选播是IPv6所定义的未来网络的三种通信方式之一,可以在航空制造业并行工程以及许多网络技术的研究中发挥重要作用。选播研究的根本问题就是设计高效安全的选播路由,使其按照定义完成相同地址多个主机最优路径的确定。路由协议的实现是选播路由研究的前提和基础,但它必须与QoS、路由查找、组管理等关键技术结合才能满足各种应用对选播路由的要求。本文的主要研究内容如下:(1)根据选播地址数量不多、使用频率高、多主机的特点,提出了两种选播路由算法。第一种算法基于扩张方法,路由器根据选播服务器发送的Expand报文和网络的各项性能综合度量,计算它应该加入的组成员分区。第二种算法基于改进蚁群算法,路由器根据路径上的信息素、食物的气味以及链路的可见度等综合生成概率表,作为后继数据包路径选择的依据。运用NS-2对两种算法进行的仿真表明,在网络负载较轻的情况下,第一种算法平均传输时延最小;在网络负载较大的情况下,第二种算法平均传输时延最小,并且可以实现链路的负载均衡,增加网络的容量,提高服务的可扩展性。(2)对交错服务进行了深入研究,提出了区分服务网络上应用层QoS选播流路由优化系统的构架与实现方法。设计了一种优化服务器,并将优化方案分为信息收集、路径最优计算和数据流调整三种机制。这种方法可以减少交错服务所造成的网络资源浪费,在调整周期等于选播流平均传输时间时获得最佳优化效果。(3)提出了基于遗传算法和混合策略的两种QoS选播流路由优化算法。在构建路由优化问题模型的基础上,得出了以路径总和最少、服务器负载均衡、链路流量均衡、路径调整最少为目标实现选播流路由优化的过程。两种算法能够在满足QoS约束的前提下实现单目标优化或者多目标组合优化,其中基于混合策略的求解算法比基于遗传算法的求解算法具有更强的稳定性和更高的精确度。(4)提出了一种基于LC-Trie的选播路由查找算法。将选播路由表分为地址表和权重表两部分,共同完成路由查找与权重更新。本算法可以缩小路由的平均查找长度,减少路由表的占用空间,满足选播路由查找的各项要求。(5)提出了一种安全的分布式选播组管理方案。组成员的加入、退出等操作首先要经过组其它成员的认证,组成员之间的监测采用分组方式,控制报文采用密文传输。这种方案可以满足选播组管理的时延要求,并且具有很强的安全性、健壮性和可扩展性。