应用层组播协议研究
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完 ， 为 系 统 的瓶 颈 所 在 ， 致 系 统 的 可 扩 展 性 极 差 ．Ｐ组 播 是 解 决 ｃ ｓ模 式 瓶 颈 的 有 效 方 案 ． 而 由 于 Ｉ 成 导 Ｉ ／ 然 Ｐ
组播 方案 的技术 性 问题 及需 要 ＩＰ的支持 ，Ｐ组 播 自提 出 到现 在 已经 有 十多 年 了 ， Ｓ Ｉ 却还 没有 被 广泛 地应 用 到 Ｉ ｔｒ ｅ 中． 用层组 播是 最 近几年 提 出的概 念 ， 用层 组播 基 于 Ｐ Ｐ思 想 ， ｎｅｎ ｔ 应 应 ２ 克服 了 Ｉ Ｐ组 播 的缺 陷 ： 无须 更 改 网络 底层 的配置 ． 目前 ， 用层 组播 研究 已有 相 当的进 展 ， Ｎａａ ａ ］ ＮＩ Ｅ ２， Ｐ Ｉ Ｅ 。 ＡＬ 【 应 如 ｒｄ ［ ， Ｃ ＿ Ｐ Ｌ Ｖ Ｅ 及 】 ］ ］ ＭＩ］ ４
（ 键 词］ 关 Ｐ２ １ 组 播 ； 用 层 组 ４ － Ｐ；Ｐ 应 ５
（ 章 编 号 ］ １ ７ －０ ７ ２ １ ） ２０ ６ — ３ ［ 图 分 类 号 ］ 文 ６ ２ ２ ２ （ Ｏ ０ ０ — ０ ００ 中
ＴＰ３ ３ （ 献 标 识 码 ］ Ａ ９ 文
０ 引 言
随着 Ｉ ｔｒ ｅ 的普及 和信 息 传输 技术 的发 展 ，ｎｅｎ ｔ中有 很 多 新 的应 用 ， 音 频／ 频 会 议 、 ｎｅｎ ｔ Ｉ ｔｒ ｅ 如 视 网络 电 视、 在线视 频 、 文件 分发等 ， 特别 是音频 ／ 视频 的直播 、 播 等流 媒 体数 据 传输 业 务流 量 成 为 Ｉｔｒ ｅ 上 的 主 点 ｎ ｅｎ ｔ 要 流量． 有 的流媒 体系统 主要是 基 于 Ｃ ｉｎ／ ｅｖｒ 现 ｌ ｔＳ ｒ ｅ 模式 ， ｅ 服务 器 以单播 的方式 和每 个 客户端 建 立连 接． 但 由于流媒 体服务 具有 高带宽 、 持续 时 间长等特 点 ， 随着客 户端 的 数 目逐步 增加 ， 务 器 的资源 很 快就 被 消耗 服
２ 应 用 层 组 播 协议 的 实现
应用 层组播 协议 通常都 按 照两个 拓扑结 构组织 组播 成员 ， 个是 控制 拓 扑结 构 ， 个是 数 据拓 扑 结构 ． 一 一
控 制拓扑 结构 一般是 由组播 成员 构成 的连通 图 （ ｓ ） 组播 成 员 之 间周 期性 地 交换 控 制信 息 ， 责监 视 连 Ｍｅｈ ， 负 接 节点 的变化 、 以维 护 网络 的连 通性． 数据拓 扑结构 通 常是控 制 拓扑 结构 的 子集 ， 组播 数据 在 覆 盖 网 中的 是 数 据传输 路径 ． 数据 拓扑结 构是 一个树 状结构 （ ｅ） 数 据从树 根节 点发送 ， Ｔｒｅ ， 沿着 该开 环树 中间节点转 发 ， 一
