基于IPv6和资源预留的视频通信研究

论文摘要

随着互联网在国内的广泛普及与发展,网络用户不断增加,原有的IP地址资源显得越来越稀少,无法满足今后网络继续发展的需要,因此,下一代互联网(基于IPv6)的研究和产业化被提上日程。同时,随着流媒体技术的应用越来越普及,压缩编码的音视频数据流必将成为下一代互联网数据传输的主体,与传统的数据应用相比,网络需为其提供带宽和延迟等服务质量(QoS)的保证。IPv6加强了对组播的支持,基于组播方式的视频传输由于其可以大量节省网络带宽将成为下一代互联网主要的组播应用。因此,研究基于IPv6网络环境如何保证视频组播通信的QoS具有积极的科学理论意义和现实的社会应用价值。论文在分析视频通信的研究背景,IPv6和视频通信的国内外研究现状后,主要针对IPv6视频组播通信中如何在有效利用网络资源的同时,保证用户不同的QoS需求进行深入研究。本文的主要研究内容和创造性成果如下:①通过对目前的资源预留协议(RSVP)的分析,结合IPv6提出了一种适合接收方不同QoS请求的资源预留协议(MRSVP)。该协议相对RSVP协议的主要改进之处在于:一方面解决了RSVP协议与QoS组播路由结合时实际是面向发送方来预留资源,而不能根据接收方各自的QoS请求预留相应资源;另外通过动态寻找满足QoS请求的可行路径代替原路径的方法可以尽量满足较多的接收者的QoS请求,以充分利用网络资源。②在MRSVP中引入了分级过滤的机制。由于RSVP协议在网络拥塞的情况下采用的随机丢包的策略在视频分级编码中可能会丢弃某些相对重要的视频数据,而该机制在相同的情况下,各节点可以根据资源预留情况对不同层级的视频数据分级过滤即是低优先级的数据包优先丢弃,从而保证接收方尽量得到较好的服务质量。最后本文在理论研究的基础上设计了模拟实验,通过模拟实验说明了提出的MRSVP不仅能有效利用网络资源,而且在网络拥塞的情况下可以较好的保证视频通信的QoS。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 IPv6 的发展状况
• 1.2.2 视频通信的研究现状
• 1.3 本文的研究内容与组织结构
• 1.3.1 研究目的与内容
• 1.3.2 本文组织结构
• 2 IPV6 协议介绍
• 2.1 IPV6 发展的必然性
• 2.2 IPV6 协议的特点
• 2.2.1 扩展地址
• 2.2.2 简化头格式
• 2.2.3 对扩展和选项支持的改进
• 2.2.4 流标记
• 2.2.5 身份验证和保密
• 2.2.6 加强了对组播的支持
• 2.3 IPV6 数据报
• 2.3.1 IPv6 数据报的一般形式
• 2.3.2 IPv6 的基本报头
• 2.3.3 IPv6 的扩展报头
• 2.3.4 逐跳选项扩展头
• 2.3.5 IPv4 和IPv6 的报头区别
• 2.4 IPV6 组播分析
• 2.4.1 组播技术的产生和特点
• 2.4.2 组播协议
• 2.5 本章小结
• 3 RSVP 的研究与分析
• 3.1 服务质量（QOS）概述
• 3.1.1 集成服务
• 3.1.2 区分服务
• 3.1.3 QoS 参数
• 3.2 资源预留协议
• 3.2.1 RSVP 简介
• 3.2.2 RSVP 消息
• 3.2.3 RSVP 的操作过程
• 3.2.4 预留风格以及预留请求的合并
• 3.3 RSVP 在IPV6 中的可行性分析
• 3.4 RSVP 存在的问题
• 3.5 本章小结
• 4 适合接收方不同QOS 请求的资源预留协议
• 4.1 问题的提出
• 4.1.1 RSVP 与最短路径组播路由协议相结合
• 4.1.2 RSVP 与基于QoS 的组播路由协议结合
• 4.2 协议基本框架
• 4.2.1 资源预留的建立
• 4.2.2 资源预留状态的刷新
• 4.2.3 预留状态的删除
• 4.3 树的生成过程
• 4.3.1 树的初始化
• 4.3.2 树的缩减
• 4.3.3 树的整形
• 4.3.4 开环控制
• 4.4 实验结果与分析
• 4.5 本章小结
• 5 基于MRSVP 在IPV6 环境下的视频通信
• 5.1 分级视频编码的应用
• 5.2 发送方的操作
• 5.3 接收方的操作
• 5.4 区分对待不同等级的数据包
• 5.5 实验结果与分析
• 5.6 本章小结
• 6 总结与展望
• 6.1 本文的主要工作
• 6.2 进一步的研究方向
• 致谢
• 参考文献
• 附录