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。     

一种利用双路径组播树提高应用层组播稳定性的方案

应用层组播作为IP组播的替代方案,具有简单灵活、容易部署的优点,在分布式多媒体通信领域获得了广泛的应用.但其存在组播树稳定性的问题,发展受到了限制.该文提出一种双路径组播树方案,采用两个组播树传输和转发不同内容的数据,在节点加入或者退出组播组时,不需要重新构建组播树,其它节点仍然可以接收到可接受的多媒体数据,从而减少故障恢复的时间,提高应用层组播的稳定性,改善应用层组播的性能.最后通过计算机仿真,表明该方案在节点加入和退出时减少了故障恢复时间,维护了组播树的稳定性,具有良好的性能改善和显著的优点,适合多媒体业务传输.     

一种应用层安全组播系统的研究与实现

组播技术的出现解决了网络数据冗余传输的问题,可以有效节省网络资源。由于IP组播其对网络层的依赖性,其实现必须得到路由器的支持,因此并没有得到广泛的应用。本文提出了一种基于应用层的安全组播系统,系统可以根据接收者对延时和带宽的要求,提供组播服务。系统中采用综合点到点加密和使用同一密钥加密的方法,以较低的系统开销确保数据的安全性。     

安全高效的应用层组播系统

本文提出了一种安全高效的应用层组播系统,系统可以根据接收者对延时和带宽的要求,提供组播服务,系统中综合采用了点到点加密和整组同一密钥加密两种技术,以较低的系统开销保证了数据的安全性。     

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.     

应用层组播综述

为了加速组播的应用,解决现有组播存在的问题,近年来提出了应用层组播。将组播的功能从路由器转移到终端,不需要路由器维护组播组的路由表,且不用改变现有网络设施,方便实现组播功能。论述了现有的应用层组播,并对它们进行比较和评价,最后提出发展前景和进一步的研究方向。     

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。     

一种动态负载均衡的P2P应用层组播方案

基于结构化的P2P基础设施,给出一种动态负载均衡的应用层组播方案--DLBMS.利用Tapestry协议的路由和定位机制,设计了延迟优化的组播转发树结构,采用根节点复制的方法生成多棵不相交的组播转发树,根据负载的变化动态调节组播转发树数目以实现负载均衡和降低源到组成员节点的端到端延迟.通过模拟实验说明了此方案在平均控制负载和端到端平均延迟方面的有效性.     

一种大规模应用层组播密钥分发方案

提出了一种受时延约束的应用层组播密钥分发方案DCKD(Delay-constrained Key Distribution),根据应用层组播应用的密钥传输时延约束,通过在网络中选择辅助转发节点协助源节点完成密钥信息的分发。仿真实验表明,DCKD方案可保证组成员在规定的时延约束范围内收到密钥信息,适用于大规模的应用层组播应用。     

一种分层分簇的应用层组播方案

在对NICE应用层组播协议研究的基础上,提出了一种新的应用层组播方案LCcast。它采取分层分簇的结构特征,从簇中选择出能力强的领导节点用Chord环组织起来。在数据传输方面,使用Chord环中定义的指向表并结合Dijkstra算法生成最小延迟的组播树,从而减少了传输延迟。同时,为了防止数据包丢失,对每一个簇选择了一个备用领导节点集合。仿真结果表明,LCcast组播方案在一定程度上减少了时间延迟,提高了平均数据传输率,降低了控制开销和领导节点的负载。     

一种基于DHT的应用层多播方案

由于应用层多播相对于IP多播的易于部署,得到了国内外学术界的广泛研究。该文从经典的P2P搜索协议Chord入手,构建了基于P2P覆盖网的不定叉树,支持任意源多播,将节点的加入和根的发现结合起来,并对其网络动荡(节点加入与退出)实行制约限制,使网络环境保持基本稳定,达到负载平衡,并预测了本模型发展的方向。     

应用层组播协议的研究

由于IP组播至今没能在Internet上大规模的应用,许多研究者提出了应用层组播的新方法来实现广域的组播服务。此方法中组播功能的实现是通过终端主机而不再依靠网络中的路由器。和IP组播不一样的是,应用层组播不需要底层架构的支持并且能够在Internet上很容易的实现。该文讨论了目前四种有代表性的应用层组播协议并且给出了这些协议的性能和应用的比较。     

异构网络环境下的高稳定性应用层组播方案

针对异构网络环境中由于节点转发能力异构而引起的应用层组播稳定性不足的问题,对异构overlay拓扑建模进行了研究,分析出组播稳定所需满足的约束条件,提出了一种基于gossip协作机制的应用层组播方案。在所提机制能够均衡节点间负载,缓解能力弱的节点负载过重的问题;如果组播过程中有成员节点动态离开或转发能力不足,其他节点相互协作共同分担其负载以维持组播的稳定性。随后的链路强度分析表明,与传统的应用层组播方案相比,本方案能够大幅降低拓扑的平均链路强度,提高组播系统的稳定性。最后通过OMNeT 仿真平台对本方案进行仿真验证,实验证明在动态的异构overlay拓扑下,本方案能够显著提高数据分发成功率,保证组播的连续性和稳定性。     

一种基于DHT的应用层多播方案

由于应用层多播相对于IP多播的易于部署,得到了国内外学术界的广泛研究。该文从经典的P2P搜索协议Chord入手,构建了基于P2P覆盖网的不定叉树,支持任意源多播,将节点的加入和根的发现结合起来,并对其网络动荡（节点加入与退出）实行制约限制,使网络环境保持基本稳定,达到负载平衡,并预测了本模型发展的方向。     

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。     

基于分层结构的Ad Hoc网络应用层组播路由研究

提出了一种基于分层结构的Ad Hoc网络应用层组播路由协议HALMP,将网络划分为多个子网,利用虚拟成员节点和延迟响应机制优化子网内共享组播树,以最小生成树方式构建子网间的源-群首组播树,数据分组转发时对组成员节点分布密集的区域引入本地广播机制。仿真结果表明,这些策略的采用优化了组播树,提高了分组转发效率,协议具有较好的可扩展性。     

自底向上的应用层组播树重构算法

分析传统应用层组播树重构算法的不足,结合前向式重构技术,提出一种自底向上的应用层组播树重构算法.采用自底向上的方法将备用父节点的本地选择策略和全局选择策略进行有机结合.仿真结果表明,该算法在组播树的恢复时延、重构树的质量、树重建的控制开销方面都有一定的改进.     

应用层多播协议研究

应用层多播不需要对现有网络基础结构做任何修改,不需要路由器支持,在虚拟叠加网的基础上由参与多播的端系统完成包的复制、路由计算、转发等功能,从而能方便、灵活地在因特网上进行部署。本文将按照树优先、网优先和层次结构三种应用层多播叠加网拓扑构建方式对应用层多播协议进行讨论。     

基于P2P的应用层组播结构研究

按照单播树、多播树和网状3种重叠网络构建方式分析现有的P2P应用层组播结构，提出构建P2P应用层组播时深度与宽度的平衡、如何利用叶子结点、网络波动的影响等几个普遍问题。给出了一种新的自适应出度的P2P应用层组播算法，试验证明利用结点带宽的异质性可以有效平衡深度、结点度，提高叶子结点的利用率。