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应用层组播研究进展

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计算机科学 2005年第6期32卷 6-10,53页

作者：叶保留李春洪姚键顾铁成陈道蓄南京大学计算机软件新技术国家重点实验室南京210093

组播技术是一种针对多点传输和多方协作应用的组通信模型,有高效的数据传输效率,是下一代Internet应用的重要支撑技术。早期的组播技术研究试图在IP层提供组播通信功能,但IP组播的实施涉及到对现有网络基础设施的调整,因此,大规模应用... 详细信息

组播技术是一种针对多点传输和多方协作应用的组通信模型,有高效的数据传输效率,是下一代Internet应用的重要支撑技术。早期的组播技术研究试图在IP层提供组播通信功能,但IP组播的实施涉及到对现有网络基础设施的调整,因此,大规模应用受到限制。近两年来,随着Peer-to-Peer(P2P)研究的兴起,基于应用层的组播技术也逐渐受到广泛关注。应用层组播协议将组成员节点自组织成覆盖网络,在主机节点实现组播功能,为数据多点并发传输提供服务。将组播功能从路由器迁移到主机上能有效解决许多与IP组播有关的问题,但同时也带来了一些新的挑战。本文分析了目前应用层组播研究的主要内容及技术特点,描述了协议设计所涉及的关键技术及面临的主要挑战,总结了现有工作及相关进展。

关键词：应用层组播研究进展 Internet 组播技术数据传输效率网络基础设施 IP组播组播功能通信模型多点传输支撑技术通信功能组播协议关键技术协议设计 IP层自组织有效解路由器节点主机

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一种基于分组对的分层组播拥塞控制机制

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电子科技大学学报 2002年第6期31卷 602-607页

作者：任立勇电子科技大学计算机科学与工程学院成都610054

分析了现有分层组播拥塞控制协议的基本原理,提出了一种基于分组对推测网络可用带宽的分层组播拥塞控制机制PLMCC。其中间节点和接收者利用逐级向下的分组对来推测本地可用带宽,实现对本地可用带宽的准确、快速推测。接收者只需向其父... 详细信息

分析了现有分层组播拥塞控制协议的基本原理,提出了一种基于分组对推测网络可用带宽的分层组播拥塞控制机制PLMCC。其中间节点和接收者利用逐级向下的分组对来推测本地可用带宽,实现对本地可用带宽的准确、快速推测。接收者只需向其父节点发送反馈报文,就可以在最短的时间内获得其允许的最佳接收速率。仿真试验证明,PLMCC不仅具有快速的收敛速度,同时具有良好的协议间公平性和可伸缩性。

关键词：分组对分层组播拥塞控制机制带宽推测组播技术组播协议

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基于MAPE结构的组播AAA模型

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小型微型计算机系统 2003年第12期24卷 2049-2052页

作者：孙卫强洪佩琳李津生中国科学技术大学电子工程系安徽合肥230026

指出了现有组播协议存在的安全性问题 ,提出了一种基于MAPE的组播服务AAA模型 ,给出了该结构下的核心模块组播敏感第二层交换机的内部结构和工作原理 ,并阐明这种体系结构对于在城域网范围内开展有偿组播服务的重要意义 .

关键词：组播安全组播敏感第二层交换机 AAA策略服务城域网组播协议 MAPE结构组播AAA模型

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基于策略的安全组播体系结构

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计算机工程 2002年第12期28卷 52-54页

作者：孙卫强胡军强李津生洪佩琳中国科学技术大学电子工程与信息科学系合肥230026

指出了现有组播协议存在的安全性问题，提出了一种简单的基于主机/用户认证方法来提高组播服务的安全性，并在此基础上提出了基于策略的安全组播体系结构，给出了该结构下的两个主要功能模块和它们之间需要交互的消息，并阐明这种体系... 详细信息