的 快 速 发 展 ， 于 Ｐ Ｐ 的 应 用层 组 播 成 为 近 几 年 的 研 究 热 点 ． 章 对 Ｐ Ｐ应 用 层 组 播 做 了 简 要 概 基 ２ 文 ２ 述 ， 细 介 绍 了 目前 主 要 应 用 层 组 播 协 议 的 实 现 ， 指 出 应 用 层 组 播 以 后 的 研 究 方 向 ． 详 并
第 ９ 卷 第 ２期 太 原 师 范 学 院 学 报 （ 自然 科 学 版 ） ２１ ０ ０年 ６月 。Ｊ ＵＲＮ Ｏ ＡＩ ＵＡＮ Ｎ ＭＡＬ ＵＮ ＶＥ Ｓ Ｔ （ ａ ｕ ａ Ｓ ｉ ｃ ｄｔ ｎ Ｏ ＡＩ Ｆ Ｔ Ｙ ＯＲ Ｉ Ｒ Ｉ Ｙ Ｎ ｔｒ ｌ ｃ ｎ ｅＥ ｉ ｏ ） ｅ ｉ
制， 这样就使得 任何物理链路上 只有一个数据传输 ， 可有效避 免冗余 传输 ， 节省 网络带 宽． ３为应 用层组播 的 图 传输方式 ， 据在终端节点处进 行复制 ， 种组播 方式会 减少 靠近 发送源 的路径 上 的重复发 送报文 的次 数 ， 数 这 节
省 网络带 宽 ， 对带宽 的利用率虽 然不及 Ｉ Ｐ组播 ， 但不 需要任何 的网络底层改 变．
等 ． 中一 些 已应用在 Ｉ ｔｒ ｅ 上。 其 ｎｅｎ ｔ
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
１ 应 用 层 组 播 概 述
应用层组播 的基本思想是屏蔽底层 物理 网络 的拓扑 细节 、 将所 有 Ｐ Ｐ客户端 组成员 自组 织成一 个叠加 在 ２
Ｉ Ｐ网络之上 的 ， 现组播业务逻辑 的覆 盖 网（ ｖｒ ｙＮｅ ｒ） 应用层 组播 并不像 Ｉ 实 Ｏ ｅｌ ｔ ｋ ． ａ ｗｏ Ｐ组 播那 样数据 在路 由器
Ｖ １９ Ｎ ． ｏ． ｏ ２ Ｊ ｎ ２ １ ｕ． ００
应 用层 组播 协 议 研 究
随冬 梅 王 秋 艳
（ 丘 师 范 学 院 软件 学 院 ， 南 商 丘 ４ ６ ０ ） 商 河 ７ ０ ０
（ 要 ］ １ 组 播 方 案 由 于 其 自 身 存 在 一 些 很 难 解 决 的 问 题 未 能 获 得 广 泛 应 用 ． 着 Ｐ２ 技 术 摘 Ｐ 随 Ｐ
收稿 日期 ： ０ ００ — ０ ２ １—２１
作者 简 介 ： 冬 梅 （ ９ ８）女 ， 南 商 丘 人 ， 士 ， 丘 师 范 学 院助 教 ， 要 从 事 计算 机 网络 与 通 信研 究 随 １ ７一 ， 河 硕 商 主
第２ 期
随冬 梅 等 ： 用 层 组 播 协 议 研 究 应
处进行复 制转 发 ， 其数据 的复制 、 路由和转发功能 均在 Ｐ Ｐ客户端 完成． １给出 了简 单单播 、 Ｐ组 播和应 用 ２ 图 Ｉ 层组播 的一个对 比图． 图中 Ａ节点是 发送节 点 ， ， Ｄ为接收 节点 ， １ Ｒ Ｂ ｃ， Ｒ ， ２为路 由器． １为单播 数据 传输 方 图 式， 该方式下发 送节点为每个接 收节点分别建立从发送 源到 目的地 的传 输路径 ， 因而在靠 近发送 源的路径上 会 产生许 多重复报文 ， 易造成链路 拥塞 、 形成 服务 瓶颈． ２为 Ｉ 图 Ｐ组播 数据传 输 的方式 ， 据在路 由器 上进行 复 数
