MLDv2协议的设计、实现和测试

论文摘要

随着网络技术的飞速发展，尤其是近年来多媒体应用的出现，网络带宽急剧消耗。为了更有效地利用带宽，减少网络拥塞和延迟，人们提出了组播这种解决方案。目前组播飞速发展，作为IPv6组播组管理协议的MLD(Multicast ListenerDiscovery)协议也更新到MLDv1和MLDv2两个版本。本文的工作是基于国家“863”高性能IPv6路由器协议栈滚动项目的基础上的进一步扩展，是CNGI 2006年研究开发、产业化及应用试验中“互联网和移动通信融合的业务试验”中的重要部分。本文首先综述了IPv6组播技术产生的背景、优势以及发展的趋势，介绍了组播路由协议和组播组管理协议的研究现状。阐明了IPv6组管理协议MLD在IPv6组播网络必备协议之一，表明研究和实现安全高效的组播组管理协议的重要意义。第二章介绍了组播组管理协议的基础知识，包括用于IPv4的Internet组管理协议IGMP和用于IPv6的Internet组管理协议MLD的各个版本的工作机制及它们的特点和改进。第三章阐述了MLDv2协议如何被用来作为主机和路由器之间基本的通信机制，简述了MLDv1和MLDv2的互操作性。随后，在剖析MLDv2协议的工作原理的基础上，研究了MLDv2的实现机制和流程，分析MLDv2协议模块的主要数据结构，给出了Linux操作系统上MLDv2协议的路由器端和侦听者端的实现方案，并通过搭建试验环境对结果进行验证。最后，在总结论文工作的基础，针对当前IP组播技术存在问题，指出了IPv6组播技术的几个发展方向。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 1 引言
• 1.1 研究背景与意义
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 组播路由协议的研究
• 1.2.2 组播组管理协议的研究
• 1.3 论文主要工作及结构
• 2 IP组播组管理协议基础
• 2.1 IGMP协议
• 2.1.1 IGMPv1协议
• 2.1.2 IGMPv2协议
• 2.1.3 IGMPv3协议
• 2.2 MLD协议
• 2.2.1 MLDv1协议
• 2.2.2 MLDv2协议
• 3 MLDv2协议工作原理
• 3.1 MLDv2协议概述
• 3.2 MLDv2消息类型
• 3.2.1 MLDv2侦听查询消息
• 3.2.2 Version 2组播侦听报告
• 3.3 MLDv2的工作过程
• 3.3.1 建立侦听状态
• 3.3.2 交换各种报文
• 3.3.3 建立侦听状态列表
• 3.4 MLDv2相对MLDv1的改进
• 4 MLDv2协议的设计
• 4.1 总体设计思想
• 4.2 系统内核的支持
• 4.3 路由器端与PIM组播协议的交互
• 4.4 MLDv2协议路由器端用户层设计
• 4.4.1 MLDv2协议路由器端流程图
• 4.4.2 功能模块简述
• 4.5 MLDv2协议侦听者端用户层设计
• 4.5.1 MLDv2协议侦听者端流程图
• 4.5.2 功能模块简述
• 5 MLDv2协议的实现
• 5.1 MLDv2协议路由器端实现
• 5.1.1 用户层实现
• 5.1.2 核心层实现
• 5.2 MLDv2协议侦听者端实现
• 5.2.1 用户层实现
• 5.2.2 用户层和核心层交互的实现
• 5.3 与MLDv1协议的互操作
• 6 MLDv2协议的测试和验证
• 6.1 构建IPv6组播环境
• 6.1.1 硬件
• 6.1.2 软件
• 6.2 测试用例
• 6.2.1 基本报文验证
• 6.2.2 与MLDv1对比验证
• 7 结论
• 7.1 论文总结
• 7.2 下一步工作展望
• 7.2.1 组播网络安全
• 7.2.2 可靠组播
• 7.2.3 MPLS与组播
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集