应用层组播研究进展

组播技术是一种针对多点传输和多方协作应用的组通信模型,有高效的数据传输效率,是下一代Internet应用的重要支撑技术。早期的组播技术研究试图在IP层提供组播通信功能,但IP组播的实施涉及到对现有网络基础设施的调整,因此,大规模应用受到限制。近两年来,随着Peer-to-Peer(P2P)研究的兴起,基于应用层的组播技术也逐渐受到广泛关注。应用层组播协议将组成员节点自组织成覆盖网络,在主机节点实现组播功能,为数据多点并发传输提供服务。将组播功能从路由器迁移到主机上能有效解决许多与IP组播有关的问题,但同时也带来了一些新的挑战。本文分析了目前应用层组播研究的主要内容及技术特点,描述了协议设计所涉及的关键技术及面临的主要挑战,总结了现有工作及相关进展。     

一个基于应用层的单源组播协议设计

由于IP组播在实现过程中遭遇了很多困难,所以应用层组播就成了Internet应用研究的热点。本文在简单地论述了应用层组播的优缺点后,提出了一个基于应用层的单源组播协议ALSSMP。此协议设计的目的是能够实现大规模直播视频。在ALSSMP中采用树拓扑优先的方法来构造组播转发树。在组播树的维护方面,利用为转发树中每一个结点预先选择一个"备用父结点"以设置预留链路思想的PCP算法。该协议既继承了应用层组播的优点,又在一定程度上克服了应用层组播的不稳定性的特点,使组播树的稳定性和可靠性大大提高。     

基于组播网关的可靠组播体系结构

保证组播通信的可靠性是许多Internet上的组播应用的前提.针对IP组播在Internet中难以规模化部署的现状,提出了一种使用组播网关将IP组播岛与应用层组播(ALM)区域连接起来的可靠组播(RM)体系结构,对组标识、组播网关、组管理、差错控制和拥塞控制等关键问题给出了解决方案,并设计了组播网关竞争算法.该结构能够屏蔽底层组播技术差异,从而支持Internet上统一化的可靠组播服务部署.     

低带宽下的流媒体应用层组播

随着多媒体和网络的发展,在Internet上进行流媒体群组传输变得越来越流行,从而推动流媒体的群组传输研究.分析了IP组播和应用层组播,并且针对低带宽的情况提出一种树状优先的支持实时多媒体传输的应用层组播系统框架.在该系统中充分利用了叶子节点的上行带宽,极大地缓和了中间节点的分发数据带宽,从而实现了在中间节点带宽不高情况下的应用层组播功能.     

多源交互式应用层组播路由协议

应用层组播无需扩充底层基础网络就可以实现较大范围的组播通信,已成为倍受瞩目的组播实现机制.但相对于传统的IP组播,应用层组播的网络延迟大,节点稳定性差,使得采用应用层组播来实现多源交互式组播应用成为一个独特的具有挑战性的问题.Thunder协议将组播结构分为核心网和外围树两部分:核心网通过Mesh-Tree结构追求快速转发以优化交互式过程;外围树允许更多的成员接收组播数据,却不会对交互过程产生影响,可提高协议的扩展性.实验表明,Thunder协议能够减小交互式应用层组播的网络延迟,具有较好的扩展性和容忍延迟变化特性,适用于各种不同规模网络.     

应用层组播中间件技术研究

由于IP层组播离实际商用还有很长的距离，应用层组播成为组播应用理想的替代方案。〖BP）〗目前的研究成果表明，以中间件的形式为组播应用提供应用层组播的基础功能是完全可行的,关键在于明确这些基础功能并确定出一种实用的中间件框架。在分析研究典型的应用层组播系统、协议和中间件的基础上，总结出了应用层组播的基础功能，并提出了应用层组播中间件的一种基本架构。     

基于加权选择函数的应用层组播路由算法

尽管IP组播是一种有效的多点通信方式,但在Internet范围内部署IP组播有着许多障碍.应用层组播可以在网络层不支持组播的情况下快速提供组播服务.提出了一种基于加权选择函数的分布式应用层组播路由算法,它在构造组播树时,能在尽量减少局部的三角路由同时兼顾节点之间的邻近性.模拟实验结果证明了该方案的有效性.     