指出了现有组播协议存在的安全性问题，提出了一种简单的基于主机/用户认证方法来提高组播服务的安全性，并在此基础上提出了基于策略的安全组播体系结构，给出了该结构下的两个主要功能模块和它们之间需要交互的消息，并阐明这种体系结构对于在城域网范围内开展有偿组播服务的重要意义。

关键词：安全组播体系结构城域网交换机组播协议计算机网络策略服务器组播敏感

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下一代互联网服务质量模型研究

下一代互联网服务质量模型研究

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作者：夏利东北大学

学位级别：博士

随着网络技术的快速发展和网络规模的不断扩大，目前基于尽力而为的Internet已经不能满足多媒体应用及其它非传统应用对网络传输质量的要求，提高互联网络的服务质量(QOS)变得越来越重要。在高速网络中按照用户的要求提供服务质量保证... 详细信息

随着网络技术的快速发展和网络规模的不断扩大，目前基于尽力而为的Internet已经不能满足多媒体应用及其它非传统应用对网络传输质量的要求，提高互联网络的服务质量(QOS)变得越来越重要。在高速网络中按照用户的要求提供服务质量保证成为一个普遍的要求，也是当前计算机网络中研究的热点问题。网络的拥塞控制和服务质量是两个密不可分的研究课题。拥塞控制作为预防和解决网络拥塞的重要手段，不仅能够提高网络的性能和效率，同时也是实现网络QoS的必要前提。随着Internet上多媒体应用越来越多，需要更多的带宽来满足其需求。IP组播是一种允许一个发送者同时发送单一的数据分组到多个特定接收者的网络技术。组播技术能有效地避免广播风暴，提高网络资源利用率，从本质上减少对网络带宽的需求，从而间接改善网络服务质量。\n 实现网络服务质量的关键技术大体可以分为两类，综合服务(IntServ)、区分服务(DiffServ)体系结构等直接实现方式和流量工程(TE)等间实现接方式，多协议标记交换(MPLS)和服务质量路由(QoSR)是实现流量工程的重要手段。本文在深入研究区分服务、多协议标记交换、服务质量路由等技术以及它们之间的相互关系的基础之上，提出一种将QoSR与MPLS+DiffServ相融合的下一代IP骨干网络的服务质量模型。论文从控制平面和数据平面的角度分析了在该模型中边缘路由器和核心路由器的工作过程，给出了DiffServ与MPLS的服务质量映射方法，详细描述了该模型的结构以及各组成部件的功能。最后通过网络仿真软件对该模型进行仿真，仿真结果显示：该模型具有区分服务的功能：当网络中某一链路或节点出现故障时，可以采用备用路径，从而提高网络对故障的快速修复能力；在网络负载比较重时，优先级高的业务可以抢占优先级低的业务，保证优先级高的业务优先传输；能够均衡网络负载，避免拥塞；并能为具体业务提供满足服务质量要求的传输路径，实现自动的流量工程处理。仿真结果与理论分析基本一致。\n 网络拥塞控制主要有基于源端的TCP拥塞窗口机制和基于路由器的IP层拥塞控制机制。目前Internet中主要使用的是TCP拥塞控制，它能够保持Internet的鲁棒性。但是近年来随着互联网的快速发展，特别是多媒体业务的广泛应用，使得互联网已经不可能再仅仅依靠基于源端的TCP拥塞控制机制，路由器本身也必须主动参与到拥塞控制中，这是因为路由器能够有效地检测到拥塞的发生。IP网络的路由器拥塞控制机制是指在路由器中采用分组调度算法和队列管理算法。作为对端到端拥塞控制的一种重要补充，路由器的主动队列管理机制(AQM)在保证较高吞吐量的基础上能够有效地控制队列长度，从而实现控制端到端的时延，达到保证服务质量的目的。论文重点分析并比较了几种主要的主动队列管理算法的性能，尤其分析了各种算法的公平性，在此基础上提出了两种兼顾公平性的拥塞控制方案。\n DiffServ是由IETF提出的，具有较好的可扩展性和灵活性，是目前主流的网络服务质量模型。可扩展加权公平队列管理算法(SCALA-WFS)是专为DiffServ网络提出的基于聚集流的加权公平带宽共享算法。本文提出一种基于公平性的服务质量模型，并详细描述了其原理和工作过程。该模型通过将加权公平主动队列管理算法SCALA-WFS部署到DiffServ模型中，利用原有的测量和标记功能，通过扩展的NS2网络仿真软件验证了该模型可以在占用较少系统资源的前提下提高响应流与非响应流之间的公平性。\n 由于MPLS具有强大的流量工程和QoS能力，本文提出一种基于公平性的MPLS机制，并详细描述了其原理和工作过程。该机制通过在MPLS网络的节点内部加入一种基于公平性的流控制算法CSFQ，从而保证一定程度的流间的公平性。而且由于该算法的结构与MPLS相似，对于MPLS设备的扩展完全可以通过软件的升级来实现，有较好的可行性和扩展性。\n 本文介绍了IP组播的基本概念、主要的组播路由算法、组播路由选择协议和互联网组管理协议，分析了MPLS域内部署组播应用的必要性和关键技术。为了组播的服务质量，本文提出一种在MPLS域内实现QoS组播的实施方案，通过共享树和最短路径树的切换，解决根节点的瓶颈问题，也可以在一定程度上实现组播的拥塞控制。该方案是将组播路由协议PIM-SM部署在MPLS体系结构中，通过修改MPLS中的信息表以解决组播分枝节点的多出口问题，从而完成组播分组的复制与转发，并通过Join/Prune消息完成LSP组播树的构建。最后，通过扩展网络仿真器NS中的MPLS模块，对其表结构进行修改并增加了相应的方法，对在MPLS网络中实现组播进行验证，仿真结果验证了该方案的可行性。

