MPLS环境下的组播路由研究与实现

论文摘要

伴随着Internet网络的普及和规模的不断扩大，一些新的基于网络的应用如IP电话、视频会议、分布式交互系统及多媒体远程教育等已大量出现并广泛使用。这些应用对带宽和服务质量均提出了更高的要求。IP组播技术能很好地解决网络带宽消耗的问题，因为它允许一个发送者可以一次发送数据到多个接收者，有效地降低网络负担，实现网络上高效的数据传输。但它本身还存在可扩展性差和QoS方面的问题。多协议标记交换MPLS技术，作为网络层路由机制与链路层标记交换机制的结合，能够为QoS提供保障。因此，组播和MPLS可以看作两种互补的技术。本文首先在详细分析了组播和MPLS技术的基础上，提出了将组播技术融入到MPLS技术以更好满足当前网络应用的要求。其次，本文选用PIM-SM作为组播路由协议来进行MPLS环境下的组播路由分析，深入分析了IP组播树的建立、MPLS标记交换的工作过程、PIM-SM路由协议的工作原理，重点讨论了MPLS组播树的生成过程。针对源端基准树模型要实现的两种映射，分别通过添加新的信息表和分支结点处的多次填充来完成。针对共享树模型，我们提出了一种MRP分水岭算法来生成组播共享树的LSPs。最后，以一个具体的MPLS PIM-SM源端基准树实例为模型，在NS-2中对MPLS环境下的组播路由进行了仿真，证明了提出方案的切实可行性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及课题提出
• 1.2 国内外研究概况
• 1.2.1 IP组播技术的研究现状
• 1.2.2 MPLS技术的研究现状
• 1.2.3 MPLS组播的研究现状
• 1.3 本文研究的内容及意义
• 1.4 论文结构安排
• 第二章 IP组播技术
• 2.1 组播和传统单播及广播的比较
• 2.2 组播的工作原理及特点
• 2.3 组播地址分配
• 2.4 组播组管理协议IGMP
• 2.5 组播分布树
• 2.5.1 源端基准树（Source-specific tree）
• 2.5.2 共享树（Shared tree）
• 2.6 组播路由协议
• 2.7 组播发展存在的问题
• 第三章 MPLS技术
• 3.1 MPLS与传统IP的比较
• 3.2 MPLS体系结构
• 3.2.1 MPLS涉及的术语定义
• 3.2.2 MPLS标记的封装
• 3.2.3 MPLS标记的绑定
• 3.3 MPLS标记的分配及分发过程
• 3.3.1 MPLS标记的分配
• 3.3.2 MPLS标记的分发过程
• 3.4 MPLS标记交换的工作过程
• 3.5 MPLS的应用
• 第四章 MPLS环境下组播路由研究
• 4.1 MPLS环境下组播的基本问题分析
• 4.2 MPLS环境下组播的关键技术分析
• 4.2.1 与MPLS相关的IP组播路由协议影响
• 4.2.2 组播的LSP触发方式
• 4.2.3 组播信令协议
• 4.3 PIM-SM协议
• 4.3.1 PIM-SM Hello消息
• 4.3.2 组播成员的加入和离开
• 4.3.2.1 组播成员的加入
• 4.3.2.2 组播成员的离开
• 4.3.3 源端的注册
• 4.3.3.1 源端注册消息
• 4.3.3.2 源端注册停止消息
• 4.3.4 共享树到SPT树的转换
• 4.4 MPLS组播树的生成
• 4.5 MPLS环境下实现PIM-SM源端基准树
• 4.5.1 组成员的加入
• 4.5.2 组成员的退出
• 4.5.3 组播数据的转发
• 4.5.4 网络信息管理系统NIMS
• 4.6 MPLS环境下实现PIM-SM共享树
• 4.6.1 组播共享树LSP的生成问题
• 4.6.2 组播共享树LSP的生成算法
• 第五章 MPLS环境下组播路由实现方案
• 5.1 NS-2及其原理概述
• 5.2 NS-2进行网络模拟的方法和一般过程
• 5.3 基于NS-2的MPLS仿真器
• 5.3.1 模块扩展
• 5.3.2 MPLS结点要维护的信息表
• 5.3.3 MPLS结点的运行过程
• 5.4 MNS的组播扩展
• 5.5 MPLS环境下组播数据的转发
• 第六章 MPLS环境下组播仿真实验及结果分析
• 6.1 仿真实验
• 6.2 仿真分析
• 第七章 结束语
• 参考文献
• 在校期间的研究成果及发表的学术论文
• 致谢