基于IPv6和P2P的網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)及其應(yīng)用研究.pdf

1、隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，IPv6和P2P技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域研究的熱點。作為下一代互聯(lián)網(wǎng)的核心協(xié)議，IPv6同IPv4相比具有巨大的優(yōu)勢。但I(xiàn)Pv4向IPv6的平滑過渡和基于IPv6的應(yīng)用不足等問題始終是IPv6前進(jìn)道路上的主要障礙。P2P以其豐富的應(yīng)用模式使其在短短的幾年里成為目前占用Internet流量最多的應(yīng)用。但P2P也面臨著來自管理層面和技術(shù)層面的雙重壓力，如網(wǎng)絡(luò)帶寬的貪婪占用、版權(quán)、安全等問題。
　　 本文對I

2、Pv6和P2P技術(shù)的產(chǎn)生背景、發(fā)展歷程以及當(dāng)前的研究發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了深入探討，比較了IPv6和IPv4在地址結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)包頭、地址配置方式等方面的不同，分析了IPv6同IPv4相比，在工作原理以及對網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用支持等方面的重要改進(jìn)，著重探討了IPv6對多媒體應(yīng)用的良好支持以及IPv6與P2P相結(jié)合的重要意義。另外，研究了P2P流媒體直播系統(tǒng)相關(guān)的理論與技術(shù)，并對現(xiàn)有的幾種典型P2P流媒體直播系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)對比分析。
　　 在以上工作基礎(chǔ)

3、上，我們重點完成了以下幾方面的創(chuàng)新性研究工作：
　　 1對IPv6組網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行了深入研究。探討了多種IPv6校園網(wǎng)建網(wǎng)模式，給出了各種模式的拓樸結(jié)構(gòu)和實現(xiàn)方法；設(shè)計了一個基于多平臺的IPv6隧道代理服務(wù)器，給出了系統(tǒng)相應(yīng)的配置方式和程序?qū)崿F(xiàn)流程圖；根據(jù)《中國下一代互聯(lián)網(wǎng)示范工程CNGI示范網(wǎng)絡(luò)高校駐地網(wǎng)建設(shè)項目》標(biāo)準(zhǔn)要求，完成了“CNGI—南開大學(xué)IPv6駐地網(wǎng)”建設(shè)與應(yīng)用研究。這些研究成果和實踐技術(shù)經(jīng)驗的總結(jié)，將對今后IPv6

4、技術(shù)的應(yīng)用研究與推廣實踐具有一定的參考價值。
　　 2對基于IPv6的多媒體傳輸技術(shù)進(jìn)行了前瞻性探索和研究。在對IPv6網(wǎng)絡(luò)多媒體傳輸?shù)年P(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行深入研究分析的基礎(chǔ)上，提出了一個基于IPv6網(wǎng)絡(luò)的多媒體傳輸系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)和功能設(shè)計，探討了在下一代互聯(lián)網(wǎng)(NGN)上多媒體傳輸業(yè)務(wù)的建立和管理方案。本文提出的系統(tǒng)模型充分考慮了現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)媒體應(yīng)用特點，對網(wǎng)絡(luò)電臺(IP Radio)、語音會議、網(wǎng)絡(luò)電話(VoIP)、網(wǎng)絡(luò)電視(IPTV

5、)、視頻點播(VOD)、視頻會議等應(yīng)用，設(shè)計通用的管理控制接口，在此基礎(chǔ)上，每一種具體的網(wǎng)絡(luò)媒體應(yīng)用都被設(shè)計為系統(tǒng)的一個管理插件，向系統(tǒng)提供一致的調(diào)用方法。這也同時保證了系統(tǒng)的即插即用性和易擴(kuò)展性，實現(xiàn)多媒體傳輸控制的綜合管理。這有益于促進(jìn)IPv6網(wǎng)絡(luò)多媒體應(yīng)用的快速發(fā)展。
　　 3提出并實現(xiàn)了一個新的P2P流媒體直播系統(tǒng)模型PPSLS(P2P StreamingLive System)。PPSLS模型采用了混合結(jié)構(gòu)，它結(jié)合了樹

6、狀結(jié)構(gòu)模型和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)模型的優(yōu)點，既發(fā)揮了基于樹狀結(jié)構(gòu)模型便于控制組播樹中節(jié)點的優(yōu)勢，同時結(jié)合了基于網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)模型中采用多個節(jié)點傳輸數(shù)據(jù)的方法，避免了樹狀結(jié)構(gòu)模型穩(wěn)定性差的缺點，減少了系統(tǒng)延遲。
　　 PPSLS模型采用計算節(jié)點優(yōu)先級的策略來選取系統(tǒng)中節(jié)點的數(shù)據(jù)發(fā)送節(jié)點，采用多鄰居節(jié)點結(jié)構(gòu)形成控制拓?fù)?，減少了系統(tǒng)的傳輸延遲和中斷，提高了系統(tǒng)的魯棒性。
　　 在節(jié)點的數(shù)據(jù)傳輸調(diào)度中，采用了兩階段數(shù)據(jù)傳輸調(diào)度算法。該算法保證了系

7、統(tǒng)中節(jié)點的數(shù)據(jù)下載帶寬需求，從而提高了系統(tǒng)在視頻直播過程中的穩(wěn)定性。為了進(jìn)一步減小節(jié)點加入系統(tǒng)時的啟動延遲，引入了“虛擬修補(bǔ)”的思想，并且加以改進(jìn)以適應(yīng)節(jié)點的數(shù)據(jù)傳輸調(diào)度算法。
　　 最后，本文實現(xiàn)了一個PPSLS的原型系統(tǒng)，對其性能指標(biāo)進(jìn)行了相應(yīng)的測試。測試結(jié)果表明，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，完全達(dá)到了設(shè)計目標(biāo)要求。目前，該系統(tǒng)已經(jīng)在南開大學(xué)校園網(wǎng)上得到部署和應(yīng)用。
　　 4研究分析了P2P與IPv6相結(jié)合的應(yīng)用前景和發(fā)展策略，指