基于应用层组播的可靠组通信研究

论文摘要

近年来,随着可靠组通信的业务需求在Internet上日益广泛,组播作为组通信最有效的技术手段,其可靠性研究成为当前热点。而传统的IP组播技术至今仍无法在Internet中广泛使用,各种IP可靠组播协议也存在许多难以解决的问题,导致了基于IP组播的可靠组通信技术目前无法满足日益发展的业务需求。应用层组播以其灵活性和部署简单的特点成为IP组播的替代方案,在可靠性方面克服了IP可靠组播的一些难题,成为实现可靠组通信的一种新途径。但是目前已有的提供可靠组通信服务的应用层组播协议存在较多不足,尤其是可扩展性和模型的可靠性问题。本文提出了一种可扩展的可靠应用层组播模型,该模型采用网树混合的覆盖网拓扑结构,降低了传统的单一树模型拓扑在可靠性方面的不足,覆盖网的构建融合了网优先协议与树优先协议的特点,具有良好的可扩展性和可靠性,适合于大规模高可靠、非实时组通信业务的需求。主要工作如下:1、介绍了IP可靠组播与应用层组播两种组通信技术,对目前一些典型的可靠应用层组播方案进行了深入分析,明确了本文的研究目标和拟解决的问题。2、结合应用层组播中网优先协议和树优先协议的特点,提出了一种核心网与附加树混合的应用层组播模型M-THOM,并且针对模型的特点,设计了保证组播可靠性的相应机制,主要包括覆盖网的构建与维护机制、覆盖网的弹性恢复机制和数据可靠传输机制。3、重点研究了新模型M-THOM中的数据可靠传输机制,借鉴IP可靠组播的关键技术,设计了一种分布式的差错控制算法,该算法在差错恢复方面不同于以往自上而下的纵向恢复模式,采取了横向邻居间的恢复模式,在高动态网络中提高了差错恢复的效率。同时采用了Overlay MCC拥塞控制方法,并对其加以改进从而提高了组播的吞吐量。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景和意义
• 1.2 研究现状和存在的问题
• 1.3 研究目标和研究内容
• 1.4 论文结构安排
• 第二章 IP可靠组播与应用层组播技术
• 2.1 IP可靠组播
• 2.1.1 IP可靠组播协议的分类
• 2.1.2 IP可靠组播的关键技术
• 2.1.3 IP可靠组播研究的局限性
• 2.2 应用层组播概述
• 2.2.1 应用层组播的基本思想和评价标准
• 2.2.2 典型的应用层组播协议及关键问题
• 2.2.3 现有的可靠应用层组播协议分类
• 2.2.4 可靠应用层组播优势和面临的挑战
• 2.3 本章小结
• 第三章 可扩展的可靠应用层组播模型 M-THOM
• 3.1 问题的提出
• 3.2 M-THOM基本思想
• 3.3 M-THOM模型结构
• 3.4 覆盖网的构建与维护
• 3.4.1 节点加入/退出
• 3.4.2 核心网规模的维护
• 3.4.3 覆盖网的动态优化
• 3.5 覆盖网的弹性恢复
• 3.5.1 节点失效的探测
• 3.5.2 覆盖网的重构
• 3.6 数据的可靠传输
• 3.7 本章小结
• 第四章 M-THOM中的数据可靠传输机制
• 4.1 逐段的TCP连接
• 4.2 分布式差错控制
• 4.2.1 数据命名
• 4.2.2 差错恢复算法设计原则
• 4.2.3 恢复节点的选择
• 4.2.4 差错恢复算法
• 4.3 多速率拥塞控制
• 4.3.1 Overlay MCC方法概述
• 4.3.2 对Overlay MCC方法的改进
• 4.4 性能分析
• 4.4.1 与 ALMI中差错恢复算法的比较
• 4.4.2 Overlay MCC改进后的分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 仿真实验及结果分析
• 5.1 实验环境
• 5.1.1 网络拓扑的生成
• 5.1.2 节点的带宽分布
• 5.2 实验设计和结果分析
• 5.2.1 M-THOM模型的性能仿真分析
• 5.2.2 差错恢复算法仿真分析
• 5.2.3 拥塞控制方法仿真分析
• 5.3 本章小结
• 第六章 结束语
• 6.1 论文的总结
• 6.2 下一步工作展望
• 参考文献
• 作者简历 攻读硕士学位期间完成的主要工作
• 致谢