论文摘要
随着铁路跨越式的改革与发展和铁路的第六次提速的顺利进行，电铁SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition，数据采集与监视控制)系统正朝着大系统和网络化控制方向发展。这种新型的SCADA分布式系统对其网络通讯的实时性、可靠性与安全性提出了更高的要求。当前，随着一点对多点及多点对多点分发应用的广泛使用，组播正受到愈来愈多的关注和使用。但由于IP组播只提供尽力型服务，不保证组播数据报文的可靠传输，研究高效的可靠组播机制，提高IP组播应用的可靠性成为组播协议研究中的重要方向。由于不同的应用对可靠性的要求差异很大，对可靠组播协议的研究目前还处在完全开放的研究阶段，还没有迹象显示其中哪种协议是可以成为适应任何网络环境应用的通用协议。并且，目前公开发表的可靠组播协议大都着重于组播的可靠性传输，而对组播通信的实时性考虑较少；因此也不能完全满足电铁分布式监控系统网络通讯的实时性要求。本文通过分析电铁实时监控系统的结构及其网络通讯的特点，提出在电铁实时监控系统中使用组播的通讯方式。通过分析可靠传输的重要性，比较总结了众多经典可靠组播协议的特点及其差错控制机制，得出适应不同网络和应用的可靠组播差错控制的方法。本文结合电铁实时监控系统组播通信的特点，根据现有的可靠组播协议设计出基于实时性的可靠组播协RTBRMP以保证监控中心内采用组播通信时数据传输的实时性和可靠性。文中阐述了RTBRMP在语义和语法方面的特点，分析了RTBRMP所使用的差错控制机制，描述了RTBRMP的状态变化，并给出了RTBRMP的算法流程图。最后在NS2仿真平台上构建简化的、与电铁实时监控系统相类似的模拟网络环境，并对RTBRMP及其它两个具有代表性的可靠组播协议SRM，TMTP针对可靠组播协议的性能指标进行分析比较，再通过模拟仿真结果得出其在应用方面的优势。
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摘要Abstract第1章 绪论1.1 立题背景1.2 国内外研究现状1.2.1 电铁SCADA系统现状1.2.2 电铁实时监控系统网络通讯的可靠性研究现状1.2.3 IP组播的研究现状1.3 论文结构第2章 IP组播2.1 组播的概述2.2 组播地址2.3 IP组播协议栈2.4 互联网组管理协议（IGMP）2.4.1 IGMPv12.4.2 IGMPv22.4.3 IGMPv32.5 IP组播路由协议2.5.1 域内组播路由协议2.5.2 域间组播解决方案2.6 实现 IP组播的前提条件2.7 IP组播中存在的问题2.7.1 IP组播的安全性2.7.2 IP组播的可靠性2.8 IP组播研究的热点2.9 IP组播的应用第3章 可靠组播3.1 可靠传输的重要性3.2 可靠组播的概念3.2.1 可靠组播要解决的问题及策略3.2.2 基本的差错控制机制3.2.3 组播差错控制的内涵3.3 经典可靠组播协议分析与比较3.3.1 经典可靠组播协议介绍3.3.2 可靠组播协议中的差错控制机制第4章 应用在电铁实时监控系统中的可靠组播协议设计4.1 电铁实时监控系统介绍4.1.1 微机监控系统的基本结构4.1.2 监控主站功能及组成原理4.1.3 电铁分布式网络化控制的监控系统特点4.2 可靠组播协议的设计4.2.1 分布式网络化控制的监控系统组播通信的特点4.2.2 RTBRMP的差错控制机制4.2.3 RTBRMP中的数据报文格式4.2.4 RTBRMP协议特点4.2.5 RTBRMP中的状态变化4.2.6 RTBRMP协议算法流程图4.3 小结第5章 可靠组播协议性能分析与比较5.1 网络仿真工具 NS-2介绍5.2 NS软件包及 NS-2的基本结构5.3 NS-2原理5.3.1 离散事件模拟器5.3.2 NS-2的构件库5.3.3 分裂对象模型5.4 NS-2的功能与特点5.5 在 NS-2中添加新协议的方法5.6 组播协议在 NS-2中的内部实现机制5.7 仿真环境5.7.1 软件和硬件环境5.7.2 报文流数据源配置5.7.3 组播路由协议的选择5.7.4 网络拓扑及主要参数5.7.5 模拟的运行过程5.8 模拟中的数据类型分析5.9 各协议仿真结果及其分析比较5.9.1 模拟比较的对象5.9.2 模拟结果及其分析比较5.9.3 小结结论致谢参考文献攻读硕士学位期间发表的论文
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