应用层组播稳定性提高技术综述

互联网上组通信应用的日益普及和传统IP组播发展面临的困境导致应用层组播逐步受到广泛关注.将组播功能从路由器迁移到主机能够有效解决许多与IP组播相关的问题,但同时也带来一些新的挑战,如应用层组播稳定性问题.文中概述了应用层组播的数据传输模型、组播树构造算法和协议性能评价标准,阐述了应用层组播稳定性问题产生的原因,提出了衡量应用层组播稳定性的标准,分析了影响应用层组播稳定性的因素,根据影响因素将应用层组播稳定性提高技术分类为降低节点离开事件发生频率的方法、缩小节点离开事件影响范围的方法以及缩短节点离开事件发生后组播树恢复时间的方法,并介绍了各种应用层组播稳定性提高技术,展望了该领域未来的研究工作.     

代理型应用层组播体系结构研究

组通信技术是未来互联网应用的关键支撑技术.目前,应用层组播是组通信技术研究中的热点,而代理型应用层组播体系结构已成为组播体系结构研究的重要方向之一.首先概述和比较了IP组播、主机型应用层组播和代理型应用层组播3种组播体系结构,接着重点研究和分析了代理型应用层组播体系结构的研究现状.以此为基础,进一步总结了代理型应用层组播体系结构设计中需要考虑的基本问题,并针对现有体系结构的不足,探讨了设计新的代理型应用层组播体系结构中值得关注的问题.最后对未来工作进行了展望.     

高性能路由器组播协议实现技术研究

网络流媒体等新型应用的快速发展对路由器具备组播功能提出了迫切需求.针对如何在基于网络处理器的路由器中高效地实现组播协议进行了研究.在路由器标准功能软件基础上实施扩展,提出了IGMP和PIM等组播协议实现的软件结构,利用网络处理器灵活可编程性与高性能的优点,对其关键技术进行了设计和实现.协议测试结果表明,该路由器组播协议系统运行效果良好,最后,展望了IP组播技术发展.     

基于动态连接的RDMA可靠传输协议设计

未来100P/E级高性能计算机系统对网络的传输可靠性、性能均衡性、可扩展性方面有更高的需求。本文提出的RDMA传输模型,采取配置少量资源,动态连接使用的策略实现端到端的数据可靠传输。与传统的可靠通信协议如Infiniband相比,本方案的优势为:(1)支持自动重路由,可绕过网络故障区域保证消息的可靠传输;(2)支持报文乱序到达,支持源和目的间的多路径传输,提供消息的流控机制,能较好地均衡网络整体性能,减少网络热点和缓解网络拥塞;(3)基于通信接口硬件实现可靠性数据结构,不需要消耗主存为通信建立连接,具有极高的系统可扩展性。初步测试结果表明,采取了优化措施后,该协议不会增加小于4K字节消息的传输延迟。     

基于网络处理器的NAT协议实现技术

介绍了NAT的基本原理及其在网络边缘路由器中的应用,提出了基于网络处理器（Network Processor,简称NP）的NAT软件结构,并介绍了各个实现模块,对于基于NP的NAT实现技术的关键技术进行了讨论。     

三峡库区地质灾害治理中预应力锚索施工的技术难点与对策

以三峡库区地质灾害治理工程中施工较多的预应力锚索为例,阐述了预应力锚索施工的技术难点及相应的对策,重点介绍了复杂地层锚索钻进成孔工艺.     

一种面向高阶胖树源路由网络的组播实现方法

组播是一种多机通信系统中可支持多种聚合通信服务的重要操作。与基于单播和路径的方法相比,基于树的组播通常具有较高的效率。针对高阶胖树源路由网络,提出了一种新型实现方法—DMFTAR。该方法将组播功能实现分为组播服务层、组播路由层和组播转分层等3个层次,其特点是基于分布式组播转发表和异步数据复制实现组播操作。理论分析表明,与传统的基于多头微片虫蚀异步数据复制实现方法相比,DMFTAR方法通信开销低且扩展性好。     

面向HPC互连网络的低延迟前向纠错编码研究与实现

当前主流高性能互连网络的端口速率已达到100~400 Gbps,其单通道速率已达到25~50 Gbps。在这种高速率的网络上传输数据,前向纠错编码是提高其可靠性的必要技术。以太网国际规范IEEE 802.3采用的前向纠错编码为RS(528,514)和RS(544,514),但是这2种码型难以满足高性能互连网络在低延迟方面的性能需求。首先,分析了RS的编码和译码结构,并定量研究了RS码型参数与编解码延迟之间的关系。接着,提出了一种面向当前高性能互连网络的新型低延迟编码—RS(271,257),并比较了该码型在占用带宽和纠错能力等方面的优缺点。最后,实现了基于RS(271,257)的低延迟网络编码子层,并对其进行了资源消耗评估和延迟性能模拟。综合考虑资源消耗、纠错能力和延迟性能3方面因素,RS(271,257)是一种理想的低延迟前向纠错码型,可满足当前面向HPC的低延迟高性能互连网络的编码子层的设计需求。     

源路由胖树网络路由生成验证与查询方法研究

路由生成是构建源路由胖树互连网络的重要步骤之一。针对源路由胖树网络路由生成问题,采用面向对象的方法,首先建立胖树网络的拓扑结构模型并提出分段路由方法,接着研究路由生成、正确性验证、路径查询的相关算法,最后探讨路由生成验证与查询软件的设计与实现。目前,该软件已经成功应用于多个源路由胖树网络的路由生成和故障路径诊断过程中。     

应用层组播的时延受限高稳定性生成树算法

应用层组播树会因为单个成员节点的退出或失效而被迫调整其他多个成员节点在组播树中的位置,从而导致多个节点的组播连接被迫中断.该问题被称为应用层组播树的稳定性问题,它严重影响用户接收组播数据的连续性.首先分析了应用层组播树的稳定性问题,提出了瞬态稳定度模型(instantaneous stability degree model,简称ISDM).通过利用组播用户动态行为的统计学特性,提出了一种评估该模型中节点相对离开概率的实用方法.其次,由于实时传输是应用层组播技术的主要应用领域之一,进而基于ISDM模型提出了延迟受限最大瞬态稳定度组播生成树问题——DDSD(the degree-and delay-bounded maximum instantaneous stability degree ALM tree),并且证明了该问题属于NP-Hard问题.为了解决该问题,提出了DDSD-H近似算法,该算法共衍生出3种启发式策略.最后,通过仿真实验分析比较了所提算法在各种启发式策略下的有效性.