基于通用硬件平臺(tái)的PIM-SM協(xié)議的改進(jìn).pdf

1、隨著寬帶多媒體網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，各種寬帶網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層出不窮。IPTV、視頻會(huì)議、數(shù)據(jù)和資料分發(fā)、網(wǎng)絡(luò)音頻應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)視頻應(yīng)用、多媒體遠(yuǎn)程教育等寬帶應(yīng)用都對現(xiàn)有寬帶多媒體網(wǎng)絡(luò)的承載能力提出了挑戰(zhàn)。采用單播技術(shù)構(gòu)建的傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)無法滿足新興寬帶網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用在帶寬和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量方面的要求，隨之而來的是網(wǎng)絡(luò)延時(shí)、數(shù)據(jù)丟失等等問題。此時(shí)通過引入組播技術(shù)，有助于解決以上問題。組播網(wǎng)絡(luò)中，即使組播用戶數(shù)量成倍增長，骨干網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)絡(luò)帶寬也無需大規(guī)模擴(kuò)展。簡單來說，

2、成百上千的組播應(yīng)用用戶和一個(gè)組播應(yīng)用用戶消耗的骨干網(wǎng)帶寬是基本均等的，從而最大限度的解決目前寬帶應(yīng)用對帶寬和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的要求。
　　IP三層組播作為IP網(wǎng)絡(luò)中較新的一種通信方式具有傳輸效率高、帶寬消耗低以及應(yīng)用范圍廣泛的優(yōu)勢。PIM-SM作為目前廣泛使用的域內(nèi)組播路由協(xié)議，在IP組播體系結(jié)構(gòu)中擁有舉足輕重的地位和作用。如何使IP組播轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制和組播路由選擇機(jī)制更好的結(jié)合起來以提高組播數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)中的轉(zhuǎn)發(fā)效率也是目前廣泛討論的議題。

3、本文通過分析PIM-SM協(xié)議，結(jié)合當(dāng)前二、三層設(shè)備中轉(zhuǎn)發(fā)硬件不能完全滿足協(xié)議對硬件轉(zhuǎn)發(fā)需要的現(xiàn)狀，提出了一種基于通用硬件實(shí)現(xiàn)的協(xié)議方案。同時(shí)，本文圍繞該方案提出了若干的改進(jìn)并給出了改進(jìn)后協(xié)議的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，表明其滿足對協(xié)議通用性、兼容性、可靠性和高效性的需求。本文的主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下：
　　首先，本文分析了目前三層組播協(xié)議軟件的實(shí)現(xiàn)框架和體系結(jié)構(gòu)，提出了一套完整的，可以兼容多種轉(zhuǎn)發(fā)方式的三層組播框架模型。該模型通過將三層組播軟件劃分

4、成多個(gè)層次模塊，各個(gè)層次模塊構(gòu)造并維護(hù)與其相關(guān)的組播表項(xiàng)。同時(shí)，該模型根據(jù)組播數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)過程中各階段的特點(diǎn)，有針對性的選擇合適的處理模塊，保證了軟件的整體性能。
　　其次，本文針對當(dāng)前PIM-SM的協(xié)議實(shí)現(xiàn)受到設(shè)備網(wǎng)絡(luò)接口硬件實(shí)現(xiàn)限制的現(xiàn)實(shí)，提出了若干基于硬件通用的PIM-SM協(xié)議的改進(jìn)算法。該項(xiàng)改進(jìn)通過在RPT上建立(*，G)協(xié)議表項(xiàng)的擴(kuò)展(S，G，rpt)表項(xiàng)并利用其刷新路由信息表和轉(zhuǎn)發(fā)信息表，利用底層的(S，G)轉(zhuǎn)發(fā)表模擬(

5、*，G)轉(zhuǎn)發(fā)，越過了硬件平臺(tái)對(*，G)轉(zhuǎn)發(fā)的限制。
　　再次，本文在硬件通用的PIM-SM協(xié)議改進(jìn)算法的基礎(chǔ)上，對PIM-SM協(xié)議表項(xiàng)出接口集合進(jìn)行了擴(kuò)展；隨后，根據(jù)擴(kuò)展后的出接口列表集合對PIM-SM協(xié)議中(*，G)、(S，G)和(S，G，rpt)三個(gè)重要協(xié)議狀態(tài)機(jī)下接口增刪算法做出了修改。保證改進(jìn)后的協(xié)議在接口變化事件發(fā)生后，各個(gè)層次的表項(xiàng)的一致性。
　　最后，本文在二、三層設(shè)備上對改進(jìn)協(xié)議進(jìn)行了可行性實(shí)驗(yàn)以及和原有協(xié)