分布式IP多媒體業(yè)務網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、近年來，互聯(lián)網(wǎng)得到了快速發(fā)展和普及。其中，P2P的應用是互聯(lián)網(wǎng)持續(xù)發(fā)展的主要推動力，其優(yōu)勢是采用分布式技術(shù)帶來的可擴展性、健壯性和容錯性。但是P2P技術(shù)給網(wǎng)絡(luò)的安全性、可管理性和運營模式帶來了嚴峻的挑戰(zhàn)。電信網(wǎng)的優(yōu)勢在于能夠提供安全和服務質(zhì)量保證的業(yè)務，網(wǎng)絡(luò)可控可管理，其缺點是缺乏接受外來新業(yè)務的能力，不能很好地適應變速率的多媒體業(yè)務。IP多媒體子系統(tǒng)（IMS）是建立在全IP基礎(chǔ)上的多業(yè)務融合網(wǎng)絡(luò)，旨在促進電信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的融合。然而IM

2、S網(wǎng)絡(luò)過于復雜，且易出現(xiàn)單點瓶頸和單點故障等問題。
　　 因此，如何結(jié)合P2P技術(shù)和包括IMS在內(nèi)的電信技術(shù)，發(fā)揮各自的優(yōu)勢，設(shè)計一個可擴展性好、可靠性高、可運營可管理、低成本以及開放的IP多媒體業(yè)務網(wǎng)絡(luò)，是一個非常有意義的研究課題。本文圍繞這一課題，研究基于DHT的分布式多媒體業(yè)務網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)。
　　 本文的主要研究工作和貢獻包括：
　　 （1）針對DHT網(wǎng)絡(luò)存在的拓撲不一致問題、節(jié)點的異構(gòu)性以及DHT的

3、多跳特性，從網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)出發(fā)，利用IPv6地址的分層特性設(shè)計了層次化的節(jié)點標識符，根據(jù)節(jié)點的能力和信譽選擇超級節(jié)點，并設(shè)計了通用的服務接口來支持異構(gòu)DHT網(wǎng)絡(luò)，面向IP多媒體業(yè)務的多樣性，提出了一種基于IPv6的分層分布式多媒體業(yè)務網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)S-P2PSIP。這種架構(gòu)利用IPv6地址的可聚合性實現(xiàn)覆蓋網(wǎng)邏輯拓撲與底層物理拓撲的匹配，降低了相對時延代價，提高了網(wǎng)絡(luò)的查詢效率；通過能力強和信譽高的超級節(jié)點構(gòu)成主覆蓋網(wǎng)，提高了網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性；利用通

4、用的服務接口來支持異構(gòu)DHT算法和實現(xiàn)種業(yè)務之間松散耦合，從而可以方便地組合現(xiàn)有業(yè)務和引入新業(yè)務。
　　 （2）快速高效地定位所需的資源是分布式IP多媒體業(yè)務網(wǎng)絡(luò)需要解決的一個基本的問題。針對網(wǎng)絡(luò)擾動（Churn）和NAT這兩個影響查詢效率的主要因素，分析了不同查詢策略受網(wǎng)絡(luò)擾動的影響程度，提出了一種帶確認機制的查詢策略；分析了NAT環(huán)境下幾種查詢策略的性能，在此基礎(chǔ)上提出了一種基于確認機制的自適應查詢策略。這種策略可以根據(jù)不同

5、的環(huán)境選擇合適的查詢策略和確認機制。與現(xiàn)有的查詢策略相比，這種自適應策略有以下優(yōu)點：對于擾動環(huán)境具有更好的健壯性和可擴展性，即使在擾動程度較高的網(wǎng)絡(luò)中也能獲得較好的性能，更適合具有動態(tài)特性的DHT網(wǎng)絡(luò)；在NAT環(huán)境下能正常工作，在較好地控制了消息開銷的基礎(chǔ)上獲得更優(yōu)的查詢性能。
　　 （3）研究了分層分布式IP多媒體業(yè)務網(wǎng)絡(luò)中的會話控制流程。提出了一種新的用戶識別方法，私人用戶身份用于網(wǎng)絡(luò)的身份認證，公共用戶身份用于區(qū)分用戶在不

6、同場合中的不同身份，每個公共用戶身份在網(wǎng)絡(luò)側(cè)對應一個業(yè)務功能清單，從而滿足不同用戶、不同身份的業(yè)務需求。根據(jù)分層的分布式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和用戶身份識別方法，提出了用戶注冊方法和會話建立流程。從仿真時延結(jié)果來看，分層分布式IP多媒體業(yè)務網(wǎng)絡(luò)中的會話建立時延是用戶可接受的。
　　 （4）提出了分布式IP多媒體業(yè)務網(wǎng)絡(luò)中一些重要業(yè)務的實現(xiàn)方案。針對即時消息的不同應用場景，提出了尋呼模式和會話模式兩種不同的即時消息實現(xiàn)方案；利用通用服務接口實現(xiàn)