针对网络应用层实现多播的探析论文

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时间:2018-11-21

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1、针对网络应用层实现多播的探析论文.freelulticasting)服务被实现在TCP/IP协议的网络层,但由于网络层的多播服务实现需要扩展网络层的路由与数据包收发协议,这在大多数的实际网络环境里并不是一件容易的事情.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.本文介绍了应用层多播的定义和方法.freelulticast的支持.虽然目前已经出现了针对上面这些特性的研究,但是这些解决方案目前在In

2、ter上的影响并不明确,需要在大范围应用前进行更好的研究.IP组播需要对现有网络做底层的改变.同时由于在收费机制方面的技术无法突破,使得目前只有少数的因特网服务供应商支持IP组播.出于以上的考虑,近年来国外一些研究者开始研究新的组播架构,试图绕开IP组播的种种难题,因此提出了基于应用层的组播协议.即在应用层实现组播的功能,而不是再依靠网络层路由器来实现.这种组播方法不需要任何网络底层架构的改变来实现组播,从而为组播的大范围开展与应用提出了一种新的途径.应用层组播将对组播功能的支持从路由器转移到终端系统,在终端之间运用原来的

3、单播方式进行传输,这样不必改变原有网络中基础设施,也不需要路由器维护组播组的路由表,可以比较容易地实现组播,加速了应用.1应用层组播介绍应用层组播的基本模型图如图1所示.图la为IP组播数据传输的方式,数据在网络内部的路由器上进行复制;图1b为应用层组播的数据包在网络的终端系统进行复制.由于应用层多播不像网络层多播实现数据包的复制在网络层路由器,而是在应用层上.因此,应用层的多播协议要求具有以下特点:(1)自组织性.多播所基于的逻辑拓扑结构的构建应该是分布式的自组织方式.参与多播的成员可能分布在极广的地理位置范围内,地理位

4、置相近的成员应能先自组织成一个逻辑子拓扑结构来联人整个多播拓扑中.(2)自适应性.多播基于的数据逻辑拓扑在构建后要能自适应地根据网络服务状态和多播组成员变化做出改变和优化,以便可选择更佳的多播传输路径.(3)高效性一般地,多播构建的数据传输逻辑拓扑结构必须尽量使得在同一条逻辑传输路径上的冗余数据传输最低.但针对不同的应用要求,多播的高效性也具有不同的侧重含义.如对于视频会议的应用,多播的有效性是指传输的实时性,而对于白板之类的应用即要求实时性也要求传输的可靠性.1.1应用层组播的优点(1)应用层组播能够很快就进人应用,不需

5、要改变现有网络路由器.(2)接人控制更容易实现.由于单播技术在这方面比较成熟,而应用层组播是通过终端系统之间单播来实现的,所以差错控制、流控制、拥塞控制容易实现.(3)地址分配问题也就可以有相应的解决方案.1.2应用层组播的缺点(1)可靠性:终端系统的可靠性比路由差.(2)可扩展性:底层的路由信息对应用层组播来说是隐藏其来的,可扩展性不好.(3)延迟比较大:IP组播主要是在链路上的延迟,而在应用层组播中,数据还要经过终端系统,因而延迟相对要大一些.(4)数据传输效率不如IP组播:应用层组播在数据传输过程中会产生数据冗余,因

6、此它们比IP组播的效率差.2应用层组播协议的实现应用层组播协议通常把组成员组织成两个逻辑拓扑:控制拓扑和数据传输拓扑.拓扑上的每条边相当于一条单播连线.控制拓扑主要用来在端系统间周期性的交换控制信息来发现和恢复由于一些成员的非法离开造成的拓扑破坏.数据拓扑通常是控制拓扑的一个子集,主要用来表明数据包的传输路径。实际上,数据拓扑一般是一个网状拓扑结构.因此,根据构建控制拓扑和数据拓扑的顺序,可以将目前网络层组播协议的实现方法分为:网优先(Mesh-first)多播、树优先(Tree-first)多播和隐含多播三类网优先多播协

7、议中,多播成员首先分布式地组织形成一个网型的控制拓扑,在某一对多播组成员之间可能存在多条的连接路径.基于这个网型的拓扑,每一个多播组成员根据某种路由协议分布式地计算出自己到每一个其它多播组成员的数据传输路径.然后可借助许多网络层多播协议如DVMRP使用的转发逆向路径(ReversePathForTP都是属于这类的应用层的多播协议.隐含多播协议里,控制拓扑是有协议使用的一定的算法将多播组成员事先组织成某种逻辑结构.基于这个逻辑结构,分别按照某种数据的转发算法来定义形成协议的控制拓扑与数据传输拓扑.这样控制拓扑和数据传输拓扑都

8、是在协议事先基于的逻辑结构中被定义,而不需要像前面提到的两类多播协议一样来基于其中之一构建形成另一者.并且协议只需维护多播组成员事先组织成的逻辑结构,不需要去直接维护协议的控制拓扑与数据传输拓扑.这类应用层多播协议由于不需要在多播组成员之间进行频繁的状态信息的通信交互,从而避免了除数据传输之外的成员状态

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