组播 方案 的技术 性 问题 及需 要 ＩＰ的支持 ，Ｐ组 播 自提 出 到现 在 已经 有 十多 年 了 ， Ｓ Ｉ 却还 没有 被 广泛 地应 用 到 Ｉ ｔｒ ｅ 中． 用层组 播是 最 近几年 提 出的概 念 ， 用层 组播 基 于 Ｐ Ｐ思 想 ， ｎｅｎ ｔ 应 应 ２ 克服 了 Ｉ Ｐ组 播 的缺 陷 ： 无须 更 改 网络 底层 的配置 ． 目前 ， 用层 组播 研究 已有 相 当的进 展 ， Ｎａａ ａ ］ ＮＩ Ｅ ２， Ｐ Ｉ Ｅ 。 ＡＬ 【 应 如 ｒｄ ［ ， Ｃ ＿ Ｐ Ｌ Ｖ Ｅ 及 】 ］ ］ ＭＩ］ ４
（ 键 词］ 关 Ｐ２ １ 组 播 ； 用 层 组 ４ － Ｐ；Ｐ 应 ５
（ 章 编 号 ］ １ ７ －０ ７ ２ １ ） ２０ ６ — ３ ［ 图 分 类 号 ］ 文 ６ ２ ２ ２ （ Ｏ ０ ０ — ０ ００ 中
ＴＰ３ ３ （ 献 标 识 码 ］ Ａ ９ 文
０ 引 言
随着 Ｉ ｔｒ ｅ 的普及 和信 息 传输 技术 的发 展 ，ｎｅｎ ｔ中有 很 多 新 的应 用 ， 音 频／ 频 会 议 、 ｎｅｎ ｔ Ｉ ｔｒ ｅ 如 视 网络 电 视、 在线视 频 、 文件 分发等 ， 特别 是音频 ／ 视频 的直播 、 播 等流 媒 体数 据 传输 业 务流 量 成 为 Ｉｔｒ ｅ 上 的 主 点 ｎ ｅｎ ｔ 要 流量． 有 的流媒 体系统 主要是 基 于 Ｃ ｉｎ／ ｅｖｒ 现 ｌ ｔＳ ｒ ｅ 模式 ， ｅ 服务 器 以单播 的方式 和每 个 客户端 建 立连 接． 但 由于流媒 体服务 具有 高带宽 、 持续 时 间长等特 点 ， 随着客 户端 的 数 目逐步 增加 ， 务 器 的资源 很 快就 被 消耗 服
２ 应 用 层 组 播 协议 的 实现
应用 层组播 协议 通常都 按 照两个 拓扑结 构组织 组播 成员 ， 个是 控制 拓 扑结 构 ， 个是 数 据拓 扑 结构 ． 一 一
控 制拓扑 结构 一般是 由组播 成员 构成 的连通 图 （ ｓ ） 组播 成 员 之 间周 期性 地 交换 控 制信 息 ， 责监 视 连 Ｍｅｈ ， 负 接 节点 的变化 、 以维 护 网络 的连 通性． 数据拓 扑结构 通 常是控 制 拓扑 结构 的 子集 ， 组播 数据 在 覆 盖 网 中的 是 数 据传输 路径 ． 数据 拓扑结 构是 一个树 状结构 （ ｅ） 数 据从树 根节 点发送 ， Ｔｒｅ ， 沿着 该开 环树 中间节点转 发 ， 一
的 快 速 发 展 ， 于 Ｐ Ｐ 的 应 用层 组 播 成 为 近 几 年 的 研 究 热 点 ． 章 对 Ｐ Ｐ应 用 层 组 播 做 了 简 要 概 基 ２ 文 ２ 述 ， 细 介 绍 了 目前 主 要 应 用 层 组 播 协 议 的 实 现 ， 指 出 应 用 层 组 播 以 后 的 研 究 方 向 ． 详 并