应用层组播稳定性提高技术综述

互联网上组通信应用的日益普及和传统IP组播发展面临的困境导致应用层组播逐步受到广泛关注.将组播功能从路由器迁移到主机能够有效解决许多与IP组播相关的问题,但同时也带来一些新的挑战,如应用层组播稳定性问题.文中概述了应用层组播的数据传输模型、组播树构造算法和协议性能评价标准,阐述了应用层组播稳定性问题产生的原因,提出了衡量应用层组播稳定性的标准,分析了影响应用层组播稳定性的因素,根据影响因素将应用层组播稳定性提高技术分类为降低节点离开事件发生频率的方法、缩小节点离开事件影响范围的方法以及缩短节点离开事件发生后组播树恢复时间的方法,并介绍了各种应用层组播稳定性提高技术,展望了该领域未来的研究工作.     

OverSim:可扩展的应用层组播网络仿真框架

应用层组播作为IP组播的一个可行替代方案日益成为Internet应用研究的一个热点。如何仿真大规模、动态的应用层组播覆盖网络已经成为应用层组播方案研究人员面临的一个共同问题。本文在分析当前几款主流的覆盖网络仿真软件的基础上,提出了采用基于OMNet++网络仿真环境的Over-Sim覆盖网络仿真框架来模拟大规模、动态的应用层组播覆盖网络,并在此基础上研究分析可扩展的应用层组播方案。最后我们采用OverSim实现了对应用层组播协议Scribe的仿真并对结果进行了分析。仿真结果表明,OverSim可以在有限的硬件环境下,稳定地仿真高达上万个节点的大规模动态覆盖网络,仿真过程中内存消耗较低,且与覆盖网络规模呈线性关系。     

多媒体组播协议分析及其实现

从IP网络多媒体组播协议体系结构出发，在网络协议，传输协议和应用协议方面，讨论组播协议的特点，功能和实现方法，在传输层讨论RTP／RTCP协议的设计原则，以适用于IP上的视频会议；在应用层讨论设计组播服务器时相关的协议及产品；在网络层由实现了IGMP的路由器组成Mbone，组播用户通过IGMP加入组播组，以达到合理利用网络带宽，并给出实例，组播技术还在继续发展，IGMP协议的V3版IGMPV3在线路由 器的层次上提供了对源路由组播的支持。     

带度约束的最小直径应用层多播路由问题的启发式遗传算法

由于IP多播难以在因特网环境中配置，应用层多播作为IP多播的一种替代方案得到越来越多的研究。从网络设计的角度来看，应用层多播在网络代价模型及路由策略方面与传统的IP多播有很大区别。本文研究了带度约束的最小直径应用层网络多播路由问题，提出了解决该问题的启发式遗传算法。通过大量仿真实验，我们对比分析了两种贪婪算法法和遗传算法的性能。实验显示，启发式遗传算法具有较好的性能。     

基于监听的组播服务管理分析与研究

导致组播应用存在问题的原因之一是缺乏服务管理。现今,组播面临转折,服务管理是否有效将决定组播能否在专有网络和Internet中继续使用。分析近期组播服务管理方面的研究工作,全文关注点是:域内和域间组播服务管理存在的问题及解决方法;监听信源和信宿间的组播可达性;测定端到端路径上的组播存在性。     

IPTV网络组播技术

随着通信网络向宽带、融合IP化发展,带动IPTV应用迅猛发展。基于现有网络融合的IPTV组播技术,分析固网在应用层、宽带接入服务器（BRAS）和数字用户线路接入复用器（DSLAM）组播方式和移动组播技术实现IPTV组播差异。指出IPv6组播技术成为Internet组通信的一种高效解决方案,是下一代网络应用的重要支撑技术,为实现IPTV提供了更广的应用前景。     

大规模应用层组播网络体系结构研究

阐述了IP组播发展所面临的问题、应用层组播发展现状和ScatterCast应用层组播网络，在对ScatterCast扩展的基础上，提出了一种新的支持大规模应用模式的应用层组播网络体系结构，以解决应用层组播通信的可扩展性及与IP组播的兼容性等问题。介绍了应用层组播网络的性能评价参数。     

基于主干网信息可扩展的应用层组播

由于IP组播难以在Internet中得到大范围地部署,从而引发了应用层组播的研究。为了减轻大多数应用层组播方法中存在的控制开销重、延迟大、扩展性差等不足,论文提出了一种基于主干网信息的可扩展的应用层组播方法——SAM,并通过参照CERNET主干网的模拟实验,表明了SAM方法的效率与性能。     

基于监听的组播服务管理分析与研究

导致组播应用存在问题的原因之一是缺乏服务管理。现今，组播面临转折，服务管理是否有效将决定组播能否在专有网络和Internet中继续使用。分析近期组播服务管理方面的研究工作，全文关注点是：域内和域间组播服务管理存在的问题及解决方法；监听信源和信宿问的组播可达性；测定端到端路径上的组播存在性。