IP组播通信及其在VxWorks操作系统下的实现

网络通信在实时嵌入式系统中占有越来越重要的地位。IP组播通信技术已成为解决数据群组收发，避免网络广播风暴的有效手段。VxWorks是目前在工业控制、国防军事、航空航天等领域广泛使用的实时嵌入式操作系统。它以快速多任务切换、强占式任务调度、微内核与可裁剪的组织结构、有效支持各种硬件环境等特点成为事实工业标准。本文论述了组播的相关概念以及如何在VxWorks操作系统下实现IP组播通信。     

矿用数字广播系统设计

针对煤矿井下广播系统模拟音频广播方式存在灵活性差、语音通信范围小等问题,提出了一种新型的矿用数字广播系统设计方案,介绍了系统的总体结构、音频终端及网关程序的设计。该系统将音频终端接入工业以太网,实现了分组和定点广播,解决了井下的单播、组播问题。     

Ad-hoc网络组播路由协议的研究与设计

从无线自组网实际环境应用出发,提出了一种极大节省通信带宽并且实现简单的无线自组网组播路由协议.该协议充分利用了无线信道的广播特性,采用广播方式完成对网络内各节点的组播数据的分发,网络内各节点则根据组播数据的目的地址来判断是否应向自己直连的组播成员转发组播数据,并根据序列号决定是否将该组播数据再次广播出去以及防止收到重复的组播数据,因该协议不使用组播树,省却了建立与重建组播树的复杂过程,从而保证了对通信带宽的节省与实现的简便.现已在PowerPC平台上得到实际验证,运行效果良好.     

基于公钥广播加密的安全组播方案

应用公钥广播加密进行安全组播的难点是如何更有效地权衡实现代价和安全性.通过引入身份标志区分各个接收者,并利用一组接收者的身份标志代替一般公钥广播加密方案中的组公钥,缩短了系统公钥参数的长度.将新的公钥广播加密方案应用到安全组播通信的过程表明,该方案有效降低了计算和通信代价,且达到了抗选择密文攻击的语义安全性.     

6LoWPAN网络组播通信方案的研究与设计

随着无线传感器网络(WSN)对新应用的需求不断增加,基于IEEE 802.15.4实现IPv6通信的低速无线个人局域网标准6LoWPAN是将WSN接入Internet实现全IP通信的理想解决方案.在此提出了一种基于6LoWPAN网络的组播通信方案,通过自组建M AC地址的方式,对现有的6LoWPAN网络增加了对组播通信的支持,设计完成了6LoWPAN网络组播通信方案,降低了组播通信下组内节点接收网关数据的时延,以及组外节点对无关数据的处理消耗.结果分析表明,该组播通信方案下的节点通信时延是单播通信下节点通信时延的15.13％,组外节点数据处理效率比广播通信下的组外节点提高了39.02％.该通信方案能够获得预期功能和性能,6LoWPAN节点能够动态加入和退出组播组,接收组播组内信息.     

发布／订阅系统中的新型组播树构造算法研究

为减轻发布／订阅系统中由于遍历代理网络带来的负载压力,基于小世界网络和邻居集关系,本文提出了一种新型的组播树构造算法,CCBMTRC算法。该算法通过在重叠网（Overlay Network）上构造组播树来进行订阅和事件的传播,抑制遍历代理网络所带来的广播风暴。并给出了详细的理论分析与仿真实验。     

基于IP组播的应用问题探讨

组播通信是近年来得到迅速推广的一种通信技术，它能弥补单播通信和广播通信的不足。分析了3种组播类型的特点及相关应用，讨论了组播服务对带宽和延时的要求，最后分析了组播的会话管理、可靠数据传输以及异类接收者支持问题，并提出了共享式学习和本地恢复两种解决异类接收者支持问题的方法。     

基于SNMP协议实现动态配置VLAN

视频会议、VoD等网络应用的兴起导致了组播方式的广泛应用,组播成为广域网内一对多数据通信的最佳方式.在统一管理的大型城域网内,VLAN技术可以让人们按照应用需求划分逻辑子网,实现局域网内高效的一对多数据广播通信.与组播技术相比,VLAN技术不需要在第三层上的操作,它直接在第二层上实现,可以在VLAN主机间进行高速通信.因此,只要实现VIAN的按需动态配置组网,让用户端主机灵活地选择、加入或退出VLAN,就可以在大型城域网内利用VLAN和广播实现一种比组播效率更高的一对多的通信.该本文对组播、广播和VLAN的特点进行了分析,仔细研究了如何利用SNMP和VIAN-awarebridge的MIB管理来实现用户端主机的动态加入和退出VLAN并设计实现了一个具有实际应用价值的VLAN管理系统.     

基于决策图贝叶斯优化算法的QoS组播路由算法

组播通信路由技术是视频广播、网络会议等分布式计算的关键技术 ,其目的是要寻找连接源节点和一组目的节点的一棵组播树 ,使得总体代价最小 .提出了一种基于决策图贝叶斯优化算法 (Bayesian Optim ization Algorithmwith Decision Graphs,简称 DBOA)的 Qo S组播路由算法 ,该算法利用新的编码和解码方法以及适当的适应度函数来求解带宽、时延及时延差别等 Qo S限制下最小代价组播路由问题 .仿真结果表明了该算法的可行性和有效性     

S7-300系列PLC与PC串口通信技术的研究与应用

在实际工业控制系统应用环境中,研究PLC与PC机之间的串口通信技术有助于实现PLC与Windows程序开发环境间的实时通信.基于对PLC与PC机之间的串口通信的研究,系统实现了Visual C 6.0与PLC的适时通信,从而实现工业控制系统中上下位机的通信,并将这种通信方法应用于实际工业环境,将由PLC采集的数据在上位机进行实时的显示以利于复杂系统的调试.     

