一种广受欢迎的Internet 应用。这类业务要求网络在

42、传输数据时能满足某些特定的参数要求，也就是我们所说的 QoS(Quality of Service，服务质量)问题。 QoS 选路是一个重要且有效解决 QoS 问题的方法。QoS 选路的目的就是寻找一个路径，使得该路径能满足若干网络性能参数指标。这些参数指标即为选路约束的 QoS 参数，可能是带宽、时延、时延抖动、传输成功率等。本文研究多约束 QoS 选路问题，即寻找从源点到终点满足 QoS 参数约束条件的路由计算问题。 第一章概述了 QoS 选路的相关研究情况，并对其关键性技术进行了综述。 第二章研究多约束选路问题(MCP，multi-constrainedpath)并提出了三个算法。第一个

43、ATC(additive-to-concave)算法是多约束选路问题的一个简单求解方法。该算法的基本思路是把三类不同参数转换成为一类约束参数，即瓶颈性参数。而在多约束问题中，对于瓶颈性约束参数的处理是最简单的，即只要把不满足瓶颈性约束条件的链路去掉，然后在剩下的链路中寻找一条路径即为满足多约束条件的路径。第二个算法是对 ATC 算法的一种改进。改进的方法是增加了若干步骤的宽度优先搜索算法(breadth-first-search，BFS)，称该算法为 ATC_BFS。该方法比 ATC 复杂，但性能明显提高。第三个算法是 MWA_MCP(Maximal Weight Amputationfor

44、MCP)。其基本思路为通过前向和后向，即源点到终点和终点到源点两个不同方向反复搜索路径，从而得到满足多约束条件的路径。 第三章研究多约束优化选路(MCOP，multi-constrainedoptimalpath)问题并提出了一个算法。MCOP 是考虑优化条件的多约束 QoS 问题。因为 MCOP 除了要考虑多约束条件，还要考虑优化条件，所以本章提出的算法，首先求解得到满足多约束条件的三条路径，然后在这满足多约束条件的三条路径中再选择相对优化条件来说性能最好的一条路径作为目标路径。该算法的思路，即先考虑多约束条件，再考虑优化条件，是解决 MCOP 问题的一个可行思路。 第四章提出了一个普适 Q

45、oS 选路算法。由于网络中的 QoS 选路问题可能是不带优化约束条件的多约束 QoS 选路问题(MCP)，也可能是带优化约束条件的 QoS 选路问题(MCOP)，本章提出的 PQR(pervasiveQoSrouting)选路算法旨在解决网络中的 QoS 选路问题，包括 MCP 和 MCOP 问题。 可用性(availability)是个特殊的 QoS 参数，它与不可用性是相对的概念。在本文第五章提出了共享备份路径保护中不可用性的解析法计算思路。对于共享备份路径保护中不可用性的计算方法，已有文献提出的办法是用求上限或者下限的计算方法，并且计算步骤显得比较复杂。本章先通过解析法得到状态概率的计算

46、表达式，然后由这些状态概率得到共享备份路径保护状态不可用性的值。 第六章讨论了当考虑可用性时的多约束选路问题。可用性是个特殊的 QoS 参数，它的特殊性除了它的计算方法特殊外，还由于人们在处理可用性的思路上，因为当某条路径的可用性不满足连接的约束条件时，可以提供该路径的备份路径以使整个连接的可用性达到要求；这样的选取备份路径的思路，对于其他 QoS 约束参数来说，是没有的。一般地，在多约束问题中没考虑它；在研究基于可用性的 QoS 问题时，只考虑了可用性这样一个参数，没有考虑除了可用性还有其他约束条件的多约束问题或者多约束优化路径问题。在本章，作者提出，对于含有可用性的多约束或者多约束优化问题

47、，可以借鉴已有的多约束选路问题或者多约束优化选路问题的算法，在这基础上，通过一定的策略得到问题的解决。该类问题相对 MCP 或者 MCOP 问题，更复杂。 第七章主要说明了本文仿真和计算环境。算法仿真使用了 OPNET，考虑了不同拓扑、不同负荷状态下的性能。 最后一章是本文总结。从诞生至今，Internet 已经融入到人类社会的各个方面并发挥着越来越重要的作用。多媒体应用(如 IP 电话，视频会议，在线电影)是一种广受欢迎的Internet 应用。这类业务要求网络在传输数据时能满足某些特定的参数要求，也就是我们所说的 QoS(Quality of Service，服务质量)问题。 QoS 选路

48、是一个重要且有效解决 QoS 问题的方法。QoS 选路的目的就是寻找一个路径，使得该路径能满足若干网络性能参数指标。这些参数指标即为选路约束的 QoS 参数，可能是带宽、时延、时延抖动、传输成功率等。本文研究多约束 QoS 选路问题，即寻找从源点到终点满足 QoS 参数约束条件的路由计算问题。 第一章概述了 QoS 选路的相关研究情况，并对其关键性技术进行了综述。 第二章研究多约束选路问题(MCP，multi-constrainedpath)并提出了三个算法。第一个ATC(additive-to-concave)算法是多约束选路问题的一个简单求解方法。该算法的基本思路是把三类不同参数转换成为一

49、类约束参数，即瓶颈性参数。而在多约束问题中，对于瓶颈性约束参数的处理是最简单的，即只要把不满足瓶颈性约束条件的链路去掉，然后在剩下的链路中寻找一条路径即为满足多约束条件的路径。第二个算法是对 ATC 算法的一种改进。改进的方法是增加了若干步骤的宽度优先搜索算法(breadth-first-search，BFS)，称该算法为 ATC_BFS。该方法比 ATC 复杂，但性能明显提高。第三个算法是 MWA_MCP(Maximal Weight Amputationfor MCP)。其基本思路为通过前向和后向，即源点到终点和终点到源点两个不同方向反复搜索路径，从而得到满足多约束条件的路径。 第三章研究多约束优化选路(MCOP，multi-constrainedoptimalpath)问题并提出了一个算法。MCOP 是考虑优化条件的多约束 QoS 问题。因为 MCOP 除了要考虑多约束条件，还要考虑优化条件，所以本章提出的算法，首先求解得到满足多约束条件的三条路径，然后在这满足多约束条件的三条路径中再选择相对优化条件来说性能最好的一条路径作为目标路径。该算法的思路，即先考虑多约束条件，再考虑优化条件，是解决 MCOP 问题的一个可行思路。