自组织多媒体覆盖网络研究

摘要

覆盖网络是重叠在现有网络上的虚拟网络，由分布在Internet上的一些覆盖节点和它们之间的逻辑链路组成。它实现方便，不需要大规模改变现有网络架构就可以提供更高的服务质量。Spines是源代码开放的通用覆盖网络，采用逐跳传输协议和实时恢复协议能够很好的改善实时传输的时延、抖动和丢包率等特性，支持对QoS有较高要求的实时多媒体业务，可以用于进行网络协议的开发和测试，提供用户需要的应用服务，但其动态性较差。而P2P覆盖网络的DHT技术具有动态的自组织功能。 因此，本文主要研究如何将Spines与P2P网络DHT技术相结合，构建基于Spines覆盖网络的既具有Spines网络逐跳传输，实时恢复优点，并具有动态性自组织功能的新型多媒体覆盖网络SMON（Self—organization Multimedia Overlay—Network）。本文首先分析了Spines覆盖网络的软件架构、主要协议及其优缺点，DHT技术的主要内容及其优缺点，并在此基础上分析了Spines网络与DHT技术结合的可行性。然后对SMON网络的设计思路及具体设计方案进行了阐述：通过加入DHT技术提高网络的动态性，加入动态冗余副本管理机制DRM（（Dynamic Redundant Management）、改进的漫步机制ERW（Enhanced Random Walks）增加SMON覆盖网络的健壮性和可扩展性，描述了SMON覆盖网络工作的具体过程。最后通过NS2仿真工具搭建SMON网络仿真平台，并将SMON网络与Spines网络在动态性、资源服务效率与负载平衡进行仿真分析。经理论分析及仿真结果说明该结构能够适应动态变化的网络拓扑，可以随着节点的加入离开进行路由更新，与原Spines网络相比产生的开销不是很大，具有较好的自组织性能。

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致谢

1绪论

1.1课题的选题及研究意义

1.2国内外研究现状

1.2.1覆盖网络研究现状

1.2.2 DHT技术研究现状

1.3本文的研究内容及组织结构

2 Spines覆盖网络及DHT技术

2.1覆盖网络

2.1.1覆盖网络基本情况

2.1.2覆盖网络需求分析

2.1.3覆盖网络需求总结

2.2 Spines覆盖网络

2.2.1 Spines的软件架构

2.2.2 Spines的主要协议及实现的功能

2.3 Spines在NS2上仿真平台的建立

2.3.1 NS简介

2.3.2 Spines仿真平台的建立

2.4 Spines的性能分析

2.4.1 Spines的主要优点

2.4.2 Spines的主要不足

2.5分布式哈希表DHT

2.5.1哈希表

2.5.2分布式哈希表(DHT)

2.5.3 DHT的重要属性

3 SMON网络设计与实现

3.1 SMON网络设计思路

3.2 DHT设计方案

3.2.1节点加入

3.2.2节点离开和失效处理

3.2.3邻居节点集

3.2.4路由更新机制

3.3动态冗余设计方案

3.3.1冗余设计的基本情况

3.3.2动态冗余设计的基本原理

3.3.3动态冗余设计的模型表示

3.4漫步机制设计方案

3.4.1漫步算法基本情况

3.4.2改进的漫步算法

3.5 SMON工作过程

3.5.1 DHT基本工作过程

3.5.2动态冗余的工作过程

3.5.3漫步机制的工作过程

4 SMON网络仿真分析

4.1 SMON仿真实现

4.2仿真与性能分析

4.2.1实验目的和方法

4.2.2实验结果和分析

5总结与展望

5.1总结

5.2展望

参考文献