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随着计算机技术、网络技术的快速发展，用户对Internet通信的性能与质量要求日益提高，对带宽的需求呈直线上升趋势。特别是各种多媒体业务的进一步扩展，网络会议、IP电话、视频点播、远程教育、交互游戏、分布式数据库等新兴通信业务急速增加，导致网络带宽的消耗和网络拥挤日见显著。这类业务有两个共同的特点：一是数据量大，需要消耗大量的网络资源；二是通常采用一对多(或者多对多)的通信方式。IP组播(Multicast)是实现这类通信的最佳通信方式。实现组播通信的关键是组播路由算法的实现，即如何构建一棵简单、有效、健壮的组播路由树。论文从三个方面研究了高性能IP组播路由算法：降低组播生成树代价，从而优化网络资源；降低计算复杂度，减少组播寻址时间；加强算法满足QoS的能力。具体地，包括高性能的SPT组播路由算法设计、时延约束下高性能静态组播路由算法的设计、动态环境下的高性能组播路由算法的设计、移动IP环境下高性能组播路由算法的设计，主要内容如下：1)描述了IP组播路由算法问题以及国内外研究现状和存在的问题，并讨论了设计高性能IP组播路由算法的方法和技术路线。设计了算法仿真测试环境，包括：固定网络拓扑结构环境下算法仿真测试模型、组播成员动态变化的离散事件模型、移动IP环境下仿真模型。2)根据“目的结点驱动”的思想提出了“路径结点驱动”的思想，主要是通过共享路径来降低组播树代价。基于这个思想设计了一个低代价的最短路径树算法LCSPT。从理论上对算法正确性及性能特点进行了分析，并进行了仿真测试。LCSPT算法不但能正确地构造SPT，而且所构造的SPT总体代价与其它同类算法相比得到了最大限度的优化。3)考虑了时延约束环境下的高性能IP组播路由算法问题。基于MPH设计了一个时延约束最小代价组播路由算法DCMPH。该算法中每个端结点通过与目前生成组播树最小代价路径加入组播树；若时延不满足要求，则通过合并最小时延SPT树进而产生一个满足时延约束的最小代价组播树。对该算法正确性和性能特点进行了理论分析，并进行了仿真测试。DCMPH算法生成的组播树在保证时延要求的情况下，与同类算法相比取得了很好的代价性能和较低的计算复杂度。4)基于贪婪思想设计了一个动态组播树生成算法DCDG，用于在动态环境下构造时延约束的低代价组播树。该算法通过结点动态贪婪地选择满足时延约束的最短路径加入组播树来降低代价；若时延不满足要求，则通过合并LCSPT最小时延路径来产生一个满足时延约束的低代价组播树。同时对DCDG从理论上进行了性能分析和正确性证明。仿真实验表明：DCDG算法动态生成的组播树代价较低、性能稳定，而计算复杂度仅为O(n)；在严格的时延约束下会话成功率高。5)研究了移动IP环境下高性能IP组播路由算法问题。分析了MIPv6协议提出的两个基本的移动组播路由方式：RS算法和BT算法，仿真比较了两者的性能。提出了“骨干结点集”的思想，设计了一个基于骨干结点集的移动IP组播路由算法BNSBMR，实现了其分布式版本。从理论上对BNSBMR进行了正确性证明和性能分析；基于仿真环境进行了仿真测试。和同类算法相比，该算法具有较低的代价性能、切换加入时延和组播传输时延。