基于PIM-SM的组播路由协议研究

摘要

在组播路由协议中，PIM-SM协议以其协议无关性、组成员显示加入的特性以及共享树（RPT）向最短路径树（SPT）切换等机制，成为了目前应用最为广泛的域内组播路由协议。但是随着网络技术的不断发展，PIM-SM协议机制上存在的一些不足之处也逐渐显现出来，如PIM-SM协议中的组播源注册机制，由于机制本身过于复杂从而导致注册消息数量在PIM-SM协议所有类型的消息中是最多的，而且封装以及解封装注册消息的工作给整个网络以及汇聚点RP都造成了极大的负担。此外由于PIM-SM协议缺乏源发现机制，因此不能直接支持跨域组播，而且其跨域组播方案也存在着依赖基础设施、配置管理复杂等缺点。针对以上存在的问题，本文在深入研究PIM-SM协议的基础上做了如下三个方面的工作。
　　首先，本文对PIM-SM的共享树（RPT）向最短路径树（SPT）切换机制进行了深入研究，并利用仿真软件NS2对其进行仿真试验，通过对试验数据的分析验证了RPT向SPT切换机制在提高网络性能、减轻RP负载方面具有的优良特性，为之后的跨域方案引入此机制打下基础。其次，在深入分析和研究PIM-SM组播源注册机制的基础上，分析了注册消息数量巨大的原因，提出通过修改Join消息格式以及增加计时器的方法来简化源注册的过程。仿真实验表明，此优化方法能在保证不丢包的前提下有效的优化PIM-SM源注册机制。最后，在评价了PIM-SM现有跨域多源组播方案的基础上，提出了一种直接支持跨域的任意源组播方案VC-ID-ASM，并对其组地址的选取、组播分发树的建立、相关消息的扩展、共享树向源树切换、数据包转发等方面都做了详细的阐述。通过与PIM-SM各项性能的对比,表明VC-ID-ASM方案简单可行、易于实现，并且摆脱了对汇聚点的依赖，简化了域间源发现机制，具有更好的可扩展性和安全性。

目录

封面

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中文摘要

第1章绪论

研究的背景与意义

研究的主要内容

论文组织结构

第2章IP组播协议和NS2技术概述

IP组播相关协议

组成员管理协议

组播路由协议

NS2技术

本章小结

第3章PIM-SM协议机制研究与仿真

PIM-SM协议消息

PIM-SM协议机制

PIM-SM协议切换机制研究与仿真

仿真环境构建

主要仿真程序

仿真及结果分析

本章小结

第4章PIM-SM协议组播源注册机制优化与实现

组播源注册机制分析

组播源注册机制

组播源注册机制存在的问题分析

组播源注册机制的优化思想

优化思想描述

优化后组播源注册过程

优化思想的实现

Ready消息格式

增加LRT计时器

RP处的数据包转发

DR处的状态转换

仿真实验及结果分析

仿真环境构建

仿真及结果分析

本章小结

第5章基于PIM-SM协议的跨域任意源组播方案设计

PIM-SM协议跨域技术分析

PIM-SM协议跨域技术

PIM-SM协议跨域技术的优点与不足

基于虚拟频道的跨域任意源组播方案设计思想

SSM跨域技术

VC-ID-ASM方案基本思想

VC-ID-ASM方案的设计

VC-ID-ASM的多源组播通信过程及选用组地址的考虑

VC-ID-ASM的初始混合共享树的建立

VC-ID-ASM共享树向源树的切换

VC-ID-ASM组播数据包转发

比较与仿真分析

VC-ID-ASM与PIM-SM的比较

仿真结果分析

本章小结

第6章总结与展望

总结

展望

致谢

参考文献

附录攻读硕士学位期间发表的论文