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基于IGMPv3和pim-ssm协议的特定源组播技术的设计与实现

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基于IGMPv3和PIM-SSM协议的特定源组播技术的设计与实现

作者：李灵重庆大学

学位级别：硕士

随着互联网的高速发展，组播技术的应用越来越广泛，大量组播的应用都是在源地址已知的情况下的应用，为了克服传统的任意源组播技术不能指定特定源的缺点，就出现了特定源组播(ssm)模型。特定源组播是以源和组共同组成的组播分发模型... 详细信息

随着互联网的高速发展，组播技术的应用越来越广泛，大量组播的应用都是在源地址已知的情况下的应用，为了克服传统的任意源组播技术不能指定特定源的缺点，就出现了特定源组播(ssm)模型。特定源组播是以源和组共同组成的组播分发模型，它不再针对一个目的组范围提供一致的网络分发，而是针对特定源和组绑定的数据流提供服务，这样大多数媒体类应用就更方便和高效。本文来源于H3C组播三期开发项目，主要研究特定源组播技术，在H3C软件平台上实现了基于IGMPv3和pim-ssm协议的特定源组播技术。主要工作如下：首先介绍了组播概念及其相关技术，描述了组播和单播、广播之间的区别。详细地介绍IGMPv3协议，并对IGMPv3与IGMPv1，IGMPv2进行了比较。再对pim-ssm协议的工作原理和工作机制进行了介绍，并分析了它与pim-SM协议的不同。其次设计了三层组播总体架构，采用模块化和多进程设计思想将三层组播进行模块划分和进程划分，各进程之间采用LIPC来完成消息的交互，再根据pim模块功能，重点对pim进程进行了详细的线程划分，采用功能划分法和结构化程序设计法重点对pim-ssm进行子模块划分，并对特定源组播进行了运行设计及数据结构设计。最后在Simware上搭建网络测试环境，对特定源组播技术进行了测试和验证。结果表明，上述设计实现了特定源组播技术。组播三期开发项目已经通过测试部门的审核，因此对特定源组播技术的研究不仅具有理论研究意义，还具有工程实用价值和广阔的市场应用前景。

关键词：组播特定源组播 IGMPv3 pim-ssm

基于IGMPv3和pim-ssm协议的IP组播技术的研究与实现

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基于IGMPv3和PIM-SSM协议的IP组播技术的研究与实现

作者：林文西北工业大学

学位级别：硕士

传统的IP组播技术是一种任意源组播模型，客户端在点播组播数据时，仅仅指明所要加入的组播组地址，任何一个源地址都可以向该组播组地址发送组播数据报文。随着组播技术的广泛应用，任意源组播技术的缺点也逐渐暴露出来，人们研究发现... 详细信息

传统的IP组播技术是一种任意源组播模型，客户端在点播组播数据时，仅仅指明所要加入的组播组地址，任何一个源地址都可以向该组播组地址发送组播数据报文。随着组播技术的广泛应用，任意源组播技术的缺点也逐渐暴露出来，人们研究发现大量的、可以预见的组播应用是源地址确定的应用，由此，提出了源特定组播。根据源特定组播框架规定，客户端在点播组播数据时不仅要指明加入的组播组地址，还要指明所期望接收组播数据的发送源地址。源特定组播将源地址S和组播组地址G标识为一个通道。组播源S发送目的地址为G的组播数据报文，接收者通过订阅通道(S，G)来接收这些组播数据，组播通道是以最短路径树的方式构造而成。本文主要研究在IPv4下、基于IGMPv3和pim-ssm协议的源特定组播技术。首先阐述了IP组播相关技术，包括组播的框架、组播路由协议、组播转发树、反向路径转发等概念。然后描述了IGMPv3协议，比较IGMPv3相对于前两个版本的改进和不同之处。再对pim-ssm协议进行研究，分析了该协议与pim-SM协议的不同和优势。接下来重点描述了基于IGMPv3和pim-ssm协议的源特定组播技术，分析了源特定组播的框架，给出了源特定组播的工作机制和工作模型，讨论了源特定组播技术的优缺点以及面临的困难。在描述源特定组播技术的模型之后，本文在路由器嵌入式软件系统上设计并实现了基于IGMPv3和pim-ssm协议的源特定组播技术，包括子模块的划分、数据结构的设计、协议报文的处理、组播路由表的维护与更新等。并且针对当前大部分客户端点播程序不支持IGMPv3这一问题，结合访问控制列表实现了ssm-Mapping技术，使得客户端点播程序只支持IGMPv2的情况下，也可以通过源特定组播模型进行组播报文的转发。并且对实现的源特定组播和ssm-Mapping功能进行了网络环境下的测试与验证。最后，总结了本文工作，并对未来的工作进行了展望。本文所实现的基于IGMPv3和pim-ssm协议的源特定组播以及ssm-Mapping技术具有广阔的市场应用前景，具有一定的理论意义和实用价值。

