基于主动网络的流媒体可靠组播算法研究
毕业论文
【 摘 要 】
IP组播技术的出现和广泛使用满足了大规模的多点传递应用需求，但同时也带来了许多问题，尤其是IP组播在固有的“尽力而为”的传递方式下无法保证数据传输的可靠性。可靠组播技术就是要解决组播传输中的可靠性问题。流媒体被认为是未来网络的主流应用之1，虽然流媒体应用对分组丢失有1定的承受能力，但过多的丢失无疑会严重影响流媒体回放的感观质量。因此，有必要对流媒体的可靠组播传输技术进行研究。现有的可靠组播研究表明，网络中间结点的适当参与有利于可靠组播协议性能的进1步提高，主动网络在解决组播的可靠性方面具有独特的优势。 本文首先讨论了可靠组播中差错恢复和拥塞控制设计面临的挑战，分析了可靠组播技术的现状及相关工作。本文的核心是针对流媒体传输，提出了两个基于主动网络的可靠组播算法：差错恢复算法ARMER和拥塞控制算法ARMCC。 (1)ARMER是1种答复者辅助主动路由器进行差错恢复的可靠组播算法。该算法包括下列5个机制：丢失检测、答复者选择、NACK处理、本地恢复和局部重传、缓存管理与周期ACK反馈。ARMER充分利用主动路由器的主动服务，同时与主动路由器连接的答复者辅助重传，缓解了主动路由器的压力。算法解决了反馈风暴和重传滋扰问题，能进行快速而有效的`差错恢复，具有很好的可扩展性，适合大规模的流媒体可靠组播应用。 (2)ARMCC是1种路由器辅助的基于速率的可靠组播拥塞控制算法。该算法包括下列4个机制：分层RTT测量、拥塞检测、速率调整、拥塞平滑缓冲区管理。ARMCC灵活利用主动路由器的资源，不仅能使组播流和TCP流共享瓶颈链路带宽，达到协议间的公平性；还能将拥塞影响限制在局部子树范围内，达到协议内的公平性。ARMER解决了Drop-to-zero问题，具有良好的可扩展性，另外算法采用TCP流量模型公式，能产生平滑的传输速率，并要求传输速率不会低于最小速率阈值，保证了流媒体业务的可用性。 本文最后部分利用NS网络模拟器对ARMER和ARMCC算法进行了模拟，并依据实验结果对其性能进行了深入分析。将算法分别与经典可靠组播协议ARM、AER及组播拥塞控制协议TFMCC比较，证明了只需要少量主动路由器支持，就可使算法取得非常好的性能。本文的工作也进1步证明了对于某些应用，主动网络具有独特的优势，将成为非常有潜力的下1代网络处理平台。
【文摘语种】 中文文摘
【论文页数】 1-52
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