專利名稱：一種半覆蓋自組織的動態(tài)組播路由方法
所屬領(lǐng)域本發(fā)明涉及計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，互聯(lián)網(wǎng)組播路由的方法與系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
組播是將報文一次投遞給多個目的站點的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和交付機(jī)制。一個組標(biāo)識代表了網(wǎng)絡(luò)中的一組節(jié)點。組播使信源的多點交付過程可以得以簡化，更重要的是，它可以通過減少鏈路重復(fù)分組來減輕網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)，并提高數(shù)據(jù)投遞的效率。
按照協(xié)議分層原則，組播可以劃分硬件組播、網(wǎng)絡(luò)層組播和覆蓋組播。硬件組播在鏈路層和物理層實現(xiàn)，組標(biāo)識為鏈路層組地址，其通信范圍通常局限在節(jié)點同構(gòu)的物理子網(wǎng)內(nèi)。網(wǎng)絡(luò)層組播的本質(zhì)特征是組標(biāo)識屬于網(wǎng)絡(luò)層地址空間中的部分區(qū)段；網(wǎng)絡(luò)層組播可以跨越子網(wǎng)邊界，實現(xiàn)遍及全網(wǎng)的群組通信；由于TCP/IP協(xié)議在互聯(lián)網(wǎng)中居于統(tǒng)治地位，所以網(wǎng)絡(luò)層組播又常被稱作IP組播。在覆蓋組播中，包括群組管理、拓?fù)渲貥?gòu)、數(shù)據(jù)分發(fā)等在內(nèi)的核心組播邏輯都在應(yīng)用層及傳輸層實現(xiàn)，僅需網(wǎng)絡(luò)層提供基本的單播服務(wù)；各種覆蓋組播技術(shù)目前還沒有統(tǒng)一的組標(biāo)識形式，每個組內(nèi)節(jié)點往往需要維護(hù)一個與組標(biāo)識對應(yīng)的成員列表，表中成員以二元組(單播地址，傳輸端口)的形式標(biāo)記。
在互聯(lián)網(wǎng)所承載的業(yè)務(wù)中，包括即時通訊、文件交換、電子郵件、流媒體傳輸?shù)仍趦?nèi)的主流應(yīng)用多具有群組通信的性質(zhì)，但這些應(yīng)用很少使用組播技術(shù)，而基本都是用“多次單播、分別投遞”這種效率很低的方式實現(xiàn)的。造成這種情況的主要原因是，現(xiàn)有組播技術(shù)都在一定程度上各自存在著不適應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)特點的局限性。
硬件組播的局限性來源于技術(shù)不統(tǒng)一所造成的通信范圍受限。盡管目前有許多子網(wǎng)技術(shù)都支持硬件級組播，但它們支持組播的方式各不相同，即使同一種子網(wǎng)技術(shù)，不同廠商所提供的設(shè)備間也存在局部的差別。由于硬件技術(shù)的差異往往是根本性的，并且每種技術(shù)有其各自的適用范圍，所以在可預(yù)見的時間內(nèi)都無法實現(xiàn)全局統(tǒng)一的廣域硬件組播。
在現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)中實現(xiàn)IP組播非常困難，其根本原因是互聯(lián)網(wǎng)任意連接的結(jié)構(gòu)毫無規(guī)則，中間節(jié)點很難把不同的組播目的地加以歸納；為了建立和維護(hù)適合組播的轉(zhuǎn)發(fā)樹，中間節(jié)點要付出大量的通信、計算和存儲開銷。由此導(dǎo)致了IP組播的一些難以克服的局限性。首先，由于開銷過大，很多中間網(wǎng)絡(luò)節(jié)點停用或沒有部署組播路由功能，而在全網(wǎng)范圍內(nèi)的連續(xù)部署是IP組播協(xié)議正常工作的基本前提。第二，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜统蓡T關(guān)系變化時，原有的轉(zhuǎn)發(fā)樹就會局部或全部失效，需要重新計算，所以IP組播適應(yīng)變化的能力不強(qiáng)，現(xiàn)有的少量組播應(yīng)用都是成員和拓?fù)溟L期固定不變的。第三，開銷會隨著群組個數(shù)的增加而成倍增長，因此IP組播的可擴(kuò)展性很差。第四，由于分散的成員節(jié)點難以歸納，所以IP組播不能像單播那樣有效地支持包括可靠傳輸、流量和擁塞控制等在內(nèi)的高級網(wǎng)絡(luò)特性。第五，為了提高可用性，IP組播協(xié)議對網(wǎng)絡(luò)環(huán)境施加了較多限制，例如PIM-DM就只適合成員相對集中的情況，這些前提假設(shè)制約了IP組播協(xié)議的使用范圍。
