高性能路由器广域组播路由协议的实现技术研究

高性能路由器广域组播路由协议的实现技术研究

论文摘要

组播技术实现了IP网络中点到多点的高效数据传送,提高了应用程序的效率、改善了网络的性能。但是目前这些应用大多只能在小规模的网络中实施,并且局限于特定的组播域内。如果要在Internet上或者大规模的网络上进行应用,网络必须划分为特定的域,并解决域间组管理加入和组播数据转发问题。因此,跨域组播技术,即广域组播路由协议的实现研究,受到网络设备制造商和网络运营商的越来越广泛的重视。 本文基于高性能路由器的体系结构,提出广域组播路由协议的实施方案,实现了典型的路由协议并对其进行了比较全面的测试。完成的主要工作有: 1、提出了高性能路由器广域组播系统总体实现结构。在全面分析多种跨域组播实现方案的基础上,基于高性能路由器的软硬件体系结构,提出基于PIM-SM/MBGP/MSDP的广域组播实现结构。 2、完善了高性能路由器项目已有的域内组播路由协议实现。对原有PIM-SM协议实现进行补充和改进,并对域内组播功能进行更全面的调试与测试。本文详细描述了PIM-SM软件的关键数据结构和功能模块,对组播转发平面和控制平面的交互问题、PIM-SM注册和注册停止的处理、TPT向SPT的切换等关键实现问题进行探讨。 3、全面实现了基于MSDP/MBGP的域间组播路由功能。这是本文的重点,也是分析广域组播的关键。本文设计了域间组播路由的实现结构,重点实现了组播源发现协议MSDP、组播边界网关协议MBGP,系统的介绍了主要功能模块、数据结构、协议实现机制与各子系统之间的接口关系。 4、对高性能路由器广域组播网络系统进行了测试。主要包括组播功能组网测试,PIM-SM、MSDP和MBGP的一致性测试,组播路由系统的性能测试等。 5、研究了域间组播路由存在的一些问题,对组播网络管理、域间组播部署和MSDP协议存在的问题进行了分析,并提出了IPv6环境下基于嵌入式RP的域间组播路由系设计方案。

论文目录

  • 图目录
  • 表目录
  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • §1.1 课题背景
  • §1.2 GF-8615路由器的系统结构
  • §1.3 本文工作
  • §1.4 论文组织
  • 第二章 INTERNET广域组播路由系统的实现结构
  • §2.1 广域组播方案的比较与选择
  • 2.1.1 IGMP/PIM-SM/MBGP/MSDP体系
  • 2.1.2 IGMP/PIM/BGMP/MASC体系
  • 2.1.3 IGMPv3/PIM-SSM方案
  • 2.1.4 三种实现方案的比较与评价
  • §2.2 GF-8615的广域组播系统结构
  • 第三章 域内组播协议的实现
  • §3.1 域内组播协议软件结构
  • §3.2 IGMP协议的实现
  • 3.2.1 IGMP主要数据结构和工作过程
  • 3.2.2 IGMPv3
  • §3.3 PIM-SM协议
  • 3.3.1 PIM-SM协议工作原理
  • 3.3.2 PIM-SM共享原理
  • 3.3.3 PIM-SM系统体系结构
  • 3.3.4 PIM-SM协议报文格式
  • 3.3.5 PIM-SM协议的主要功能模块
  • §3.4 PIM-SM的关键实现技术
  • 第四章 基于MSDP和MBGP的域间组播实现
  • §4.1 域间组播路由实现的总体结构
  • §4.2 MSDP协议及其实现
  • 4.2.1 MSDP协议原理和工作过程
  • 4.2.2 MSDP功能模块
  • 4.2.3 MSDP的主要数据结构
  • 4.2.4 MSDP的MIB
  • §4.3 MBGP协议及其实现
  • 4.3.1 MBGP协议的原理与功能
  • 4.3.2 MBGP在广域组播网络中的应用
  • 4.3.3 GF-8615路由器MBGP的实现
  • 4.3.4 MBGP的数据结构
  • §4.4 MSDP、MBGP和PIM-SM的交互关系
  • 第五章 广域组播网络系统的测试
  • §5.1 广域组播系统的组网功能测试
  • 5.1.1 域内组播功能测试
  • 5.1.2 域间组播功能测试
  • §5.2 广域组播协议的一致性测试
  • 5.2.1 一致性测试工具
  • 5.2.2 PIM-SM测试内容
  • 5.2.3 PIM测试示例
  • 5.2.4 MSDP的一致性测试
  • 5.2.5 MBGP的一致性测试
  • §5.3 广域组播系统的性能测试
  • 第六章 域间组播路由问题研究
  • §6.1 组播网络管理
  • §6.2 域间组播及MSDP存在的问题
  • 6.2.1 组播的可靠性
  • 6.2.2 组播的安全性
  • 6.2.3 网络的异构性导致组播的复杂性
  • 6.2.4 MDSP存在一些问题
  • §6.3 IPv6环境下的域间组播系统设计
  • 第七章 总结和对未来工作的展望
  • §7.1 论文工作总结
  • §7.2 下一步的工作目标
  • 附录A:PIM-SM的测试
  • 致谢
  • 攻读硕士期间的研究成果
  • 参考文献
  • 相关论文文献

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