关键词：互联网服务质量拥塞控制主动队列管理组播路由组播协议

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接入设备组播研究与实现

接入设备组播研究与实现

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作者：马果红上海交通大学

学位级别：硕士

随着互联网宽带用户的快速增长和互联网宽带应用的迅速普及深入,IPTV(Internet Protocol Television)等多媒体业务已逐渐成为电信业务的重要发展方向。传统的点对点的点播接收方式对网络带宽的需求很大,容易造成骨干网大量带宽消耗,难... 详细信息

随着互联网宽带用户的快速增长和互联网宽带应用的迅速普及深入,IPTV(Internet Protocol Television)等多媒体业务已逐渐成为电信业务的重要发展方向。传统的点对点的点播接收方式对网络带宽的需求很大,容易造成骨干网大量带宽消耗,难以适应日益增长的大量用户的多媒体应用数据传输需求。组播技术能够为这一问题提供有效的解决方案,因此成为一项重要的技术研发内容。本文针对宽带网中接入设备的组播技术开展了研究。接入设备是IPTV等宽带多媒体业务的重要环节。本文重点研究了与IPTV业务相关的xDSL与PON等接入设备中的组播协议与实现,着重对组播的相关标准进行了技术实现,并且在组播协议的实现和运行上进行了深入细致的研究,提出了分布式组播实现和管理方案,有效地提高了接入设备组播的运行效率。本文具体完成了如下工作成果: (1)首先对接入设备的总体结构和软硬件系统结构进行了介绍,并对系统的组播及IPTV结构和功能做了简要说明。 (2)然后深入探讨了接入设备组播协议的设计方案,提出了分布式组播实现和管理方案,并进行了相关实现。对三层设备组播功能进行了研究与实现,包括互联网群组管理协议IGMP(Internet Group Management Protocol)和协议无关组播协议PIM(Protocol Independent Multicast),给出了实现的数据结构与算法流程,并进行了实验。 (3)对二层设备组播功能进行了研究与实现,主要涉及组播IGMP侦听和组播IGMP侦听代理,描述了具体实现的数据结构与算法流程,本文提出的分布式IGMP代理在实现上非常有效,比集中式实现提高了3倍以上,给出了实验结果。本文工作为宽带接入网业务提供了一个合理实用的组播模型,使用该模型的组播符合目前的组播业务特点,基于该模型的组播端口权限管理,对网络框架组播业务的开展具有实用价值。实验证明,该模型上实现的IGMP侦听,IGMP代理,分布式IGMP代理均能够有效地支持IPTV组播业务。本文的工作成果为宽带网的多媒体业务提供了良好支持,为该领域的后续工作开展奠定了基础。

