警用宽带无线专网中组播机制的研究

发布时间：2017-07-05 04:09

  本文关键词：警用宽带无线专网中组播机制的研究

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【摘要】：组播技术相比于单播技术,拥有节省网络带宽负载、选择性灵活、数据传输能力强、保密性高等特点。随着国际标准化组织针对组播技术相关协议的不断完善,如RFC3376定义的IGMPv3协议,RFC4602定义的PIM-SM组播路由协议等,组播技术已逐渐应用到重要的生产活动与日常应用中。组播技术能够极大地减少网络流量,尤其在多用户重载数据传输的情况下,中心汇聚路由或主干线路的流量呈几何级数下降,带来的额外开销仅仅是路由中针对组播用户的管理与数据流的分发。IGMPv3协议与PIM-SM协议的混合使用,能够使用户在多个不同组播组的不同组播源中,选择需要接收的流量数据。这不仅增加了用户选择灵活性,在一定程度上减少了无意义数据在网络中传输的情况,提高了线路的利用率。尤其在警用情形下,组播能满足大量用户对相同实时数据的需求,拥有广阔的应用前景。本文主要针对组播管理协议IGMPv3与组播路由协议PIM-SM进行研究,并提出适用于无线警用宽带通信的组播机制。本文在第二章的位置首先介绍了组播管理协议(Internet Group Management Protocol)的各个版本及其数据包格式及各部分定义,接着分析了组播路由协议,如PIM-DM,PIM-SM,DVMRP等,并对现有组播机制进行了分析比较。在本文的第三章研究了适合于警用组播的机制。其中,IGMPv3对于分布较为分散、数据源丰富的应用场景,结合PIM-SM组播路由协议形成的特定源协议无关组播路由机制PIM-SSM,非常适用于有一定安全性要求的用户稀疏、信源丰富的警用场景。本文使用3个数据源,4个用户,9台运行OSPF的骨干级路由器进行了仿真验证。结果表明,这种机制可以实现用户点播,且在现有设备条件下,延时与抖动均在可接受范围内。在完成架构仿真的基础上,本文继续对组播网络流量以及单个用户在视频会议的流量背景下的网络延时、延时方差进行了仿真,并模拟了一次数据流迅速增大对网络的影响。同时,通过增加鉴权模块,限制路由流量等措施使网络具有很好的抗攻击性。最后,针对移动用户漫游的情况,提出了一种组播的预注册模型。用户在移动过程中,根据节点与基站通信距离、信噪比、方向性因子的加权组合,用户在尚未到达下一基站时,由当前基站向下一基站发送预注册信息,用户可以使组播服务不间断进行,保证业务传输的高实时性。
【关键词】：IGMPv3 特定源组播 组播安全 预注册
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN92
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 绪论8-18
• 1.1 课题来源及研究的目的和意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-15
• 1.2.1 宽带专网集群的研究和发展9-11
• 1.2.2 组播技术及其发展11-13
• 1.2.3 适用于无线专网的组播关键技术研究现状13-15
• 1.3 主要研究内容15-16
• 1.4 本文的结构安排16-18
• 第2章 组播协议与组播机制的分析比较18-39
• 2.1 互联网组管理协议IGMP18-29
• 2.1.1 IGMP协议的原理18
• 2.1.2 IGMPv1 工作机制18-20
• 2.1.3 IGMPv2 工作机制20-23
• 2.1.4 IGMPv3 工作机制23-28
• 2.1.5 三种协议的比较28-29
• 2.2 组播路由协议的分析比较29-32
• 2.2.1 协议独立组播密集模式协议PIM-DM29
• 2.2.2 协议独立组播稀疏模式PIM-SM29-32
• 2.3 PIM-SM组播模型的研究32-38
• 2.3.1 任意源组播ASM模型32-33
• 2.3.2 特定源组播SSM模型33-36
• 2.3.3 适用于警用无线宽带专网的机制确定36-38
• 2.4 本章小结38-39
• 第3章PIM-SSM应用于专网组播的分析39-70
• 3.1 PIM-SSM机制仿真分析39-54
• 3.1.1 用户需求模型的建立39-41
• 3.1.2 模型下协议的实现41-46
• 3.1.3 仿真结果与分析46-54
• 3.2 OPNET下的PIM-SSM移动混合组网仿真54-69
• 3.2.1 OPNET仿真背景简介54
• 3.2.2 OPNET下组播模型的建立54-58
• 3.2.3 OPNET下组播场景的设计58-61
• 3.2.4 仿真分析与安全模块设计61-69
• 3.3 本章小结69-70
• 第4章 专网无线组播机制的研究70-84
• 4.1 组播用户无线漫游机制70-72
• 4.2 基于移动性的用户预注册模型及仿真分析72-79
• 4.2.1 体系结构及网络模型72-73
• 4.2.2 移动预测算法73-75
• 4.2.3 基于预测算法的移动切换机制75-79
• 4.3 仿真结果与分析79-83
• 4.3.1 数据接收判决机制的选择79-81
• 4.3.2 基于OPNET仿真的真实网络业务仿真81-83
• 4.4 本章小结83-84
• 结论84-85
• 参考文献85-88
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果88-90
• 致谢90

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 唐宏;李楸桐;;基于TD-LTE集群系统的群组寻呼处理策略[J];广东通信技术;2012年10期

2 彭谨;王雨;刘雨嘉;;一种改进的PoC系统接入鉴权方法[J];计算机光盘软件与应用;2012年05期

3 陈逍;邵华钢;汪为农;;Topology-aware Overlay Multicast over IP Multicast Networks[J];Journal of Shanghai Jiaotong University;2008年01期

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本文编号：520440