為了解決IP組播所面臨的困境，近年來發(fā)展出了大量基于覆蓋組播的應(yīng)用系統(tǒng)，目前已達(dá)數(shù)十種之多，其中較為著名的有Narada、Chord、NICE、Yoid等。覆蓋組播克服了IP組播的主要局限，第一，覆蓋組播邏輯是在端節(jié)點上實現(xiàn)的，在中間節(jié)點上只需單播路由，而不需要連續(xù)部署組播協(xié)議，這樣就避免了IP組播的部署問題，為組播的廣泛使用提供了可能。第二，覆蓋組播本身不分析網(wǎng)絡(luò)的物理拓?fù)洌鋵ψ兓倪m應(yīng)能力主要取決于單播路由，而單播路由始終能比IP組播更快地反映現(xiàn)實網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。第三，參與覆蓋組播的節(jié)點一般只管理已加入的組信息，也不會為自己沒有加入的組轉(zhuǎn)發(fā)報文，這與IP組播節(jié)點對全網(wǎng)所有活動群組敏感的做法截然不同，這就提高了覆蓋組播對組個數(shù)增長的可擴(kuò)展性。第四，覆蓋組播數(shù)據(jù)是置于單播報文中轉(zhuǎn)發(fā)的，而單播能支持很強(qiáng)的高級網(wǎng)絡(luò)特性，這使得可靠組播、安全組播等需求在覆蓋組播中很容易實現(xiàn)。第五，覆蓋組播只要求節(jié)點間保證基本的雙向可達(dá)性，沒有其它額外的限制。
雖然覆蓋組播有針對性地解決了IP組播的主要問題，但作為代價，也引入了IP組播不曾有的一些缺陷。第一，由于覆蓋組播不了解網(wǎng)絡(luò)物理拓?fù)洌运鼰o法根據(jù)拓?fù)鋪韮?yōu)化數(shù)據(jù)分發(fā)過程，因此鏈路重復(fù)報文較多。第二，由于在網(wǎng)絡(luò)層沒有組播邏輯，所以它不能直接調(diào)用子網(wǎng)硬件組播支持，既浪費了資源又降低了效率。第三，覆蓋組播需要訪問傳輸層和應(yīng)用層協(xié)議頭部才能決定如何轉(zhuǎn)發(fā)報文，因此與IP組播相比，它的報文處理過程更復(fù)雜，報文在中間節(jié)點中滯留的時間更長。第四，硬件組播和IP組播基本對應(yīng)用沒有任何假設(shè)，而覆蓋組播所處的協(xié)議層決定了它與應(yīng)用緊密相關(guān)，現(xiàn)有的覆蓋組播系統(tǒng)大多只針對一種或一類應(yīng)用進(jìn)行優(yōu)化，通用性較差。
總的來說，包括硬件組播和IP組播在內(nèi)的非覆蓋組播的轉(zhuǎn)發(fā)效率較高、通用性較好，但可擴(kuò)展性和靈活性較差；而覆蓋組播則恰恰相反，部署和使用靈活、易于擴(kuò)展，但效率較低、通用性差。因此如果能將覆蓋與非覆蓋組播各自的優(yōu)點有效地結(jié)合起來，克服它們各自的不足，無疑將會使組播技術(shù)趨于成熟，并極大地推動組播應(yīng)用的普及。隨著覆蓋組播技術(shù)逐漸定型，近期已經(jīng)開始有這方面的研究成果出現(xiàn)，例如孤島組播(Island MulticastThe Combination of IP Multicast with Application-Level Multicast.In Proceedings ofthe IEEE ICC，2004.)和HMTP(Universal IP Multicast Delivery.Computer Networks，Vol.50，pp.781-806，2006.)等。已有的這些改進(jìn)方案還都處于較為初步的階段，主要表現(xiàn)在第一，它們所使用的覆蓋組播和非覆蓋組播協(xié)議是相互獨立的，改進(jìn)方案僅僅是增加了不同路由協(xié)議間的交互機(jī)制，因此應(yīng)用這些方案一方面需要在同一節(jié)點上部署多個不同的組播路由協(xié)議，另一方面這些方案中的交互機(jī)制也不具有通用性和互操作性。第二，它們所假定的非覆蓋組播域的邊界都是固定的，即IP組播域和硬件子網(wǎng)都不會出現(xiàn)動態(tài)合并、分片等情況，這種假定與網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的發(fā)展現(xiàn)狀并不適應(yīng)。