关键词：任意源组播源特定组播 IGMPv3 pim-ssm ssm-Mapping

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网络视频pim-ssm直播模型的研究

网络视频PIM-SSM直播模型的研究

作者：王红玲大连海事大学

学位级别：硕士

随着Internet的迅猛发展,因特网业务已成为多媒体通信业中发展最为迅速、竞争最为激烈的领域。通常情况下,多媒体通讯需要很大的带宽,而组播通信模型可以减轻服务器的负载并且节省主干网络的带宽,因此可以很好的解决单播面临的问题。pim... 详细信息

随着Internet的迅猛发展,因特网业务已成为多媒体通信业中发展最为迅速、竞争最为激烈的领域。通常情况下,多媒体通讯需要很大的带宽,而组播通信模型可以减轻服务器的负载并且节省主干网络的带宽,因此可以很好的解决单播面临的问题。pim-ssm协议采用组播源地址S和组播组地址G来标识一个频道,解决了组播源的发现问题,所以pim-ssm协议特别适合于点到多点的视频业务。由于pim-ssm协议没有解决传统组播模型存在的一些问题,如用户端的控制,组播计费及QoS等。针对这些问题,本文在对pim-ssm协议进行详细研究的基础上提出了具有用户认证、数据包过虑和计费功能的网络视频pim-ssm直播模型,通过JAVA语言实现并验证了该网络直播模型。本文首先对组播的概念及原理进行了介绍,比较了组播和单播,广播各自的适合环境及优缺点。同时,对组播所用到的关键技术进行了详细介绍,对当前组播模型所存在的问题进行了深入研究。本文详细的介绍了网络视频pim-ssm直播模型和实现的原型。模型在用户端实现了用户的认证。只有通过认证的用户才可以从注册服务器得到组播源的地址及组播组地址进而加入组播组;其次,由于当前有些路由器不支持pim-ssm协议,因此,本模型考虑在用户端对数据包进行过滤,以组播源IP地址,源端口和数据包TTL值作为过滤条件,只有通过过滤的数据包才可以通过JAVA媒体框架(JMF)呈现给用户;最后,由于用户认证及用户退出时都由注册服务器记录用户时间,因此本文采用时间进行计费。考虑到用户的非法退出,注册服务器为每个在线用户设置计数器,用户端向注册服务器发送“存活”信息,服务器收到存活信息时更新计数器,并定时进行轮循。当定时器过期后则判定用户下线,记录退出时间。本模型的设计基于IPv4,IPv6是下一步需要完成的工作。此外,组播在视频直播中存在的QoS问题有待进一步的研究。

关键词：组播 pim-ssm 用户控制计费

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pim-ssm应用于警用专网组播的研究

移动通信 2017年第16期41卷 43-49页

作者：李东旭王彬张成文公安部警用无线通信重点实验室黑龙江哈尔滨150001

针对警用专网组播中的协议框架问题,提出了采用稀疏模式下的特定源组播协议模型(pim-ssm)的方案并分析了其合理性,经过仿真验证了该模式能够实现指定信源指定组播组的数据通信,证明其对警用专网中组播机制的适用性。最后针对日益严重的... 详细信息

针对警用专网组播中的协议框架问题,提出了采用稀疏模式下的特定源组播协议模型(pim-ssm)的方案并分析了其合理性,经过仿真验证了该模式能够实现指定信源指定组播组的数据通信,证明其对警用专网中组播机制的适用性。最后针对日益严重的DoS攻击问题,提出了一种基于报文流量的安全防护机制。

关键词： pim-ssm 警用专网特定源组播

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组播流状态查看系统的设计与实现

计算机应用 2008年第B6期28卷 133-135页

作者：马堃林昭文黄小红马严北京邮电大学信息网络中心北京100876

介绍了一种组播流状态检查系统的设计与实现,该系统既可以实时查看组播组状态,也可以定时对网络状态和组播流状态进行监控和存储,以图形方式直观地反映组播业务的状态和性能。

