分布式虚拟环境下的混合应用层组播传输协议

分布式虚拟环境下的数据传输具有多源、实时性和安全性要求高等特点.为解决在广域网环境下大规模分布式虚拟环境中数据传输问题,在分析IP组播和应用层组播的基础上,提出了混合应用层组播传输协议.该协议采用分组、分层思想,将IP组播的高效和快速性与应用层组播的可扩展性有机结合,实现在广域网中稳定、快捷的传输仿真交互数据;确定组、层结构并设计独特的路由构建规则来满足分布式虚拟环境数据多源的特点,以及对传输实时性的要求.最后通过实验对比,验证了该传输协议在分布式环境下的高效性和实用性.     

基于并行处理的PIM—SM注册消息高速转发方法

在国家863重大课题"大规模接入汇聚路由器(ACR)"设计PIM-SM(Protocol Independent Muhicast-Sparse Mode)组播路由协议的分布式实现中,针对现有处理PIM-SM协议控制报文中的注册消息(Register message)的方法会引起路由器控制平面与数据处理平面交互信息量过大,并且消耗路由器处理负载最多的缺点,提出一种基于并行处理的高速转发方法,该方法便于直接在转发引擎以硬件实现,在不影响线速转发组播数据的前提下,无需将组播数据上报路由器主控平面,减少了两平面交互的数据量,缩短了组播报文在路由器内部的处理时间,能够达到更好的组播数据转发性能.     

内容发布订阅系统路由算法和自配置策略研究

路由算法和动态自配置特性是实现大规模基于内容的发布订阅系统的两个关键问题.尽管已经有多种路由算法被提了出来,但是它们没有充分利用组播技术提高系统性能和节省网络带宽;此外,已有系统的网络都是静态的,不能够进行网络的自动配置.首先,提出了具有组播集群的层次性系统模型,设计了混合式路由算法,充分利用物理网络组播的特性,节省网络带宽.然后,提出了组播集群复制协议和基于内容的组播树协议CMTP,分别处理节点或者链路失效导致的网络分割以及路由的重建.实验结果表明,这些算法和协议的引入节省了网络带宽,显著提高了系统的性能,保证了系统的自配置特性.     

支持QoS的覆盖组播分布式动态路由研究

研究了带度和延时约束的覆盖组播动态路由问题,提出了动态适应性覆盖组播路由协议OMP,给出了一个基于分布式触发重组的组播路由算法——动态覆盖组播路由算法(DDCOMR),最后对该算法的复杂度进行了推证,对协议和算法的有效性进行了网络模拟。     

域间路由协同监测中的信息共享机制

路由协同监测通过在自治系统之间共享路由监测信息来形成更为完整的全局监测视图,从而克服域间路由系统自治性的制约,提高单个自治系统的路由监测能力.针对路由协同监测的核心问题——监测信息共享,基于自组织思想设计了信息共享机制CoISM.该机制利用BGP路由策略引起的信息局部性对路由监测信息的传播范围进行裁减和控制,在被动查询的基础上增加了信息"反射"行为,利用路由监测信息之间的相关性实现信息的主动推送,将自治系统的利益建立在主动信息共享这一利他行为的基础上.CoISM能够引导自治系统实现路由监测信息的自组织聚合与按需共享,具有激励性,能够促进自治系统之间的协同.该机制采用分布式体系结构,具有良好的扩展性和较低的通信开销,不需要修改BGP协议,支持可渐进部署,适用于域间路由协同监测、路由故障协同分析、协同入侵检测等多种跨域协同管理应用.     

基于受限泛播技术的可伸缩性QoS组播路由协议

随着远程会议、远程教育和交互式仿真等分布式多媒体应用的兴起,组播技术受到网络研究人员的重视.而这些应用的QoS(quality of service)需求又进一步推动了QoS敏感的组播路由协议的发展.在已提出的各种QoS组播路由协议中,如何提高呼叫成功率、增强规模伸缩性、降低控制报文开销,仍然是一个有待探索的问题.提出了一个新的QoS组播路由协议,其基本思想是使路由器只存储其两层邻居节点的可达性信息以及链路的QoS状态信息,以减少路由器存储开销,提高协议的规模伸缩性(scalability).协议采用受限的泛播技术,构造了一个接受节点发起的、采用多路径技术的、分布式路由算法.描述了协议的数据结构、组播树的构造算法,并给出了模拟实验结果.分析表明,基于受限泛播技术的组播路由协议具有节点存储开销小、呼叫接收成功率高等特点.虽然该协议付出了泛播引起的额外带宽开销较大的代价,但是由于协议所需要的控制数据总量不大,加上两层存储结构在一定程度上限制了泛播通信量,因此该方案具有很好的性能.     