适用于电网调控系统的轻量级容器技术实现

电网调控系统通过广播/组播方式同步应用状态,传统的开源容器网络无法支持,且传统开源容器体积较大,导致应用迁移和启动耗时长,不能直接用于电网实时调控系统。同时开源容器不支持网络带宽限制,不满足实时系统的可靠性要求。通过研究现有容器技术的实现原理,提出一种轻量级的容器技术,能满足电网实时调控系统的数据同步要求。通过研究虚拟网桥技术实现了跨物理宿主机的广播/组播通信;结合Linux流量控制内核技术和控制组内核技术实现容器网络带宽限制;并通过对私有数据的封装降低容器体积,实现轻量化。最后通过测试验证,该轻量级容器在支持组播/广播通信的同时具备带宽限制的功能,且体积小,迁移快速方便,启动性能上优于传统容器。     

网络层组播在大规模流媒体直播系统中的研究与实现*

组播可以有效实现多点之间通信,如何利用网络层组播技术实现流媒体直播系统,是当前的研究热点之一。基于MixCast模型,提出并实现了一种新的基于网络层的安全组播模型。针对当前组管理协议IGMP不提供接入控制,任何端点用户可自由地加入组播组,缺乏安全控制问题提出了依靠应用层单播对接收者认证,提出一种解决网络层组播的安全性问题和可控性问题的方法。实验结果表明,本系统具有良好的安全通信效率和可控性。     

VLAN在千兆位以太网交换机中的实现

虚拟局域网技术（ＶＬＡＮ）是一种全新的网络技术,它通过划分虚拟网,隔离广播和多播信息在不同ＶＬＡＮ之间的传播,有效防止广播风暴。讲述了千兆位以太网交换机中ＶＬＡＮ的一种实现机制。     

一种基于簇策略的物联网6LoWPAN报头压缩技术

针对物联网基于IPv6的低功耗无线个域网6LoWPAN报头压缩技术中的LoWPAN_HC1和LoWPAN_HC2对于全局地址和多播地址的作用非常有限,而LoWPAN_IPHC存在广播通信无方向性、冗余的网络通信消耗等问题,提出了一种基于簇策略的物联网6LoWPAN报头压缩方法 LoWPAN_CIPHC。该方法采用簇的策略细化报头压缩目的地址与源地址,既可以使内部网络通信路径最优,又方便控制广播区域。测试结果表明,与LoWPAN_IPHC相比,LoWPAN_CIPHC能够在不增加运算的情况下,减少网络通信消耗。     

IP组播通信的研究与实现

组播（Multicast)是计算机网络中的一种特殊的、高效的通信方式，在这种方式中， 发送者有选择地向一组接收者发送信息，兼有单播方式和广播方式的优点，在多点通信中具有不可替代的作用，该文描述了组播的机制和特点，具体介绍了利用Windows Socket中的相关函数进行组播通信的实现过程。     

Optimal software multicast in wormhole-routed multistage networks

Multistage interconnection networks are a popular class of interconnection architecture for constructing scalable parallel computers (SPCs). The focus of this paper is on the multistage network system which supports wormhole routed turnaround routing. Existing machines characterized by such a system model include the IBM SP-1 and SP-2, TMC CM-5, and Meiko CS-2. Efficient collective communication among processor nodes is critical to the performance of SPCs. A system-level multicast service, in which the same message is delivered from a source node to an arbitrary number of destination nodes, is fundamental in supporting collective communication primitives including the application-level broadcast, reduction, and barrier synchronization. This paper addresses how to efficiently implement multicast services in wormhole-routed multistage networks, in the absence of hardware multicast support, by exploiting the properties of the turnaround switching technology. An optimal multicast algorithm is proposed. The results of implementations on a 64-node SP-1 show that the proposed algorithm significantly outperforms the application-level broadcast primitives provided by currently existing collective communication libraries including the public domain MPI     

Deadlock-free multicast wormhole routing in 2-D mesh multicomputers

Multicast communication services, in which the same message is delivered from a source node to an arbitrary number of destination nodes, are being provided in new-generation multicomputers. Broadcast is a special case of multicast in which a message is delivered to all nodes in the network. The nCUBE-2, a wormhole-routed hypercube multicomputer, provides hardware support for broadcast and a restricted form of multicast in which the destinations form a subcube. However, the broadcast routing algorithm adopted in the nCUBE-2 is not deadlock-free. In this paper, four multicast wormhole routing strategies for 2-D mesh multicomputers are proposed and studied. All of the algorithms are shown to be deadlock-free. These are the first deadlock-free multicast wormhole routing algorithms ever proposed. A simulation study has been conducted that compares the performance of these multicast algorithms under dynamic network traffic conditions in a 2-D mesh. The results indicate that a dual-path routing algorithm offers performance advantages over tree-based, multipath, and fixed-path algorithms