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随着Internet技术和网络业务的飞速发展,尤其是IP组播技术的产生和发展,IP组播技术独特的优越性越来越突出。随着宽带技术的不断发展,FTP、HTTP、SMTP等传统的数据业务已无法满足人们对信息的需求,而视频点播、远程教学、新闻发布、网络电视等将成为各大运营商争相发展的新型业务,这些业务都可以利用组播实现,使得IP组播技术成为当前网络技术中的研究热点之一。
IP组播的基本思想是,源主机只发送一份数据,这份数据中的目的地址为组播组地址;组播组中的所有接收者都可接收到同样的数据拷贝,并且只有组播组内的主机(目标主机)可以接收该数据,网络中其它主机不能收到。在组播网络中,即使用户数量成倍增长,主干带宽也不需要随之增加。
为此,人们开发了多种组播路由协议来支持组播的应用,而PIM-SM是目前应用最广泛、功能最强大的一种,适合广域网环境下用户比较分散的组播业务的开展。美国UC-Berkeley最早于1990年初开始在MBone上研究基于组播的协同环境,国内也于20世纪90年代后期开始研究和应用组播视频会议。2004年4月,在CERNET主干网络8个城市10个地区主节点之间成功配置了全程组播(Native multicast)。2003年SARS之后,开始向38个省级主节点扩展,其中主要实现了基于PIM-SM的组播视频会议业务。实现PIM-SM组播路由协议将会对未来实现大规模组播应用产生深远而重要的影响。
随着Linux操作系统的广泛应用及其代码的开源性。因此,在Linux下实现PIM-SM组播路由协议的功能具有得天独厚的优势和条件,并将对组播路由协议的研究以及国家未来的网络组播技术的发展和研究具有重要的意义。
尽管Linux大部分内核已经支持PIM-SM协议,但要实现PIM-SM组播路由协议,还需要借助相应的PIM-SM协议模块来实现。目前,在BSD环境下已经发开发了许多实现组播路由器的程序。但在Linux实现P工M-SM协议需要对相关函数重新定义和部分改进,这也是本文研究的重点。
本文第一部分首先介绍了选题背景及其目前国内外的研究成果,同时介绍了该方向发展的趋势。第二部分介绍了组播与组播路由协议的概念,包括组播的概念和组播路由协议的要素。第三部分介绍了组播协议的工作工程,主要包括组成员的维护原理和组播报文的路由过程。第四部分是本文的重点,详细了介绍PIM-SM组播路由协议在Linux下的实现,包括协议的整体结构、协议的模块划分、共享组播树、数据包处理流程及相关c源代码以及实验结果。第五部分是文章的结尾。
本文通过介绍组播网络的概念和原理,深入探究组播路由协议,在Linux下实现PIM-SM组播路由协议,希望对组播网络技术的发展有一定的借鉴和推动作用。