关键词：组播 pim-ssm Perl语言

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基于IPv6的组播安全技术研究

基于IPv6的组播安全技术研究

作者：杨凡西安电子科技大学

学位级别：硕士

在基于IPv6的下一代网络中,IP组播技术将成为实现组播应用的重要技术之一,然而组播的安全问题并没有得到很好的解决,这将严重阻碍组播技术的广泛应用。IETF提出了组播安全参考架构和组密钥管理架构,但在该架构下,尚无能够面向实际网络... 详细信息

在基于IPv6的下一代网络中,IP组播技术将成为实现组播应用的重要技术之一,然而组播的安全问题并没有得到很好的解决,这将严重阻碍组播技术的广泛应用。IETF提出了组播安全参考架构和组密钥管理架构,但在该架构下,尚无能够面向实际网络部署的安全组播方案及相应的密钥管理与协商算法。针对上述问题,本文设计了基于IPv6的组播安全方案,主要包括以下四个方面: 1.提出了基于CA认证的组播安全机制:用CA证书对组播组件进行接入认证,在网络中部署组控制器和密钥服务器(GCKS)进行组密钥的生成和管理并与组播源协商建立数据安全关联(SA)。系统具有较高的安全性,解决了组播组件的部署问题和IPsec应用于组播中存在的兼容性问题,能很好的运行组播路由协议和组管理协议,具有良好的可扩展性。 2.提出了一种动态分层的组密钥管理算法:将GCKS分为底层实体GCKS和上层虚拟GCKS,根据网络情况动态建立上层GCKS。该算法符合大型动态环境下组密钥管理需求,解决了密钥管理中存在的单点失效问题,提高了密钥管理的效率。 3.提出了Hash函数和双线性对相结合的组密钥协商及分发算法:在GCKS和组成员间使用Hash函数生成子组密钥,GCKS间使用基于双线性对的方法协商组密钥。该算法安全高效,对组播组件的性能要求低,具有较小的计算量和通信量。 4.在NS2平台上仿真实现了基于IPv6的组播路由协议pim-ssm。有效验证了组播路由的实现过程,为组播安全技术的分析和研究提供了基础平台。

关键词：组播安全 CA认证动态分层双线性对 pim-ssm

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MLDv2协议的设计、实现和测试

MLDv2协议的设计、实现和测试

作者：赵玲北京交通大学

学位级别：硕士

随着网络技术的飞速发展，尤其是近年来多媒体应用的出现，网络带宽急剧消耗。为了更有效地利用带宽，减少网络拥塞和延迟，人们提出了组播这种解决方案。目前组播飞速发展，作为IPv6组播组管理协议的MLD(Multicast ListenerDiscovery)... 详细信息

随着网络技术的飞速发展，尤其是近年来多媒体应用的出现，网络带宽急剧消耗。为了更有效地利用带宽，减少网络拥塞和延迟，人们提出了组播这种解决方案。目前组播飞速发展，作为IPv6组播组管理协议的MLD(Multicast ListenerDiscovery)协议也更新到MLDv1和MLDv2两个版本。本文的工作是基于国家“863”高性能IPv6路由器协议栈滚动项目的基础上的进一步扩展，是CNGI 2006年研究开发、产业化及应用试验中“互联网和移动通信融合的业务试验”中的重要部分。本文首先综述了IPv6组播技术产生的背景、优势以及发展的趋势，介绍了组播路由协议和组播组管理协议的研究现状。阐明了IPv6组管理协议MLD在IPv6组播网络必备协议之一，表明研究和实现安全高效的组播组管理协议的重要意义。第二章介绍了组播组管理协议的基础知识，包括用于IPv4的Internet组管理协议IGMP和用于IPv6的Internet组管理协议MLD的各个版本的工作机制及它们的特点和改进。第三章阐述了MLDv2协议如何被用来作为主机和路由器之间基本的通信机制，简述了MLDv1和MLDv2的互操作性。随后，在剖析MLDv2协议的工作原理的基础上，研究了MLDv2的实现机制和流程，分析MLDv2协议模块的主要数据结构，给出了Linux操作系统上MLDv2协议的路由器端和侦听者端的实现方案，并通过搭建试验环境对结果进行验证。最后，在总结论文工作的基础，针对当前IP组播技术存在问题，指出了IPv6组播技术的几个发展方向。

关键词： IPv6 组播 IGMP MLDv2 Linux pim-ssm

IPv6组播系统的构建及QoS路由算法研究

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IPv6组播系统的构建及QoS路由算法研究

作者：刘上力兰州大学

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现阶段国内组播流媒体服务普遍采用IPv4传输,且由于网络设备不兼容、服务协议不支持等原因,组播并没有成为网络传输的主要方式。而在下一代互联网建设中,推荐使用的IPv6协议对组播提供了良好的支持,该协议通过性能上的优势为组播传输系... 详细信息