圖1說明了當(dāng)今接入網(wǎng)絡(luò)的一種典型狀態(tài)。近年來，隨著無線技術(shù)的普及，網(wǎng)絡(luò)接入方式出現(xiàn)了前所未有的多樣化的局面，與原來以有線網(wǎng)絡(luò)為主的情況不同，無線技術(shù)給互聯(lián)網(wǎng)帶來了許多新的特性第一，在同一空間內(nèi)，重疊覆蓋有多個異構(gòu)的有線或無線子網(wǎng)；節(jié)點擁有多種網(wǎng)絡(luò)接口，可以并發(fā)訪問與之相連的數(shù)個子網(wǎng)。例如在圖1中同時存在著電信移動網(wǎng)絡(luò)、無線局域/城域網(wǎng)、有線局域網(wǎng)，節(jié)點H擁有各個子網(wǎng)類型接口，可以同時連接三類子網(wǎng)，而節(jié)點B則只有無線局域網(wǎng)接口。第二，節(jié)點種類多樣，各自的計算、存儲和通信能力差異較大。除了傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(包括路由器、交換機(jī)等)和主機(jī)節(jié)點(PC機(jī)、POS機(jī)等)外，包括手機(jī)、PDA、智能家電等在內(nèi)的多種端設(shè)備已經(jīng)具有了網(wǎng)絡(luò)通信能力，甚至可以承擔(dān)跨子網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)這樣的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點功能。第三，端設(shè)備既可以連接固有的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，形成主從式拓?fù)?，也可以在無中心管理的情況下，相互連接形成對等的自組織網(wǎng)絡(luò)(Ad-hoc)，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潆S時可能發(fā)生變化。例如圖1中間的無線局域網(wǎng)中，節(jié)點A、B、C、D、E構(gòu)成主從拓?fù)?，其中C是訪問點(Access Point，縮寫為AP)，而從節(jié)點F到節(jié)點O的部分則為Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)。第四，存在多個相互獨立的管理區(qū)域，各個管理區(qū)域使用的選路方法可能互不相同。例如電信網(wǎng)絡(luò)和局域網(wǎng)雖然能共存于同一空間，并可通過互聯(lián)網(wǎng)相互通信，但它們的管理機(jī)構(gòu)是相互獨立的，它們各自的底層技術(shù)也互不相同。第五，子網(wǎng)技術(shù)既可能支持多路訪問(如以太網(wǎng)、WLAN等)，也可能只允許點到點連接(如幀中繼、ADSL等)。不同子網(wǎng)技術(shù)對硬件組播支持的力度和方式存在較大差異。
網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的上述發(fā)展變化使得傳統(tǒng)的組播方法受到了新的挑戰(zhàn)，組播路由方法必須能夠適應(yīng)1)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涓鼮轭l繁的變化；2)無線網(wǎng)絡(luò)信道帶寬較窄、鏈路不穩(wěn)定的特點；3)新型端設(shè)備計算和存儲能力較低的特點；4)多數(shù)子網(wǎng)技術(shù)內(nèi)置有硬件級組播或廣播的特點；5)隸屬于不同管理域的路由/交換技術(shù)的差異性。而前文所述的將相對獨立的覆蓋組播與非覆蓋組播方法簡單綁定的方法，顯然不能適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的這些要求。
綜上所述，現(xiàn)有的單一組播方法都存在著自身難以克服的一些缺陷。將多種組播方法整合起來、按需選擇是解決問題的一種有效途徑。目前旨在融合多種組播方法各自優(yōu)勢的研究，仍處于較為初步的階段，表現(xiàn)為1)不能在單一協(xié)議中同時具備覆蓋轉(zhuǎn)發(fā)和非覆蓋轉(zhuǎn)發(fā)的能力；2)不能適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境新的發(fā)展變化和需要；3)還沒有充分考慮在接入技術(shù)多樣化的情況下，對多種硬件組播技術(shù)的可擴(kuò)展性問題。
發(fā)明目的本發(fā)明的目的在于，提出一種能夠高度整合覆蓋方式與非覆蓋方式的組播路由方法，從而在單一方案中同時達(dá)到以下設(shè)計目標(biāo)1)通用性。對底層網(wǎng)絡(luò)特性和組播應(yīng)用類型不作任何限定性的假設(shè)；在各類節(jié)點上以相同的邏輯實現(xiàn)組播路由。
