移动因特网中群组成员管理协议的研究

论文摘要

因特网技术和无线技术结合形成了移动因特网计算。随着各种各样有线因特网和不同种类无线接入网络的逐渐结合,越来越多的服务将在不久的将来应用到移动因特网环境中。最近几年,基于群组的应用、协议和算法已经获得了普及。本文通过对有线因特网和移动因特网的网络环境中群组成员管理模式的深入研究,提出和设计了基于层次环模型的成员信息传播算法和拓扑结构维护算法。 该群组成员管理协议以并行与分布式方式运行,层次结构中每个代理维护与其可能的邻居相关的局部消息,包括领导结点、前一个结点、后一个结点、父结点和孩子结点。在每个逻辑环中,通过运行one-round令牌传递算法,每个代理独立地收集、生成并传播成员关系改变/成员更新消息。在整个层次环结构中,每个代理沿着层次结构独立地、周期性地传播成员关系信息。最终成员关系改变/成员更新信息通过成员信息传播算法传送到顶层逻辑环的领导结点。顶层逻辑环的领导结点记录全局的群组成员信息。在成员关系信息传播以及修复代理错误和网络错误的同时,层次环模型的拓扑结构可能随之发生变化。为此本文提出了重构层次环模型的拓扑结构维护算法。拓扑结构算法不但能处理成员改变引起的代理加入、退出层次结构,而且在利用错误检测机制的基础上能及时排除因结点出错或者网络出错引起的错误,从而恢复层次环结构。通过大量的理论分析和模拟实验证明,当群组规模变大以及群组成员分布区域变大时,该协议的扩展性很好;另外,该协议具有很强的容错能力。 移动因特网的研究是有线因特网与无线通信技术结合的一个重要研究方向。目前大多数群组成员管理协议针对有线网络环境,未能充分考虑移动因特网特性,如主机移动性。本文设计的群组成员管理协议特别考虑到移动因特网的特性,对于相关研究具有一定的借鉴意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 移动因特网的相关背景
• 1.2 群组通信系统
• 1.3 群组成员管理研究现状与分析
• 1.4 课题的研究内容
• 1.5 论文的组织
• 第二章 移动因特网中群组成员管理问题的研究
• 2.1 移动因特网中群组成员管理协议面临的问题
• 2.2 群组成员管理的分类
• 2.3 基于不同网络环境的群组成员管理
• 2.3.1 基于有线因特网的群组成员管理
• 2.3.2 基于移动因特网的群组成员管理
• 2.4 基于网络协议层次的群组成员管理
• 2.4.1 基于网络层的群组成员管理
• 2.4.2 基于应用层的群组成员管理
• 2.5 基于视图特征的分类
• 2.5.1 确定性群组成员管理
• 2.5.2 概率意义上的群组成员管理
• 2.6 移动因特网中群组成员管理的基本要求
• 2.7 本章小结
• 第三章 移动因特网中的群组成员管理模型
• 3.1 系统模型
• 3.2 相关机制
• 3.2.1 移动性检测机制
• 3.2.2 预留机制
• 3.2.3 延迟离开机制
• 3.2.4 错误检测机制
• 3.3 相关概念的定义
• 3.3.1 局部群组
• 3.3.2 邻居检测
• 3.3.3 MH、代理、令牌的数据结构
• 3.4 本章小结
• 第四章 基于层次环模型的群组成员管理协议
• 4.1 基本的组播传送协议
• 4.2 基于局部组的成员信息传播协议
• 4.2.1 One-round令牌传递算法
• 4.2.2 成员信息传播算法
• 4.2.3 成员信息传播协议的性能分析
• 4.3 基于邻居检测的拓扑结构维护协议
• 4.3.1 进一步说明邻居检测概念
• 4.3.2 Neighbor-Repair算法
• 4.3.3 Partition-Repair算法
• 4.3.4 拓扑结构维护协议的性能分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 群组成员管理协议的性能分析与评价
• 5.1 层次环结构的可扩展性和可靠性的分析
• 5.1.1 可扩展性的比较分析
• 5.1.2 可靠性的比较分析
• 5.2 性能评价
• 5.2.1 模拟工具
• 5.2.2 模拟方案
• 5.2.3 模拟结果
• 5.3 本章小结
• 第六章 结束语
• 6.1 工作总结
• 6.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间主要的研究成果