面向群组通信的多媒体应用研究

论文摘要

Internet由于使用便利、业务丰富、费用低廉等特点,成为当前具有重大意义的通信网络基础设施。“Everything over IP”非常精辟地阐述了未来通信和网络的发展状况。计算机、网络、通信和多媒体等技术的发展与相互融合,使得计算机网络、通信网络和广播电视网络三网合一成为大势所趋。因此基于IP网络的多媒体通信将成为21世纪信息交流的最主要方式。多媒体通信在一次呼叫过程中能同时提供音频、视频、数据、文本等多种信息媒体,其最大的特点是信息数据量巨大,类型丰富,且能提供完备的交互性。基于多播的群组通信能极大的节省通信网络带宽和减小服务器的负担,因此面向群组通信的多媒体应用具有很大的优势,将成为IP网络多媒体通信不可或缺的重要支撑。文章首先介绍了当前群组通信和网络多媒体发展的简单情况,接着介绍分析了IP多媒体网络的架构和多播路由的主要多播路由协议,在分析优缺点的基础上介绍了应用层多播技术。接下来的重点是安全有效群组通信密钥管理方案研究,在介绍分析当前密钥管理方案特点的基础上提出一种改进的密钥管理方案,能适应多对多通信且拥有很严格的成员认证,通信负担也很低。最后是对全文的总结和对未来研究的进一步展望。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 群组通信系统的研究发展现状
• 1.2.2 IP 网络多媒体应用的研究现状
• 1.3 研究内容及论文组织结构
• 第二章 多媒体通信模型与多播路由技术
• 2.1 多媒体通信理论模型
• 2.1.1 基于TCP/IP 的多媒体通信模型
• 2.1.2 基于服务质量的多媒体通信模型
• 2.1.3 异构环境下的多媒体通信模型
• 2.1.4 基于SIP 的多媒体通信模型
• 2.2 多播路由算法
• 2.2.1 多播路由树
• 2.2.2 泛洪算法（flooding）
• 2.2.3 最短路径算法
• 2.2.4 生成树算法和反向路径广播算法
• 2.2.5 剪裁的反向路径广播
• 2.2.6 反向路径多播
• 2.3.7 Steiner 树
• 2.2.8 基于核心树的多播
• 2.3 多播路由协议
• 2.3.1 因特网多播管理协议（IGMP）
• 2.3.2 距离矢量多播路由协议（DVMRP）
• 2.3.3 多播开放最短路径优先协议（MOSPF）
• 2.3.4 协议独立多播-密集型路由协议（PIM-DM）
• 2.3.5 协议独立多播-稀疏型路由协议（PIM-SM）
• 2.3.6 核心基干树协议（CBT）
• 2.4 应用层多播技术
• 2.4.1 集中式应用层多播协议
• 2.4.2 分布式应用层多播协议
• 2.4.2.1 控制拓扑优先协议
• 2.4.2.2 基于构建树优先协议
• 第三章 群组密钥管理方案
• 3.1 集中式密钥分发方案
• 3.1.1 GKMP 密钥管理方案
• 3.1.2 LKH 密钥管理方案
• 3.1.3 密钥树的度最优化问题
• 3.1.4 各种方案的性能比较
• 3.2 分布式密钥分发方案
• 3.2.1 DLKH 密钥管理方案
• 3.2.2 IOLUS 密钥管理方案
• 3.2.3 其他的分布式密钥管理方案
• 3.3 分担式密钥协商方案
• 3.3.1 Diffie-Hellman 密钥交换协议
• 3.3.2 GDH 密钥管理方案
• 3.3.3 TGDH 密钥管理方案
• 第四章 一种改进的密钥管理机制
• 4.1 拓扑匹配密钥管理方案的思想来源
• 4.2 可认证一对多组播密钥管理机制
• 4.2.1 密钥方案概述
• 4.2.2 密钥更新操作
• 4.2.3 密钥的重新分发
• 4.2.4 数据传输和认证
• 4.3 改进的可认证多对多组播密钥管理机制
• 4.3.1 改进的密钥树结构
• 4.3.2 源认证方案
• 4.3.3 改进方案的性能分析
• 第五章 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 研究成果