基于sdn的视频组播系统的设计与实现

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1、目录1绪论11.1问题背景11.2研究现状21.3论文内容21.4论文结构32相关技术背景32.1IP组播技术32.1.1IP组播实现机制32.1.2组播成员管理和组播路由选择协议42.1.3IP组播技术存在的问题52.2SDN52.2.1SDN定义与架构52.2.2SDN控制器62.3实时视频传输技术………………………73系统设计与实现83.1系统框架83.1.1架构设计83.1.2系统工作流程93.2系统模块93.2.1客户端93.2.2视频服务器103.2.3SDN控制器103.2.4OpenFlow交换机113.3系统仿真实验114总结与展望184.

2、1总结184.2展望19参考文献19英文摘要21致谢22广西师范大学本科毕业论文(设计)学生诚信保证书23基于SDN的视频组播系统的设计与实现专业：计算机科学与技术学号：学生姓名：指导老师：【内容摘要】伴随着网络通信技术的发展，视频组播技术始终保持着其研究热点的地位。视频组播技术广泛应用于视频会议、远程学习、IPTV等相关领域，其优势主要体现在能节约网络带宽资源并有效提高网络利用率。现今,该领域的研究工作旨在推进网络资源及技术的发展，以提高视频组播服务质量，为用户提供更优质的体验。SDN（SoftwareDefinedNetwork，软件定义网络）架构的提出

3、，使得网络的自动化管理和控制能力得到有效的提升，其控制平面与转发平面相分离的设计理念，能够在一定程度上缓解视频组播业务所面临的诸多限制，促进了服务质量的发展与进步。本文首先介绍了SDN技术、组播技术、实时视频传输技术等相关内容。其次，基于以上技术及视频组播系统的基本需求，提出了一种基于SDN的视频组播系统架构设计，详细地描述系统框架及系统各模块功能。最后搭建了实验环境，进行了多用户仿真实验，实验结果证明了系统的有效性与实用性。【关键词】软件定义网络；视频组播；实时视频传输；1绪论1.1问题背景随着互联网用户数目的指数级增长,用户对于多媒体通信的发展需求也在不

4、断提高,因此相当一部分的网络业务有赖于组播技术的支持。组播凭借其合并重复信息传输，以减少带宽浪费和降低网络设备负担的优势，成为因特网上的一个热门课题。IP组播自1988年由SteveDeering首次提出至今，经历了数十年的发展与进步，由于其网络利用率高、节省发送者自身的资源、可拓展性较强的优点，IP组播在大量新型网络应用中发挥了重要的作用，尤其在流媒体传输领域。流媒体传输区别于一般数据传输之处体现在其对于速率控制、拥塞控制和差错控制等方面均有严格要求，因此在现有因特网上构建流媒体传输系统面临诸多困难,包含服务质量问题、异构性问题、安全性问题以及可拓展性问题

5、在内的多方面问题有待相关技术研究人员的解决与优化。然而，随着SDN这一新型网络体系架构的提出，它为以上各类问题的解决指明了方向。SDN采取集中式的控制平面和分布式的转发平面，这两个平面在架构中相互分离，控制平面通过控制-转发通信接口对转发平面上的网络硬件设备进行集中式控制，并提供灵活的可编程能力。SDN所提供的网络部署、拓展、适应及更新上的优势弥补了IP组播由于技术及经济上遭受的发展限制。视频组播作为一项应用前景广阔的网络技术，如果能配合一些先进技术理念、模型加以研究，并配合相应的传输机制及路由算法，势必将会推进各类网络业务的蓬勃发展。1.2研究现状鉴于SD

6、N架构为组播提供的诸多优势，基于SDN的组播领域已进行了相当丰富的研究。从SDN控制器的架构入手，现存的组播及相关业务的研究成果主要包括以下内容。文献[4]研究了一种基于OpenFlow网络的新型QoS框架，它能在OpenFlow控制层支持动态QoS，以优化转发决策，最终达到显著提升分级视频流传输质量的效果。文献[5]提出了一种在组播中实现流量负载均衡的SDN控制器框架，通过实时链路消耗调整达到了流量分配的显著优化。文献[6]设计了一种具备IP组播功能的OpenFlow控制器，此控制器规定了单个组播组可对应多棵组播树，以便在链路发生故障时替换组播树。类似的，

7、文献[7]也设计了一种基于SDN的组播控制器，但该控制器的优势体现在其对于组播网络安全性及控制能力方面的研究成果。文献[8]提出了一种利用SDN中SVC组播实现的视频会议架构，在此框架中，研究者摒弃了传统视频会议系统中使用的IGMP（InternetGroupManagementProtocol，网际组管理协议）和MCU（MultiControlUnit,多点控制单元），转而根据网络实时状态设定组播路径，从而满足不同终端设备对于视频会议系统的支持。随着SDN领域的不断发展，控制器的种类也日益增加，因此部分研究者选择在开源控制器的基础上，开发出各类组播应用程序

8、。文献[9]在开源控制器OpenDaylight平台