关键词：接入设备组播协议组播模型二层设备三层设备

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任务驱动的无人机子网自组织通信技术

任务驱动的无人机子网自组织通信技术

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作者：余艳电子科技大学

学位级别：硕士

无人机自组织网络中,面向任务协同的群组子网构建与可靠组播路由技术是关键研究问题之一。本文探讨了无人机群体在协同作战环境中面临的挑战,包括节点的高度移动性、链路的不稳定性以及节点损毁等因素。以韧性可靠为目标,本文针对临时... 详细信息

无人机自组织网络中,面向任务协同的群组子网构建与可靠组播路由技术是关键研究问题之一。本文探讨了无人机群体在协同作战环境中面临的挑战,包括节点的高度移动性、链路的不稳定性以及节点损毁等因素。以韧性可靠为目标,本文针对临时任务组的构建和无人机子网组播路由协议的设计开展了研究。旨在确保无人机群体能够在动态的作战环境中保持高效、稳定的群组通信,以顺利完成各项协同任务。本文的主要工作如下: (1)提出任务组成员选择与维护策略。本研究旨在更好地适配无人机群组执行的多样化任务类型。通过定义节点的六个评估指标,结合基于熵权的组合赋权法来计算节点的综合得分值,然后根据得分的高低顺序挑选节点,形成专为特定任务设计的临时任务组。考虑到无人机自组网节点的动态特性,本文还探讨了任务组成员的有效维护策略,以及在任务需求变更时任务组重构的相关问题。 (2)设计灵活冗余的按需组播路由协议。本研究在临时任务组构建的基础上,以按需组播路由协议(ODMRP)作为基础,引入邻居发现功能,基于结构冗余策略和编码冗余策略,提出了一种灵活冗余的高可靠按需组播路由协议(FRODMRP)。该协议通过邻居表获取节点邻居情况和链路质量,进而对所有组播组成员的预期成功递交率进行计算,然后识别未满足预期成功递交率要求的节点,启用结构冗余策略进行处理。若无法满足结构冗余策略,该协议会采用编码冗余策略以保障数据传输的可靠性。 (3)在NS-3仿真平台上实现了无人机子网组播路由协议FR-ODMRP,在不同网络拓扑条件下测试并分析该协议的性能。仿真结果表明,虽然FR-ODMRP协议在端到端时延和网络开销方面相较于传统的ODMRP协议有所增加,但它在递交率上实现了显著提升。因此该协议能够提高网络通信的可靠性,具有一定理论和应用价值。

关键词：无人机子网组播协议任务组结构冗余编码冗余

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基于组播在城域网承载IPTV的研究与实现

基于组播在城域网承载IPTV的研究与实现

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作者：柴晓伟南京大学

学位级别：硕士

IPTV作为新世纪的创新应用，中国电信正逐步大规模商用。随着用户数急剧增加，通过省平台以单播方式提供节目流，将无法支撑该业务的持续发展和确保IPTV业务的服务质量。因此如何在城域网承载IPTV业务，在带宽、时延、抖动、网络安全等... 详细信息