可交互流媒体服务中的应用层组播技术研究

在开放、动态的网络环境中,网络构件致力于如何有效地整合和共享多样化资源.近年来,流媒体应用在In-ternet上日趋流行,由此带来了资源共享和节约带宽消耗等一系列挑战性的问题.应用层组播被认为是解决大规模流媒体应用网络拥塞的一种有效技术.然而,流媒体交互操作会引起组播树的频繁重构,从而降低系统性能.提出了一种支持可交互操作的应用层组播树构建协议ISMT(Interactive Streaming Multicast Tree),可以降低用户响应延时和改善系统的扩展性.通过仿真实验验证了ISMT协议的有效性.     

可扩展主动兴趣管理技术研究

兴趣管理是提高分布式虚拟环境扩展性的基本方法,然而经过近十年的发展,扩展性问题仍然是困扰分布式虚拟环境乃至兴趣管理方法的首要问题.传统兴趣管理方法可分为直接利用IP组播和采用混合通讯结构两种.IP组播本身面临诸多扩展性问题,而混合结构仍不能解决瓶颈问题和扩展问题.最近提出的主动兴趣过滤方法将主动路由思想引入到兴趣管理方法中,虽使通讯量大为减少,但这种方法没有解决兴趣管理系统本身的扩展问题,为此提出了可扩展的主动兴趣管理方法,该方法是通过结合主动路由技术,基于内容的发布-订购模式和应用层组播技术来构造一个基于内容(兴趣)进行过滤和转发的通讯架构,该技术既提高了分布式虚拟环境的扩展性,又满足了动态快速改变通讯关系的要求,即提高了兴趣管理系统本身的扩展性.     

基于QoS策略的PIM-SM协议的扩充

为了解决目前对组播服务质量(QoS)支持所存在的不足,提出了基于QoS策略的PIM-SM组播路由协议扩充方案--基于逐跳单播的QoS组播(PUQM).该方案以PIM-SM组播路由协议为基础,利用下层单播路由协议以逐跳的形式传递和处理组播路由中的预留带宽QoS参数,从而建立基于源的具有QoS保证的组播分发树,确保组播数据包转发过程中对服务质量的要求.对测试数据的分析结果表明,该方案能够达到预期的效果.     

一种基于DHT的Web缓存共享方法*

提出了一种基于DHT技术的Web缓存共享方法。该方法使得企业网络中所有节点能够相互共享浏览器中的本地缓存,从而形成一个高效的、大规模的分布式缓存共享系统。针对Web缓存共享的系统响应迅速的要求提出一种路由步长为O(2)的路由协议,保证Web查询请求最多只经过一次转发就可到达目标节点。性能分析和仿真实验的结果证明其在路由可靠性、命中率、系统响应和缓存代价方面均有满意的效果。     

基于遗传算法的实时组播通信路由算法

组播通信路由技术是视频广播、计算机会议、CSCW()等新型分布式计算的关键技术.提出了基于分布式遗传算法的共享树组播路由算法,包括包交换的网络组播树的建立、组播树的动态维护和计算满足特定时延和时延抖动限制的近似斯坦利最小树算法等.利用它可以实现在给定网络和组播需求的情况下,在组成员间寻找动态的组播树,并使该树覆盖所有的成员,并约束网络费用达到最小.进而解决树状路由的建立以及树状路由的动态维护等问题.     

XML路由技术在分布式虚拟环境中的应用

在对XML路由技术进行研究和分析的基础上,提出一种基于XML路由的分布式虚拟环境系统构建方法.该方法将XML路由技术与主动兴趣管理相结合,采用双向共享组播树作为通信拓扑结构,根据发布-订购模式实现了数据包的主动过滤和转发.不仅减少系统的网络通信量,而且可以快速、动态地改变通信关系,有效地提高了分布式虚拟环境的可扩展性.最后通过原型系统的实现验证了该方法的可行性和有效性.     

A Service-Centric Multicast Architecture and Routing Protocol

In this paper, we present a new multicast architecture and the corresponding multicast routing protocol for providing efficient and flexible multicast services over the Internet. Traditional multicast protocols construct and update the multicast tree in a distributed manner, which may cause two problems: first, since each node has only local or partial information on the network topology and group membership, it is difficult to build an efficient multicast tree and, second, due to the lack of complete information, broadcast is often used for sending control packets and data packets, which consumes a great deal of network bandwidth. In the newly proposed multicast architecture, a few powerful routers, called m-routers, collect multicast-related information and process multicast requests based on the information collected. The m-routers handle most of the multicast-related tasks, whereas other routers in the network only need to perform minimum functions for routing. The m-routers are designed to be able to handle simultaneous many-to-many communications efficiently. The new multicast routing protocol, called the Service-Centric Multicast Protocol (SCMP), builds a shared multicast tree rooted at the m-router for each group. The multicast tree is computed in the m-router by employing the Delay-Constrained Dynamic Multicast (DCDM) algorithm, which dynamically builds a delay-constrained multicast tree and minimizes the tree cost as well. The physical construction of the multicast tree over the Internet is performed by a special type of self-routing packets in order to minimize the protocol overhead. Our simulation results on ns-2 demonstrate that the new SCMP protocol outperforms other existing protocols and is a promising alternative for providing efficient and flexible multicast services over the Internet.     