第 ９ 卷 第 ２期 太 原 师 范 学 院 学 报 （ 自然 科 学 版 ） ２１ ０ ０年 ６月 。Ｊ ＵＲＮ Ｏ ＡＩ ＵＡＮ Ｎ ＭＡＬ ＵＮ ＶＥ Ｓ Ｔ （ ａ ｕ ａ Ｓ ｉ ｃ ｄｔ ｎ Ｏ ＡＩ Ｆ Ｔ Ｙ ＯＲ Ｉ Ｒ Ｉ Ｙ Ｎ ｔｒ ｌ ｃ ｎ ｅＥ ｉ ｏ ） ｅ ｉ
制， 这样就使得 任何物理链路上 只有一个数据传输 ， 可有效避 免冗余 传输 ， 节省 网络带 宽． ３为应 用层组播 的 图 传输方式 ， 据在终端节点处进 行复制 ， 种组播 方式会 减少 靠近 发送源 的路径 上 的重复发 送报文 的次 数 ， 数 这 节
省 网络带 宽 ， 对带宽 的利用率虽 然不及 Ｉ Ｐ组播 ， 但不 需要任何 的网络底层改 变．
等 ． 中一 些 已应用在 Ｉ ｔｒ ｅ 上。 其 ｎｅｎ ｔ
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
１ 应 用 层 组 播 概 述
应用层组播 的基本思想是屏蔽底层 物理 网络 的拓扑 细节 、 将所 有 Ｐ Ｐ客户端 组成员 自组 织成一 个叠加 在 ２
Ｉ Ｐ网络之上 的 ， 现组播业务逻辑 的覆 盖 网（ ｖｒ ｙＮｅ ｒ） 应用层 组播 并不像 Ｉ 实 Ｏ ｅｌ ｔ ｋ ． ａ ｗｏ Ｐ组 播那 样数据 在路 由器
Ｖ １９ Ｎ ． ｏ． ｏ ２ Ｊ ｎ ２ １ ｕ． ００
应 用层 组播 协 议 研 究
随冬 梅 王 秋 艳
（ 丘 师 范 学 院 软件 学 院 ， 南 商 丘 ４ ６ ０ ） 商 河 ７ ０ ０
（ 要 ］ １ 组 播 方 案 由 于 其 自 身 存 在 一 些 很 难 解 决 的 问 题 未 能 获 得 广 泛 应 用 ． 着 Ｐ２ 技 术 摘 Ｐ 随 Ｐ
收稿 日期 ： ０ ００ — ０ ２ １—２１
作者 简 介 ： 冬 梅 （ ９ ８）女 ， 南 商 丘 人 ， 士 ， 丘 师 范 学 院助 教 ， 要 从 事 计算 机 网络 与 通 信研 究 随 １ ７一 ， 河 硕 商 主
第２ 期
随冬 梅 等 ： 用 层 组 播 协 议 研 究 应
处进行复 制转 发 ， 其数据 的复制 、 路由和转发功能 均在 Ｐ Ｐ客户端 完成． １给出 了简 单单播 、 Ｐ组 播和应 用 ２ 图 Ｉ 层组播 的一个对 比图． 图中 Ａ节点是 发送节 点 ， ， Ｄ为接收 节点 ， １ Ｒ Ｂ ｃ， Ｒ ， ２为路 由器． １为单播 数据 传输 方 图 式， 该方式下发 送节点为每个接 收节点分别建立从发送 源到 目的地 的传 输路径 ， 因而在靠 近发送 源的路径上 会 产生许 多重复报文 ， 易造成链路 拥塞 、 形成 服务 瓶颈． ２为 Ｉ 图 Ｐ组播 数据传 输 的方式 ， 据在路 由器 上进行 复 数
