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基于抵消算法的PIM-SM设计与实现

作　者: 郇宏达
导　师: 金忠
学　校: 南京理工大学
专　业: 模式识别与智能系统
关键词: 组播路由协议 PIM-SM Comware 平面一致性 抵消下刷
分类号: TP393.04
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 12次
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内容摘要


随着我国三网融合的加速实施,以IPTV为代表的多媒体业务得到了极大的发展,而多媒体业务具有高带宽消耗等特点,迫使人们不断发展和推广IP组播技术。组播路由是IP组播的核心问题,目前已经存在多种组播路由协议,在这些协议中,PIM-SM协议因具有用户显式加入、流量泛洪控制、组播不限于一个域内等特点,成为目前网络中应用最广泛的组播路由协议。本文通过对PIM-SM协议的研究,提出了一种分布式实现方案,该方案将PIM-SM的协议控制功能与数据转发功能分离,在控制平面中通过软件实现协议控制功能,在数据平面中利用硬件方式实现数据转发功能。本方案面临的最大问题是如何保持控制平面与数据平面的路由一致性,为此本文提出了一种基于抵消算法的路由下刷方案,经过实际的测试表明,该方案能够有效的维持控制与转发的路由一致性,是一种高效可行的路由下刷方案。本文完成的主要工作有：(?)研究了组播转发方式以及IP组播体系结构,分析了PIM-SM的运行原理和特点。(?)根据Comware平台架构和PIM-SM的特点,提出了一种控制与转发分离的分布式实现方案,并对控制平面进行了详细的研究和设计。(?)分析了PIM-SM的平面一致性问题,根据PIM-SM的分布式实现结构,提出了在Comware平台下利用消息机制解决该问题的方案。并针对路由器处理大规格PIM-SM表项变化时,无法及时下刷表项信息的问题,提出了采用抵消算法减少冗余下刷消息的路由下刷方案。(?)提出了实际的测试方案,对本项目的SPT切换功能进行了测试,证明了本文所设计方案的可行性。最后分析了项目存在的问题,提出了改进意见和来工作方向。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-7
1 绪论  7-11
  1.1 课题的研究背景及意义  7-9
  1.2 课题的研究内容  9
  1.3 本文组织结构  9-11
2 IP组播概述  11-21
  2.1 组播地址  11-12
    2.1.1 IP组播地址  11-12
    2.1.2 组播MAC地址  12
  2.2 组播转发  12-15
    2.2.1 组播转发树  12-14
    2.2.2 逆向路径转发机制  14-15
  2.3 IP组播协议体系  15-20
    2.3.1 组播组管理协议  16-17
    2.3.2 组播路由协议  17-20
  2.4 本章小结  20-21
3 PIM-SM协议运行原理  21-31
  3.1 基本概念介绍  21-23
    3.1.1 汇聚点RP  21
    3.1.2 协议报文  21-22
    3.1.3 组播路由表项  22-23
  3.2 PIM-SM协议运行机制  23-30
    3.2.1 邻居建立及DR选举  23-24
    3.2.2 RP的选举与发现  24-25
    3.2.3 RPT建立  25
    3.2.4 数据源注册  25-26
    3.2.5 SPT切换  26-28
    3.2.6 从转发树上剪枝  28
    3.2.7 Assert机制  28-30
  3.4 本章小结  30-31
4 PIM-SM控制平面的设计与实现  31-48
  4.1 系统的软件平台  31-32
  4.2 PIM-SM控制平面与数据平面的划分  32-34
  4.3 控制平面的实现  34-47
    4.3.1 主要的数据结构  34-36
    4.3.2 接口使能PIM-SM、Hello报文接收的处理流程  36-38
    4.3.3 注册、注册停止报文的接收与发送  38-40
    4.3.4 JP报文的接收与发送  40-43
    4.3.5 单播路由变化的处理  43-44
    4.3.6 NoCache消息处理流程  44-45
    4.3.7 SptThreshold处理流程  45-46
    4.3.8 WrongIf消息的处理流程  46
    4.3.9 组播公共子模块  46-47
  4.4 本章小结  47-48
5 基于抵消算法的表项下刷  48-56
  5.1 抵消算法的引入  48-50
    5.1.1 PIM-SM的平面一致性  48-49
    5.1.2 数据驱动消息的上报处理  49
    5.1.3 表项下刷设计  49-50
  5.2 抵消算法及其实现  50-55
    5.2.1 抵消下刷的处理流程  50-51
    5.2.2 下刷链与下刷树  51-53
    5.2.3 抵消状态机的实现  53-55
  5.3 本章小结  55-56
6 SPT切换功能的测试与分析  56-63
  6.1 测试环境的搭建  56-57
  6.2 测试方案与结果分析  57-62
  6.3 本章小结  62-63
7 总结与展望  63-64
致谢  64-65
参考文献  65-66

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 计算机网络 > 一般性问题 > 通信规程、通信协议
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