信息通信专业基于拓扑结构的应用层组播综述

基于拓扑结构的应用层组播综述,IP组播,1990年Deering提出了IP组播的概念与组播相关的功能都放在IP层即由路由器来实现IP组播能够有效地利用网络资源并降低服务器的负荷,IP组播的问题,IP组播需要路由器的支持,增加路由器的开销和实现的复杂性IP组播目前缺乏有效的可靠传输和拥塞控制机制目前还缺乏对组播流的合理的收费模型。需要大规模改动目前的网络基础设施,应用层组播的提出,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。,应用层组播模型,IP层组播,应用层组播,应用层组播算法分类,即控制拓扑与数据拓扑根据构建控制拓扑和数据拓扑的顺序分类：基于Mesh网优先的策略Narada,Scattercast,Kudos基于树优先的策略Yoid,HostMulticast,ALMI基于隐含组播转发拓扑结构的策略NICE,CAN-Multicast,Scribe,基于Mesh优先的策略,组成员首先分布式地构造一个应用层的叠加网络，建立一个控制拓扑（Mesh）。在建立的控制拓扑上每个组成员随后再通过反向路径转发协议(RPF)构造从数据源到每个组成员的组播分发树，也就是数据拓扑。,ESM（EndSystemMulticast）,中小规模的交互式会议应用核心是Narada协议设计思想自组织重叠效率自我改善适应网络动态性,ESM（EndSystemMulticast）,THAG（Topology-AwareHierachicalArrangementGraph）,设计思想：构造节点不重合（node-disjoint）的多树结构（表示从原到接收端的任意路径都没有重复的节点），以增加路径多样性。将传输内容分为多个部分，沿着不同的树进行传播。,THAG（Topology-AwareHierachicalArrangementGraph）,AG（控制拓扑）和树（数据拓扑）的构造,一个A4,2的拓扑,在A4,2下的一棵树,THAG（Topology-AwareHierachicalArrangementGraph）,AG的层次结构(AG树),ZIGZAG,将接收节点组织为层次化的尺寸有限的集群（cluster），并在其上构建组播树。控制拓扑与NICE相似,ZIGZAG,组播树的构造,基于树优先的方式,组成员首先在它们之间构造组播分发树，随后每个组成员再通过相互之间交换信息发现其他非邻居成员，并建立与这些非邻居成员的连接，从而构造控制拓扑。,HMTP（HostMulticastTreeProtocol）,支持任意规模的IP组播网络利用了IP组播不建立Mesh，只缓存树中其它一些节点的信息,隐含组播转发拓扑结构,隐含方式构造的控制拓扑需要满足一定的属性。数据的转发路径通过一定的分组转发规则隐含定义在这个控制拓扑中.也就是说隐含方式在构建控制拓扑的同时也就同时定义了数据拓扑。,NICE,基于分层的结构，同时具有较小的控制负荷,有利于它的扩展性。NICE的数据拓扑隐含在它的控制拓扑中,因而还可以支持不同源的数据分发树；并且由于它的分层结构，进行错误检测较为迅速。,NICE,控制拓扑,二层拓扑结构示意图,NICE,隐含的组播树,PRO(Peer-to-peerReceiver-drivenOverlay),每个节点都可以独立、自私地决定一种接入应用层网络的最佳方式以最大化自己的传输质量。基于非结构化的P2P网络，每个节点可以连接到应用层网络的多个节点作为父节点。该算法他们先前开放的一种分层流数据传输方式PAL共同工作。PRO包括了两个关键成分基于闲话（Gossip）的节点发现（PD）由接受端驱动的父节点选择（PS）,PRO(Peer-to-peerReceiver-drivenOverlay),网状控制拓扑结构网状数据传输结构（多树）,网状数据拓扑,本地Image,VRing,环形拓扑结构，成员为自组织分布式结构。管理开销小，带宽消耗小，节点的度小路径伸展度和链路强度较高环形拓扑可能会造成大的路由延时，在节点间还建立备用环,VRing,8个节点的环形结构与备用环,备用连接将在节点i和之间建立。N8,HOMP（HybridOverlayMulticastProtocol）,混合型的拓扑结构将所有成员分为核心成员和附属成员核心成员组成网状拓扑结构附属成员组成附属树,核心Mesh,附属树,HOMP（HybridOverlayMulticastProtocol）,核心Mesh的管理类似Narada协议使用DVMRP的路由算法附属树的管理类似HMTP使用group-sharedtree模型传递信息,组播协议的评价,数据分发路径的质量强度(Stress)伸展度(Stretch)资源利用率(Usage)终端的性能失效后包丢失收到第一个包的时间控制负荷(ControlOverHead),组播协议的评价,总的来说，基于Mesh网优先的策略比较适合应用与小规模的组播组，基于树优先的策略虽然不适合在实时性要求较高的场合应用，但却非常适合在高带宽的数据传输中应用。基于隐含组播转发拓扑结构的策略虽然对以上两个方面的缺点有所改进，但是也不可能达到完全的理想。,总结,优点易于部署接入控制更易实现解决地址分配问题缺点终端系统的