32、多播优化中不同路径组合方法的比较

多播优化中不同路径组合方法的比较

1. 引言

在互联网数据传输中，多播是除单播之外的主要方式之一。尽管多播的使用频率相对较低，但由于路由过程的计算复杂度增加，高效执行多播成为了一个更大的算法挑战。本文采用静态方法处理多播，即考虑路由算法，而另一种动态观点则侧重于路由协议。

现代路由的复杂性还包括提供传输质量的问题，这被表述为服务质量（QoS）要求。QoS 引入了对传输路径属性的精确描述，以实现不同类型数据的高效传输。特定的流量类型被分配相应的 QoS 类，这些类定义了关于网络路径的多个要求。

多播传输在数学上表现为斯坦纳树问题，一般形式下这是一个 NP 完全问题。引入 QoS 要求后，为数学优化增加了额外的标准，无论是单播还是多播传输，这同样是一个 NP 完全问题。

多标准多播优化的一种类型是多约束最小斯坦纳树（MCMST）问题，其中我们定义了一个单一的最小化标准和一组约束标准。这两个独立的复杂性因素使得 MCMST 优化难以解决。在实际场景中，这个过程通常需要实时执行，因此在大多数情况下会采用启发式方法。更复杂的方法只要能提供高质量的结果，仍然适用于学术研究。找到在较长但合理时间内的更好结果，可以作为可靠算法性能比较的基础。

本文提出了一种基于路径组合的新算法，并将其与一些类似算法进行了模拟比较，展示并讨论了模拟结果。

2. 以往工作

一类 MCMST 算法是将多个单播算法的结果组合成多播结果。这种方法基于单播算法较低的复杂度，在这种情况下复杂度仅增加一个标量因子。以下简要介绍几种采用这种方式的算法：
- 基于预计算的算法 ：
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