支持RSVP的分级组播系统的设计与实现

论文摘要

标准Internet 协议（IP）的网络提供尽力而为的数据传输。这种IP 网络允许客户端主机的结构复杂一些,而网络端的结构可以保持相对的简单,因为Internet 要支持自身的快速发展,所以这样的结构划分是有好处的。当越来越多的主机联在一起的时候,网络服务质量QoS（Quality of Service）的需求最终会超过网络的能力,由此产生网络性能的逐渐恶化,进而造成传输迟延的变化（抖动）,甚至引起分组丢失,这给一些有实时要求的应用（例如传送多媒体信息）及大多数双向通信（如IP 电话）带来了问题。为了提供能够满足要求的服务,必须补充制订有关服务数量、或服务质量水平的规定。规定中需要在网络方面增加一些协议,来区分具有严格定时要求的业务和能够容忍迟延、抖动和分组丢失的业务。这就是服务质量（QoS）协议要做的事情。本文研究了IETF 组织于1997 年提出的资源预定协议RSVP（Resource Reservation Protocol）,在分析其工作原理及工作机制的基础上,重点分析了其在Linux 下的实现,对RSVP 的实际部署具有重要意义。除了QoS 的需求,Internet 发展的另一重要方面同样不容忽视,即Internet 正不断整合各种不同的子网和终端系统,这种情况下,网络的异质性问题尤其突出。如何在异质网络环境下提供可扩展性强、效率高的多媒体通信机制给我们带来了新的挑战。鉴于此,本文创新性的提出用IP 组播来支持这种异质性,保证同一个组播组内的不同用户得到不同的图像重建质量,这种质量与其终端能力直接相关。本文设计并提出了异质网络环境下的QoS-Filter 机制,它采用扩展的RSVP 作为信令,能根据异质终端的需求,主动对多媒体视频流进行整形,剔除一些终端不重要或者不需要的信息（比如颜色信息）,达到有效节省资源（包括带宽和终端处理资源）的目的。为了验证QoS-Filter 的有效性,本文在以太网环境下集成了分级组播系统,并作了循序渐进的实验测试,其结论也为QoS-Filter 的可行性提供了可靠依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题的来源
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 研究的内容
• 1.4 本文的组织结构
• 2 IP 网络中的组播
• 2.1 IP 组播的概念
• 2.2 组播协议
• 3 网络服务质量QoS
• 3.1 概述
• 3.2 集成服务模型
• 3.3 区分服务模型
• 3.4 小结
• 4 资源预留协议RSVP 及QoS 需求支持
• 4.1 概述
• 4.2 RSVP 信令格式
• 4.3 RSVP 的工作原理
• 4.4 RSVP 的特点
• 4.5 基于OPNET 的RSVP 机制有效性验证
• 5 Linux 下RSVP 及QoS-Filter 的实现
• 5.1 RSVP 的实现
• 5.2 QoS-Filter 的实现
• 5.3 RSVP 与QoS-Filter 的通信及接口定义
• 6 分级组播系统的实现与测试
• 6.1 系统拓扑及其功能需求
• 6.2 系统设计方案
• 6.3 系统软件模块
• 6.4 系统性能测试
• 6.5 结论
• 7 总结与展望
• 7.1 总结
• 7.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录1 攻读硕士学位期间发表的论文目录
• 附录2 攻读硕士学位期间完成的科研项目