IPTV作为新世纪的创新应用，中国电信正逐步大规模商用。随着用户数急剧增加，通过省平台以单播方式提供节目流，将无法支撑该业务的持续发展和确保IPTV业务的服务质量。因此如何在城域网承载IPTV业务，在带宽、时延、抖动、网络安全等方面如何来保证IPTV的服务质量，是目前急需解决的问题。\n 目前国内外在IPTV承载技术研究方面公开的资料较少，进展状况不一样，正处于不断完善的过程中。在这样的背景下，本文分析了目前主流的组播技术、QoS技术和内容分发网技术。详细分析了组播协议体系结构、组播路由协议和组成员管理协议，分析了单播、广播和组播的技术特点，DiffServ模型中流分类和标记等原理和概念。分析了全网IPTV平台内容分发技术和依赖关系等。\n 根据当前IPTV的发展情况和技术现状，在分析了目前承载IPTV的弱点后，本文提出了基于组播在城域网承载IPTV的设计方案。城域网采用全网组播的方式来实现直播节目的传送，BAS作为组播复制点。从骨干核心层、业务接入控制层、二层接入层面进一步论述了组播稀疏模式和可控组播的设计与实现。论述QoS的设计与实现，在接入层面采用专用PVC，在城域网采用DiffServ机制来区分IPTV业务流，进行优先转发。对于点播、时移和回看类节目，构建本地内容分发网，采用负载均衡技术和内容调度技术来设计和实现全网点播流的传送。\n 基于组播在城域网部署IPTV业务，使得频道流以静态方式下发到业务接入控制层，大大缓解了城域网内部和骨干出口的压力，组播流占用城域网固定的带宽，而不随用户规模的影响。构建本地的中心节点和边缘节点，并形成相应依赖关系和内容调度技术，大大缓解城域网至省网的带宽压力，确保点播安全高效。接入层专用PVC和城域网DiffServ的部署，提高了IPTV业务端到端的传送质量。

关键词：城域网组播协议业务接入骨干核心层

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IPTV业务在城域网络中的部署及实现

IPTV业务在城域网络中的部署及实现

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作者：张印西安电子科技大学

学位级别：硕士

随着信息通信技术和IP技术的不断进步，以及国家大力推进信息化的战略，互联网和宽带通信网得到了极大的发展。现今，光纤传送技术飞速提升，信息高速公路不断拓宽，电信类新兴增值业务如IP电话、视频会议、可视电话、电子商务、电子政... 详细信息

随着信息通信技术和IP技术的不断进步，以及国家大力推进信息化的战略，互联网和宽带通信网得到了极大的发展。现今，光纤传送技术飞速提升，信息高速公路不断拓宽，电信类新兴增值业务如IP电话、视频会议、可视电话、电子商务、电子政务、互动游戏、视频点播、网络电视、网络存储等雨后春笋般发展起来，其中以影视服务为主的宽带流媒体服务最引人瞩目。在近期，“三网融合”逐渐成为热点后，随着电信、广电业务的相互渗透，将给IPTV技术带来广阔的发展良机。本论文属于开发研究类论文，主要依托现有IPTV新技术、新标准、新规范，抱着以节约成本、快速部署、有效实现为原则，通过使用工程分析方法，对城域网结构、设备现状、路由情况、组播技术选取、安全策略部署、QOS等进行细致研究，成功的将现网进行了改造，并将原有网络的IPTV省中心单一服务架构，改造为了省中心辐射到各个地市的两级服务模式，通过视频内容推送到网络边缘，为用户就近提供服务，降低骨干网络的传输压力，从而有效提高了服务质量。本论文主要取得了以下的研究成果： 1、本文深入分析了现网架构，对IPTV改造部署的可行性做出了科学的分析。 2、在IPTV部署的关键技术上，进行了详细研究，主要涉及组播地址分配、组播协议选择、PIM-SM协议部署、业务控制、接入方式、组播可靠性、组播安全性等相关技术的选择和应用。 3、对IPTV部署的可靠性和安全性进行了全面分析，并有效应用于本次网络优化调整中。 4、为保证IPTV有效运行于城域网之上，业务数据流不被链路质量和拥塞问题影响，适时引入了QOS保障机制，合理保障对链路状况较为敏感的IPTV业务。目前，本论文涉及的改造已在现网上进行了单一局点测试，取得了较好的效果。并将在不久后，逐步的推广到全网进行大范围的应用。

关键词：城域网(MAN) 网络电视(IPTV) 组播协议服务质量(QOS)

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