基于主干网信息、可扩展的混合组播协议的研究

摘要

随着Internet的飞速发展，如何简便、高效地实现一到多的组通信服务成为研究热点。IP组播虽然是组通信中最有效的实现机制，但由于其自身缺陷与网络支持等问题，目前仍不能在广域网中得到有效的大规模部署。作为IP组播的替代方案，基于重叠网的应用层组播解决了此类难题。然而，大多数应用层组播中重叠网都是在成员主机间的测量(如带宽、延迟等)及其计算的基础上来构建，而没有充分利用底层物理网络中的已有拓扑结构。这种大量的探测和计算必然会降低其协议的效率，影响其扩展性。 在以上研究的基础上，本文利用主干网的拓扑结构信息，结合应用层组播和IP组播在端系统上提出了一种具有层次结构的可扩展的混合组播方法—SHM。重点研究了SHM的拓扑管理与维护，提出了SHM协议框架，包括组的创建，域内、域间成员的加入与离开算法，域间拓扑优化算法CDAF，数据传输模式及其拓扑维护。为了评估SHM协议的性能与效率，本文采用OPNET仿真软件，按照其仿真流程分别从网络模型、节点模型和进程模型对SHM进行了建模，并参照CERNET主干网拓扑进行了仿真模拟实验。实验结果表明，CDAF算法能够减少域间链路中包的重复转发次数，降低主干链路上的开销；通过与ESM的实验结果比较，SHM降低了成员的加入延迟与控制开销、能够提供具有更低强度和伸展度的数据转发路径。 本文提出的SHM协议框架虽然目前基于特定的主干网拓扑，但为实现大规模、实时的组通信服务提供了一种新的解决方案，促进了组通信机制的研究与发展。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：插图索引、附表索引

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第1章绪论

1.1研究背景与意义

1.2本文主要工作

1.3论文结构

第2章组通信

2.1引言

2.2网络层组播

2.2.1概述

2.2.2组模型

2.2.3组的加入和退出

2.2.4制约因素

2.3应用层组播

2.3.1概述

2.3.2重叠网(Overlay Networks)

2.3.3拓扑构建

2.3.4优缺点

2.4混合组播

2.5小结

第3章可扩展的混合组播——SHM

3.1引言

3.2 SHM概述

3.3主要组件

3.3.1中央控制点

3.3.2成员主机

3.4拓扑管理协议

3.4.1新组创建

3.4.2新成员加入

3.4.3成员离开

3.4.4数据传输

3.4.5拓扑维护

3.5拓扑优化算法一CDAF

3.6软件架构

3.7小结

第4章实验与分析

4.1引言

4.2 OPNET仿真平台

4.2.1阶层建模

4.2.2离散事件驱动

4.2.3基于包的通信机制

4.3 SHM建模过程

4.3.1建模步骤

4.3.2建立网络模型

4.3.3建立节点模型

4.3.4建立进程模型

4.4仿真场景

4.5实验结果分析

4.5.1节点连接度

4.5.2最大强度

4.5.3平均伸展度

4.5.4控制开销

4.6小结

第5章相关研究工作

5.1引言

5.2 IP组播优先

5.2.1 HIPM

5.2.2 ASRM

5.3应用层组播优先

5.3.1 Yoid

5.3.2 STA-ALM

5.3.3 NICE

5.4小结

结论

参考文献

致谢

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