基于主動網(wǎng)的可靠多播的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,在大范圍內(nèi)的點(diǎn)對多點(diǎn)的應(yīng)用需求也越來越多,IP Multicast技術(shù)的出現(xiàn)和廣泛運(yùn)用在滿足了多點(diǎn)傳遞應(yīng)用需求的同時(shí)也帶來了許多問題,尤其是IP固有的"盡力而為"的傳遞方式無法保證應(yīng)用對可靠性的要求.近10年來,許多可靠多播協(xié)議相繼被提出和實(shí)現(xiàn),它們從不同程度上滿足了應(yīng)用對可靠性的要求,然而,一方面網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)性使得部署這些可靠多播協(xié)議變得十分困難,另一方面現(xiàn)有的研究也越來越清楚地表明,網(wǎng)絡(luò)的中間結(jié)點(diǎn)的適當(dāng)參與有利于

2、可靠多播協(xié)議性能的進(jìn)一步提高.主動網(wǎng)是對傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模型的一種革新,它將"存儲一轉(zhuǎn)發(fā)"式的網(wǎng)絡(luò)模型轉(zhuǎn)變?yōu)?存儲-解釋-轉(zhuǎn)發(fā)"式的網(wǎng)絡(luò)模型,主動網(wǎng)為用戶定制化網(wǎng)絡(luò)功能提供了一種統(tǒng)一和靈活的框架,不但可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的"即插即用",并且能夠優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)服務(wù)性能.因此,主動網(wǎng)技術(shù)在解決多播可靠性方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢,而隨著主動網(wǎng)的進(jìn)一步發(fā)展和推廣,研究和實(shí)現(xiàn)基于主動網(wǎng)的可靠多播協(xié)議既有理論價(jià)值也頗具實(shí)踐意義.本文首先結(jié)合ANTS原型系統(tǒng)對主動網(wǎng)的體系結(jié)

3、構(gòu)進(jìn)行了闡述和分析,總結(jié)了主動網(wǎng)技術(shù)的基本概念和核心思想,并指出由于其在解決網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)性上的優(yōu)勢,主動網(wǎng)技術(shù)會越來越普遍地應(yīng)用于邊緣路由器中.隨后,我們根據(jù)IP Multicast的"Host Group"模型設(shè)計(jì)了基于主動網(wǎng)的多播通信模式,這使得主動可靠多播不受底層是否支持IP Multicast的限制,從而增強(qiáng)了系統(tǒng)的靈活性和可部署性;進(jìn)一步地,我們在多播實(shí)現(xiàn)中還考慮了結(jié)點(diǎn)間的延時(shí)估算問題,對單播延時(shí)估算方法進(jìn)行了改進(jìn),提出了適用于多

4、播的延時(shí)估算方案,其估算值有助于合理定義主動網(wǎng)中軟狀態(tài)的保存時(shí)效,并為某些計(jì)時(shí)器的設(shè)置提供依據(jù).接著本文詳細(xì)闡述了主動可靠多播中的關(guān)鍵問題,如可靠性的定義、反饋抑制、恢復(fù)者選擇、重傳策略和恢復(fù)者分配等.對于NACK爆炸問題,我們通過在主動結(jié)點(diǎn)中保存軟狀態(tài)來熔合類似的NACK,有效地抑制了反饋信息;我們利用ACK方式使得丟失者不但可以在多播路徑上選取恢復(fù)者,而且也可以在局部的接收者中選取恢復(fù)者;NACK記錄的設(shè)計(jì)方便了子播修復(fù)報(bào)文的實(shí)現(xiàn),

5、進(jìn)一步減小了局部恢復(fù)的資源消耗;我們對恢復(fù)者分配問題進(jìn)行了抽象的描述,以可靠多播中的最大恢復(fù)延時(shí)為目標(biāo),提出了一種隨機(jī)尋優(yōu)的恢復(fù)者分配算法,它可以逐步調(diào)整和優(yōu)化恢復(fù)者的比例和位置,合理利用主動網(wǎng)的計(jì)算資源.論文的最后部分對基于主動網(wǎng)的可靠多播系統(tǒng)進(jìn)行了測試和仿真.測試結(jié)果表明,主動可靠多播對內(nèi)存的需求是可接受的,而主動封包的處理時(shí)間仍需進(jìn)一步的改進(jìn);仿真結(jié)果表明,相對于傳統(tǒng)的可靠多播方案,基于主動網(wǎng)的可靠多播具有很好的可擴(kuò)展性,特別是在