基于通用硬件平臺的PIM-SM協(xié)議的改進.pdf

1、隨著寬帶多媒體網絡的不斷發(fā)展，各種寬帶網絡應用層出不窮。IPTV、視頻會議、數(shù)據和資料分發(fā)、網絡音頻應用、網絡視頻應用、多媒體遠程教育等寬帶應用都對現(xiàn)有寬帶多媒體網絡的承載能力提出了挑戰(zhàn)。采用單播技術構建的傳統(tǒng)網絡已經無法滿足新興寬帶網絡應用在帶寬和網絡服務質量方面的要求，隨之而來的是網絡延時、數(shù)據丟失等等問題。此時通過引入組播技術，有助于解決以上問題。組播網絡中，即使組播用戶數(shù)量成倍增長，骨干網絡中網絡帶寬也無需大規(guī)模擴展。簡單來說，

2、成百上千的組播應用用戶和一個組播應用用戶消耗的骨干網帶寬是基本均等的，從而最大限度的解決目前寬帶應用對帶寬和網絡服務質量的要求。
　　IP三層組播作為IP網絡中較新的一種通信方式具有傳輸效率高、帶寬消耗低以及應用范圍廣泛的優(yōu)勢。PIM-SM作為目前廣泛使用的域內組播路由協(xié)議，在IP組播體系結構中擁有舉足輕重的地位和作用。如何使IP組播轉發(fā)機制和組播路由選擇機制更好的結合起來以提高組播數(shù)據包在網絡中的轉發(fā)效率也是目前廣泛討論的議題。

3、本文通過分析PIM-SM協(xié)議，結合當前二、三層設備中轉發(fā)硬件不能完全滿足協(xié)議對硬件轉發(fā)需要的現(xiàn)狀，提出了一種基于通用硬件實現(xiàn)的協(xié)議方案。同時，本文圍繞該方案提出了若干的改進并給出了改進后協(xié)議的實驗結果，表明其滿足對協(xié)議通用性、兼容性、可靠性和高效性的需求。本文的主要工作和創(chuàng)新點如下：
　　首先，本文分析了目前三層組播協(xié)議軟件的實現(xiàn)框架和體系結構，提出了一套完整的，可以兼容多種轉發(fā)方式的三層組播框架模型。該模型通過將三層組播軟件劃分

4、成多個層次模塊，各個層次模塊構造并維護與其相關的組播表項。同時，該模型根據組播數(shù)據包轉發(fā)過程中各階段的特點，有針對性的選擇合適的處理模塊，保證了軟件的整體性能。
　　其次，本文針對當前PIM-SM的協(xié)議實現(xiàn)受到設備網絡接口硬件實現(xiàn)限制的現(xiàn)實，提出了若干基于硬件通用的PIM-SM協(xié)議的改進算法。該項改進通過在RPT上建立(*，G)協(xié)議表項的擴展(S，G，rpt)表項并利用其刷新路由信息表和轉發(fā)信息表，利用底層的(S，G)轉發(fā)表模擬(

5、*，G)轉發(fā)，越過了硬件平臺對(*，G)轉發(fā)的限制。
　　再次，本文在硬件通用的PIM-SM協(xié)議改進算法的基礎上，對PIM-SM協(xié)議表項出接口集合進行了擴展；隨后，根據擴展后的出接口列表集合對PIM-SM協(xié)議中(*，G)、(S，G)和(S，G，rpt)三個重要協(xié)議狀態(tài)機下接口增刪算法做出了修改。保證改進后的協(xié)議在接口變化事件發(fā)生后，各個層次的表項的一致性。
　　最后，本文在二、三層設備上對改進協(xié)議進行了可行性實驗以及和原有協(xié)