基于蜂窩結(jié)構(gòu)覆蓋網(wǎng)絡的應用層多播研究.pdf

1、當今世界，互聯(lián)網(wǎng)在一對一模式的應用上取得了巨大成功，點對點的可靠文件傳輸和即時消息服務大量涌現(xiàn)并為廣大用戶所青睞。近些年來，人們對流媒體數(shù)據(jù)的共享需求日益增加，這些需求迫切需要本質(zhì)上屬于一對多模式的應用來滿足，而多播技術目前正是在多用戶間共享數(shù)據(jù)的最好方法。另一方面，一些缺點和不足導致IP多播不能被廣泛地部署，因而不能作為一種便捷的服務被用戶使用。這個矛盾導致研究人員轉(zhuǎn)向另一種多播機制：應用層多播。由于樹結(jié)構(gòu)和基于樹結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡具

2、有易實現(xiàn)、網(wǎng)絡資源利用率高等優(yōu)點，因而在應用層多播協(xié)議中被廣泛使用。但是，這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡具有健壯性較差、節(jié)點失效恢復代價較高和存在影響吞吐率的瓶頸節(jié)點等問題。 為了在應用層上建立一個健壯的、可快速失效恢復的、充分利用節(jié)點帶寬的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡，本文給出了一種基于蜂窩結(jié)構(gòu)覆蓋網(wǎng)絡的應用層多播協(xié)議，該協(xié)議針對互聯(lián)網(wǎng)上中小規(guī)模的單源視頻或音頻多播服務。在該協(xié)議中，所有的網(wǎng)絡節(jié)點通過本文給給出節(jié)點加入算法映射到應用層上一個基于蜂窩結(jié)構(gòu)的數(shù)

3、據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡中，利用蜂窩結(jié)構(gòu)的自然穩(wěn)定性可以使得節(jié)點失效只影響局部少量節(jié)點，受影響的節(jié)點在不需要多播服務器干預的情況下可以從失效狀態(tài)快速恢復。在此基礎上，本文還給出了一種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡吞吐率的改善算法，該算法通過根據(jù)指定的規(guī)則調(diào)換節(jié)點在蜂窩結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡中的位置，讓節(jié)點更加有效地利用上行和下行帶寬，從而增強整個應用層多播系統(tǒng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)能力。 此外，本文還給出了一種基于NS2和BRITE的應用層多播協(xié)議仿真方法，在該仿真方法的基礎上，為了評

4、價數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡的健壯性，在仿真實驗中將本文給出的協(xié)議和另外一種穩(wěn)定的應用層多播協(xié)議K樹進行了比較；為了評價失效恢復代價，將基于蜂窩結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡和度受限的最短路徑樹、度受限的最小生成樹這兩種普遍使用的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡進行了比較。為了證實本文給出的改善數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡帶寬利用率算法的有效性，在另外一項仿真實驗中評價了該算法對于整個應用層多播系統(tǒng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)能力的改善情況。 最后，本文給出了一個基于蜂窩結(jié)構(gòu)覆蓋網(wǎng)絡應用層多播平臺的設計和實現(xiàn)