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1、应用层组播简介,概要,一、应用层组播的提出二、应用层组播的特点三、应用层组播的基本思想四、应用层组播的性能参数五、主要的应用层组播方案六、进一步研究的设想,一、应用层组播的提出,组播(Multicast)是一到多或多到多的多方通信方式，在很多方面都有应用需求在IP层实现的IP组播存在一些问题接收终端处理能力的提高为应用层组播的开发提供了一个良号的硬件基础,IP组播的问题,路由器必须为每个组播组单独保存状态，这造成IP 组播的扩展性很差。要求所有参加组播的端系统之间的路由器都必须支持组播功能，这给IP 组播的推广使用带来很大的困难。试图用一种统一的组播模型来适应所有的应用，而现实中不同的应用对组
2、播的要求差别很大，这给组播算法的设计造成很大的困难。组播组的管理方法存在缺陷，在组播组的加入、退出和管理等方面开销大，组播组的加入和退出的延迟也很大。当存在大量规模很小的组播组，或者组播成员在空间上的分布很稀疏时，组播组管理上的开销将超过组播在带宽方面上的优势。IP 组播（这里主要针对IPv4）的地址空间太小，在组播地址的分配上存在困难。在经济方面，组播打破了传统的根据通过进入流量计费的机制。除了以上这些问题以外，IP 组播在安全、拥塞控制等方面也存在很多问题。,二、应用层组播的特点,应用层组播的优点应用层组播能够很快就进入应用,不需要改变现有网络路由器。接入控制更容易实现。由于单播技术在这方
3、面比较成熟,而应用层组播是通过终端系统之间单播来实现的,所以差错控制、流控制、拥塞控制容易实现。地址分配问题也就可以有相应的解决方案。应用层组播的缺点可靠性:终端系统的可靠性比路由器差。可扩展性:底层的路由信息对应用层组播来说是隐藏起来的,可扩展性不好。延迟比较大:IP 组播主要是链路上的延迟,而在应用层组播中,数据还要经过终端系统,因而延迟相对要大一点。传输效率不如IP 组播:应用层组播在数据传输过程中会产生数据冗余,因此它们比IP 组播的效率差,三、应用层组播的基本思想,应用层组播的基本思想是保持Internet 原有的简单、不可靠、单播的转发模型，由端系统来实现组播转发的功能。在应用层组
4、播算法的设计中，有以下一些假设：网络中的带宽和转发资源是相对丰富的，而服务器的能力是一个主要瓶颈。使用应用层组播会比IP 组播消耗更多的带宽，但是和单播方案相比，它还是可以有效的降低服务器的负载和减少带宽的使用。大多数参与组播的端系统可以贡献出一部分资源用于组播的转发。这个假设并不是针对所有的应用层组播算法，但是不少的应用层组播算法都有这个假设。上层应用对性能的要求并不很苛刻，可以容忍报文的丢失和较大的延迟。Internet 的可靠性本来就无法完全保证，参与组播的主机性能也无法保证。所以，应用层组播并不针对所有的应用，而主要针对那些对可靠性和性能要求较低的应用。,应用层组播网络协议栈模型,四、
5、应用层组播的性能参数,数据分发路径的质量强度(Stress)。在一条物理链路中发送相同数据包的数量。显然IP 组播进行转发的时候并进行多余的复制,所以是最优值1。伸展度(Stretch)。就是在覆盖网分发拓扑中从源到成员的延迟与利用单播直接传输的延迟的比例。资源利用率(Usage)。所有参加到数据传输中的成员,他们的延迟和强度的乘积的总和。这个指标用于评定传输过程中网络资源的利用情况,假定链路的延迟越高,花费越大。终端的性能失效后包丢失:单个节点突然失效后,平均的丢包数量。强调突发事件发生的鲁棒性。收到第一个包的时间:当成员加入到组中,收到第一个包的时间。控制负荷(Control Head)为
6、了有效地利用网络资源,对每个成员的控制负荷必须尽量的小,这是能否很好扩展重要的指标。,五、主要的应用层组播方案,基于分层拓扑结构的分类基于树(tree)结构的实现方案ALMA、AMLI、BTP、HM、OMNI、Overcast、TBCP基于网树(mesh-tree)结构的实现方案Kudos、Narada、Scattercasr、Yoid嵌套的实现方案Bayeux、NICE、SCRIBE,五、主要的应用层组播方案,基于服务模式的分类尽力传输ALMA、ALM-DT、ALM-CAN、BTP可靠传输ALMI、Scattercast、Bayeux、Overcast,五、主要的应用层组播方案,基于体系结构
7、的分类P2P模式ALMA、ALMI、ALM-DT、ALM-CAN、BTP、KudosProxy模式Bayeux、OMNI、Overcast、Scattercast中央控制模式ALMI分布式处理模式ALM-CAN、Bayeux、BTP、Kudos、Narada混合模式ALMA、ALM-DT、HM、OMNI、Yoid,六、进一步研究的设想,可以将IP 层和应用层组播结合起来,利用两者各有的优点,如利用IP 层的网络拓扑信息,我们可以建立性能较为优化的应用层组播网络拓扑可以将应用层组播与P2P 结合起来,将对等网络中的路由算法运用到应用层组播中,这样构造的应用层组播一般可以应用于大量的接收者可以将主动技术应用到应用层组播,利用主动技术我们可以很容易地实现接入控制,