现阶段国内组播流媒体服务普遍采用IPv4传输,且由于网络设备不兼容、服务协议不支持等原因,组播并没有成为网络传输的主要方式。而在下一代互联网建设中,推荐使用的IPv6协议对组播提供了良好的支持,该协议通过性能上的优势为组播传输系统的发展铺平了道路。此外,由于组播系统在国内的普及度很低,组播服务质量(Quality of Service,QoS)问题在实践上并没有获得太多的关注。但是随着下一代互联网建设的发展,IPv6网络的不断覆盖,组播服务质量相关应用的研究将变得更具有实际意义。因此,QoS组播路由优化问题的研究对下一代互联网建设具有前瞻性的意义,将成为网络优化的一个重要研究课题。本文首先详细介绍了IPv6组播相关的基础知识,并在IPv6的协议框架下搭建了校园网内的组播系统,进行了实际部署,完成了相应的测试等工作。然后,论文通过组播传输对服务质量的需求分析,引出了多约束组播路由优化问题,并详细介绍了算法的分类和发展方向,研究了几种经典多约束QoS路由算法并分析其中存在的问题。针对经典的蚁群算法的初始参数选择问题,本文提出了BBO-ACO混合优化算法对其进行改进。我们基于MATLAB仿真平台,先后在经典8节点网络拓扑特例和随机生成的不同规模网络中对BBO-ACO算法进行了仿真分析,从算法的收敛速度和寻优能力等多个方面与传统蚁群算法进行了对比。相关数据表明,新算法在寻优能力上具有一定优势。

关键词： IPv6 流媒体组播 pim-ssm QoS组播路由蚁群优化生物地理学优化 BBO-ACO

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基于ssm模型的IPv6组播技术的研究

基于SSM模型的IPv6组播技术的研究

作者：陈宇洋杭州电子科技大学

学位级别：硕士

近些年，随着IP网络技术的飞速发展，网络中的用户对带宽、时延等网络性能的要求也日益提升。为了解决此类网络问题，研究人员相继提出了多种方案。在众多方案之中，IPv6组播技术较好地解决了IP网络地址耗尽以及在一对多、多对多网络中... 详细信息

近些年，随着IP网络技术的飞速发展，网络中的用户对带宽、时延等网络性能的要求也日益提升。为了解决此类网络问题，研究人员相继提出了多种方案。在众多方案之中，IPv6组播技术较好地解决了IP网络地址耗尽以及在一对多、多对多网络中组播报文不必要的复制和重复发送等问题。IPv6组播技术中常使用MLDv2和pim-ssm协议作为其组管理协议和路由协议，但是对于那些需要大量交换数据的IPv6网络来说，基于ssm模型的IPv6组播技术在网络时延、网络吞吐量和网络流量等方面仍存在亟待优化之处。因此，对基于ssm模型的IPv6组播技术进行深入研究具有很大的必要性和挑战性。本文首先对IPv6下的ssm组播模型和MLDv2协议进行了研究，分析了ssm模型中MLDv2协议机制的不足，发现MLDv2的过滤机制可能导致ssm组播模型网络时延大、报文转发效率低等问题。针对以上缺陷，本文对基于ssm模型的MLDv2协议机制进行优化，简化了查询路由器对组播数据包进行的源过滤处理，减小了ssm组播模型中查询路由器的处理时延，提高了查询路由器对组播报文的转发效率。然后，本文对pim-SM以及pim-ssm路由协议进行研究，分析了这两个协议的协议机制和适用环境，发现使用pim-ssm作为路由协议的IPv6组播网络其骨干网的网络流量过大，而同一路由器下相同网段的网络吞吐量相对偏小。针对这些问题，本文引入了本地组播组机制，通过将大量差错重传的数据报文限制在本地组播组中，并使需要处理大量数据的查询路由器将处理开销分摊给本地组播组管理节点，较好地解决了骨干网中网络流量过大以及本地网络中网络吞吐量偏小等问题。同时，在本地组播组中使用基于NAK的差错恢复机制，提升了本地组播组的差错恢复能力。最后，本文使用NS2模拟平台构建了基于ssm组播模型的IPv6组播网络，并在该组播网络下对优化后ssm组播模型下的MLDv2协议机制和研究改进的pim-ssm协议机制进行了仿真。实验结果表明，本文所提出的优化与改进可以较好的解决基于ssm模型的IPv6组播技术在网络时延、网络吞吐量和网络流量等方面的问题。

关键词： IPv6组播 MLDv2 pim-ssm 本地组播组