A distributed multicast routing protocol for real-time multicast applications

Multicast routing is establishing a tree which is rooted from the source node and contains all the multicast destinations. A delay bounded routing tree is a tree in which the accumulated delay from the source node to any destination along the tree does not exceed a pre-specified bound. This paper presents a distributed routing protocol which constructs delay bounded routing trees for real-time multicast connections. A constructed routing tree has a near optimal network cost under the delay bound constraint. The proposed algorithm is fully distributed, efficient in terms of the number of messages required, and flexible in multicast membership changes. A large number of simulations have been done to show the network cost of the routing trees generated by our method is better than the other major existing algorithms.     

主动层次多目通信路由模型

许多应用需要IP多目通信.在Internet大规模应用IP Multicast时,有效的路由是关键.这样的多目路由协议必须是有效的、可伸缩的和增量可配置的.但是传统的Internet路由对性能是不敏感的,不能平衡负载和处理拥塞.现有的大多数多目通信路由协议不仅负责数据转发,还负责路由树的构造,这给路由器带来了极大的复杂性,而且协议的配置是手动的、费时费钱的工作.该文提出一个主动层次式Multicast路由的体系结构,采用主动网络技术将多目通信路由协议的数据转发和控制机制分开,根据链路的状态信息用主动报文控     

Ad Hoc网络QoS多播路由协议

随着高性能网络、移动网络及Internet的不断发展，具有QoS约束的多播路由技术已成为网络及分布式系统领域的一个重要研究课题．该文研讨了Ad Hoc网络中具有Qos约束的多播路由问题，其中主要包含延迟、带宽、代价等Qos约束．文中描述了一种适应于研究Ad Hoc网络Qos多播路由的网络模型，提出了Ad Hoc网络中一种具有QoS约束的多播路由协议(QMRP)．文中给出了该协议的正确性证明和复杂性分析．仿真实验结果表明，该协议较其它协议更适合于网络状态变化比较频繁的环境以及实时多媒体应用，优化了多播树的代价．QMRP为Ad Hoc网络QoS约束多播路由提供了一种新的有效途径．     

A distributed QoS-Aware multicast routing protocol

This paper discusses the multicast routing problem with QoS constraints, and describes a network model that is suitable to research such routing problem. The paper mainly presents a distributed QoS-aware multicast routing protocol (QMRP). The QMRP can operate on top of the unicast routing protocol. It only requires the local state information of the link (or the node), but does not require any global network state to be maintained. The QMRP can significantly reduce the overhead for constructing a multicast tree with QoS constraints. In QMRP, a multicast group member can join or leave the multicast session dynamically, which can support dynamic membership. The protocol can search multiple feasible tree branches, and select the optimal or near-optimal branch for connecting the new receiver to the multicast tree if it exists. In this paper, the proof of correctness and complexity analysis of the QMRP are given, and the performance measures of the protocol are evaluated using simulation. The study shows that QMRP provides an available approach to multicast routing with QoS constraints and dynamic membership support.Received: 3 April 2003, Published online: 2 September 2003     

分布式QoS多播路由协议

研讨了具有QoS约束的分布式多播路由问题。描述了一种适应于QoS多播路由的网络模型,提出了一种分布式QoS多播路由协议（DQMRP）。DQMRP只要求网络链路（或节点）的局部状态信息,不需要维护全局状态信息。DQMRP可有效地减少构造一棵多播树的开销,多播组成员能动态地加入,退出一个多播会晤,且不干扰现有的多播树。给出了DQMRP的正确性证明。仿真实验结果表明：DQMRP具有较低的控制信息开销和节点加入时延,较其它协议更适合于网络状态变化比较频繁的环境以及实时多媒体应用。     

结构化P2P网络上可靠的基于内容路由协议

在结构化P2P网络上构建基于内容的发布/订阅系统,可以很好地支持大规模、高度动态的分布式应用.然而,现有的基于内容的路由协议在P2P网络上只能提供弱的可靠性保证.根据结构化P2P网络的路由协议的特点,设计了一种新型的基于内容的路由协议--基于编码区间的路由(identifier range based routing,简称IRBR)协议.IRBR协议具有良好的容错性,只要事件的发布者与订阅者之间在P2P网络中是可达的,则订阅者一定能够收到它所订阅的事件,且只收到一次.同时,该协议也比现有的协议具有更高的事件路由效率.在Pastry上开发了一个原型系统,模拟实验表明了该协议的效率和容错性.