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IPv6环境下应用层组播Overlay网络路由技术研究

作　者: 陈章迎
导　师: 朱尚明
学　校: 华东理工大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 覆盖网络应用层组播多层覆盖网络 IPv6
分类号: TP393.02
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 28次
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内容摘要

随着网络和通信技术的发展,多媒体应用越来越广泛和多样性。传统单播技术无法满足应用服务的发展,其带宽的利用率低、端到端的延迟增大等严重制约了迅速发展的多媒体应用。鉴于此,网络层组播技术被吸纳并且在小范围内部署,但由于其在组管理、会话安全、地址空间和分配、路由技术、计费机制等仍然存在诸多需要解决的问题,因此到目前为止也没有实现大范围和全互联网内的部署和应用。应用层组播技术的提出,在一定程度上解决了网络层组播存在的不足.因为其是建立在底层网络之上的一个虚拟网络,不需增加和更改现有网络的框架,只需在终端部署与应用服务相应的软件即可,这不但大大节省投入费用,而且也可实现快速地部署,同时也扩展了网络部署范围。这无疑给日益增长的多媒体应用需求提供技术保证。本文通过对Host Multicast应用层组播技术的原理和算法进行分析,提出了一种在IPv6网络环境下改进的多层覆盖网络组播技术。该组播技术建立在多层覆盖网络模型基础上,它将互联网划分成多个自治系统,自治系统内由许多域组成。域可由终端主机或是本地网或是IP Multicast组成,相互间以TCP隧道模式建立连接,形成数据转发树。同时,为保证数据转发可靠性,在树生成的同时也构建相应的网状结构。而在自治系统间以汇聚点为纽带建立环状结构的转发模式。通过该模型的建立,一方面解决了HostMulticast中数据传输的可靠性问题,同时也扩展了网络覆盖范围和实现了不同应用层组播协议的兼容。通过利用GT-ITM生成Transit-Stub层次结构的网络拓扑并在NS2下进行仿真,并对数据链路的质量(包括拉伸、压力)、协议开销、链路故障恢复、生成树收敛等方面进行实验分析,多层覆盖网络模型具有良好的数据传输可靠性和稳定性、减少了端到端的传输延迟,同时也增强了数据的安全性,充分实现了QOS机制。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-13
  1.1 课题研究背景  10-11
  1.2 课题研究内容  11
  1.3 论文结构  11-13
第2章应用层组播介绍  13-23
  2.1 覆盖网络(overlay network)  13-14
    2.1.1 覆盖网络的定义  13
    2.1.2 覆盖网络的应用  13
    2.1.3 覆盖网络的优势  13-14
    2.1.4 覆盖网络的代价  14
  2.2 应用层组播介绍  14-15
    2.2.1 应用层组播的定义  14
    2.2.2 应用层组播的优势  14-15
    2.2.3 应用层组播与网络层组播性能的比较  15
  2.3 应用层组播数学模型及优化目标  15-16
  2.4 应用层组播协议和算法的分类及分析  16-18
  2.5 应用层组播典型协议介绍  18-22
    2.5.1 Narada  18-19
    2.5.2 Yoid  19-20
    2.5.3 Scattercast  20-21
    2.5.4 ALMI  21-22
  2.6 小结  22-23
第3章 IPv6组播技术  23-27
  3.1 IPv6  23-25
    3.1.1 IPv6数据报格式  23-24
    3.1.2 IPv6地址类型  24-25
  3.2 IPv6组播技术  25-26
  3.3 IPv6的QOS机制  26
  3.4 小结  26-27
第4章 Host Multicast应用层组播协议原理及分析  27-34
  4.1 Host Multicast概述  27-29
    4.1.1 Host Multicast基本框架  27
    4.1.2 组标识和会话目录  27-28
    4.1.3 UDP隧道  28-29
  4.2 HMTP协议介绍  29-31
    4.2.1 HMTP协议基本原理  29
    4.2.2 HMTP生成树接点加入  29-30
    4.2.3 HMTP生成树维护和成员离开  30-31
    4.2.4 HMTP生成树优化  31
    4.2.5 HMTP生成树断裂恢复  31
    4.2.6 HMTP生成树中环路检测和处理  31
  4.3 HMTP协议性能优化问题  31-33
    4.3.1 延迟测算  31-32
    4.3.2 节点加入延迟和临时节点互连  32
    4.3.3 U-Turn和三角的优化  32-33
  4.4 小结  33-34
第5章 Host Multicast应用层组播协议的改进  34-51
  5.1 Host Multicast应用层组播协议的缺陷  34-36
  5.2 多层覆盖网络设计思想  36-37
    5.2.1 自治系统及域的划分  36-37
    5.2.2 设计思想  37
  5.3 多层覆盖网络模型  37-40
    5.3.1 自治系统内应用层组播结构  38
    5.3.2 自治系统间应用层组播结构  38-39
    5.3.3 形式化问题定义  39-40
  5.4 多层覆盖算法介绍  40-46
    5.4.1 TCP隧道模式  40
    5.4.2 自治系统标识和组播会话  40
    5.4.3 数据结构  40-41
    5.4.4 组成员加入和离开算法  41-44
    5.4.5 数据转发树修复算法  44-45
    5.4.6 环状结构节点离开修复算法  45-46
  5.5 多层覆盖网络协议性能优化  46-49
    5.5.1 算法约束条件  46-47
    5.5.2 多层覆盖网络最优生成树和最优环  47-48
    5.5.3 生成树性能优化  48-49
      5.5.3.1 节点失效生成树优化  48
      5.5.3.2 三角问题  48-49
      5.5.3.3 环路检测  49
    5.5.4 环结构性能优化  49
  5.6 小结  49-51
第6章仿真与分析  51-60
  6.1 仿真试验平台  51-53
    6.1.1 NS介绍  51-52
    6.1.2 GT-ITM介绍  52-53
  6.2 协议性能评估  53-54
  6.3 实验结果及分析  54-59
    6.3.1 实验平台的搭建  54-56
    6.3.2 仿真结果分析  56-59
  6.4 小结  59-60
第7章本文总结与展望  60-62
  7.1 本文总结  60-61
  7.2 未来研究展望  61-62
参考文献  62-66
致谢  66-67
攻读硕士期间所发表的学术论文  67

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