基于综合策略的启发式应用层组播设计与应用

论文摘要

近年来发展起来的应用层组播继承了传统IP组播的一些特点，但是由于作用位置由路由器转移到了终端主机上，通过在网络层采用IP单播实现数据传输，从而取消了对组播路由器的依赖，有效地避开了阻碍IP组播发展的致命弱点，已经开始被广泛应用。本文首先对于当前主要的一些应用层组播协议进行了介绍，并对于这些组播的性能进行了比较和分析，然后讨论了应用层组播路由的两种常见问题，以及两种贪婪启发式算法和协议设计原则。在总结了现有的应用层组播系统特点的基础上，提出了一种适用于多个发送端的组播通信，并且可以同时维护多个成员数量不大的组播组的应用层组播协议——CALM。该协议采用集中式策略，通过组播会话成员之间相互监视，有效地减小控制负荷。对于过分依赖控制点的问题，通过引入冗余控制点的办法，提高了系统的稳定性和容错性。对于延时和带宽平衡，我们通过一个启发式进行综合的考虑。通过实验仿真表明，CALM组播树在效率上比较接近于IP组播树。最后我们讨论了关于CALM的应用，对于多发送端音频会议，在使用了音频合并技术以后，应用程序可以有效地减少节点之间传输的数据量，从而减少组播生成树节点之间的带宽消耗。本文提出的应用层组播协议，结合了当前主要的一些应用层组播的特点，是一种部署快速、配置简单、易于访问控制的解决方案，并且已经在应用方面做出了一些尝试。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 应用层组播技术概述
• 1.1.1 应用层组播的产生与发展
• 1.1.2 数据传输模型
• 1.1.3 技术特征
• 1.1.4 应用层组播和 IP 组播的比较
• 1.2 相关研究进展
• 1.2.1 集中式算法
• 1.2.2 分布式算法
• 1.3 亟待解决的问题
• 1.4 全文结构
• 第二章 应用层组播算法与设计原则
• 2.1 应用层组播路由算法
• 2.1.1 问题定义
• 2.1.2 路由算法分析
• 2.1.3 组播树比较
• 2.2 协议设计原则
• 2.2.1 覆盖效率
• 2.2.2 组管理
• 2.2.3 路由效率
• 2.2.4 可伸缩性
• 2.3 小结
• 第三章 基于综合策略的启发式组播协议
• 3.1 基本思想
• 3.2 协议概述
• 3.3 CALM 协议的控制机制
• 3.4 成员操作
• 3.4.1 加入组
• 3.4.2 离开组
• 3.5 组播树的生成与更新
• 3.5.1 相邻成员监测图
• 3.5.2 组播树及其稳定性
• 3.5.3 组播树的优化
• 3.6 系统的应用实现
• 3.6.1 End-To-End 的数据可靠性
• 3.6.2 数据命名
• 3.6.3 其他的一些组件
• 3.7 实验研究
• 3.7.1 实验设计
• 3.7.2 实验结果
• 3.8 小结
• 第四章 应用层组播应用初探
• 4.1 基于音频流合并的多发送端音频会议
• 4.1.1 音频合并
• 4.1.2 音频采样时间轴
• 4.2 系统实现方式
• 4.3 可行性分析
• 4.4 小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 工作总结
• 5.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间主要的研究成果