可靠安全的应用层多播协议的设计及实现

摘要

本文分析了IP多播和应用层多播的原理及其优缺点。提出并实现了一个新的应用层多播传输模式——通用多播传输网络GRMS(General Reliable Multicast System)，GRMS是一个建立在IP网络上的层叠网络，其特点是在每一个局部网络区域有一个应用层上的多播传输网络，通过这个网络可以将数据传输到该局部区域中的所有接收者，GRMS中的任何一个节点都可以将数据转发到整个层叠网络的所有节点上。其优点主要是可以适用于不同的网络环境，具有较高的通用性和较高的传输可靠性。 实现GRMS的关键在于如何针对特定的多播应用建立起内容分发树。采用了两阶段建立分发树的策略，第一阶段在底层IP网络的基础上建立一个Mesh层叠网络，第二阶段为特定的多播数据流建立起以源为根的分发树，文中给出了两阶段的详细算法。设计了GRMS的可靠性及安全体系结构，解决了授权、保密性和源认证几方面的问题，实现了一个GRMS基于socket的真实模型，并且介绍了其在一个手术示教系统的应用。 通过实验和应用说明GRMS是一个具有较高的通用性、可靠性和可扩展性的多播网络。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1研究背景

1.2国内外研究现状

1.3研究目的和意义

1.4论文的组织

第二章多播原理介绍

2.1IP多播传输模型

2.2 IP多播机制及路由树的分类

2.3 IP多播路由协议的分析

2.3.1 DVRMP

2.3.2 MOSPF

2.3.3 PIM

2.3.4 CBT

2.4 IP多播路由协议的比较

2.4.1协议的适用性

2.4.2协议的核心思想

2.4.3协议的可扩展性

2.4.4密集模式与稀疏模式的比较

2.5 IP多播的优缺点

2.5.1IP多播技术的优点

2.5.2IP多播技术的缺点

2.6应用层多播的产生

2.7本章小结

第三章应用层多播分析与设计

3.1一些典型的应用层多播系统

3.1.1 End System多播系统

3.1.2 ALMI多播系统

3.1.3 Overcast多播系统

3.1.4 NICE协议

3.1.5 Scattercast多播网络结构

3.2应用层多播系统的技术特点

3.3 GRMS的设计思想

3.4本章小结

第四章GRMS的总体结构及协议

4.1 GRMS的总体结构

4.2 GRMS协议的基本思想

4.3 GRMS协议的描述

4.3.1建立一个Mesh结构

4.3.2节点离开

4.3.3 Mesh的优化

4.3.4 Mesh的删除

4.3.5单节点的工作流程

4.4本章小结

第五章GRMS的建树算法

5.1数据分发树算法概述

5.1.1距离矢量法

5.1.2链路状态路由算法

5.1.3扩散法

5.2 GRMS建树方法

5.3 GRMS分发树的维护

5.3.1 Mesh中节点加入

5.3.2 Mesh中节点离开

5.3.3 Mesh中加入两个节点之间的连接

5.3.4 Mesh中删除两个节点之间的连接

5.3.5 Mesh中节点失败

5.4本章小结

第六章GRMS的可靠性和安全性

6.1 GRMS协议的可靠性

6.1.1 Mesh分裂检测

6.1.2节点失败的检测

6.1.3节点失败时的数据重传

6.2 GRMS的多播安全体系结构

6.3本章小结

第七章GRMS的实现和应用

7.1衡量多播网络的指标

7.2基于Windows平台的模拟器

7.2.1 GRMS算法的稳定时间

7.2.2 RDP的分布情况

7.3一个GRMS的实现

7.4基于GRMS的实时远程手术示教系统

7.4.1移植前后的代码比较

7.4.2一般的部署条件

7.4.3一次应用实例

7.5本章小结

第八章总结与展望

8.1总结

8.2展望

参考文献

致谢

攻读学位期间主要的研究成果