2)高效率。能夠充分利用子網(wǎng)的硬件組播支持，盡可能減少鏈路重復(fù)報文的出現(xiàn)；減少節(jié)點對數(shù)據(jù)報文的處理環(huán)節(jié)，降低節(jié)點內(nèi)的轉(zhuǎn)發(fā)延遲。
3)靈活性。不要求對自身的連續(xù)部署或加載，僅要求節(jié)點間單播可達(dá)，從而降低設(shè)立組播服務(wù)的門檻，使組播組的建立和撤銷、成員的加入和退出等過程變得容易。
4)可擴(kuò)展性。通過分布式計算組播轉(zhuǎn)發(fā)拓?fù)?，限定路由信息的傳播范圍等方法來減輕節(jié)點的負(fù)擔(dān)，擴(kuò)大可實現(xiàn)組播的節(jié)點種類；能夠適應(yīng)底層技術(shù)的發(fā)展，通過模塊化協(xié)議方法使對新底層特性的支持過程得以簡化。
5)易用性。以動態(tài)自組織的方式完成路由，協(xié)議參數(shù)可自動協(xié)商，減少人工配置的工作量；降低組播邏輯與應(yīng)用程序之間的相關(guān)度，使得組播實現(xiàn)過程對應(yīng)用開發(fā)者高度透明。
發(fā)明的技術(shù)方案本發(fā)明的技術(shù)方案可以概括為第一，在協(xié)議分層上，在網(wǎng)絡(luò)層實現(xiàn)核心的組播拓?fù)錁?gòu)造和報文路由策略，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。第二，在拓?fù)渲貥?gòu)上，按照半覆蓋拓?fù)淠Ｐ蜆?gòu)造組播拓?fù)?，作為?shù)據(jù)報文路由的依據(jù)。第三，在報文轉(zhuǎn)發(fā)上，通過地址端口轉(zhuǎn)換方法實現(xiàn)基于單播路由的覆蓋轉(zhuǎn)發(fā)；通過可擴(kuò)展的組播適配協(xié)議實現(xiàn)子網(wǎng)相關(guān)的硬件組播投遞；通過組內(nèi)廣播的擴(kuò)散方法實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)層的多點分發(fā)。下文將對方案中各組成部分的模塊劃分，半覆蓋拓?fù)涞亩x和構(gòu)造方法，控制報文的種類、結(jié)構(gòu)和用途，以及數(shù)據(jù)報文的封裝、轉(zhuǎn)換和復(fù)制策略等分別加以說明。
1.本發(fā)明使用的基本術(shù)語(1)半覆蓋組播(Half Overlay Multicasting)一種根據(jù)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)實情況，綜合運用覆蓋和非覆蓋方式，完成數(shù)據(jù)多點投遞的組播路由方法。
(2)節(jié)點網(wǎng)絡(luò)中的交換機(jī)、路由器和主機(jī)等具有運算和通信能力的設(shè)備，包括網(wǎng)絡(luò)節(jié)點和主機(jī)節(jié)點。
(3)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點具有轉(zhuǎn)發(fā)能力且處于轉(zhuǎn)發(fā)位置的網(wǎng)絡(luò)中間節(jié)點，既可以是交換機(jī)和路由器等專用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，也可以是由主機(jī)充當(dāng)?shù)闹虚g轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點。
(4)主機(jī)節(jié)點也稱端節(jié)點。位于網(wǎng)絡(luò)通信末梢的節(jié)點，具有數(shù)據(jù)接收、發(fā)送和處理能力，但不進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。
(5)鏈路節(jié)點間的通信介質(zhì)。狹義的鏈路僅指位于數(shù)據(jù)鏈路層的物理鏈路，廣義的鏈路還包括包含多條物理鏈路的覆蓋鏈路。
(6)物理鏈路節(jié)點間實體通信介質(zhì)，包括廣播鏈路和點到點鏈路等。
(7)覆蓋鏈路也稱邏輯鏈路。包含有多個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點及它們之間物理鏈路的路徑，對覆蓋鏈路兩端節(jié)點來說，覆蓋鏈路上的轉(zhuǎn)發(fā)過程對它們不可見。
(8)組播域網(wǎng)絡(luò)中由節(jié)點和鏈路組成的一片連通區(qū)域，在該區(qū)域內(nèi)支持某種組播通信方式，且該組播通信方式能夠遍及整個區(qū)域。
(9)物理組播域(PMR)僅需物理層/鏈路層通信即可實現(xiàn)組播的組播域，通信方式有共享介質(zhì)式和交換式等。
(10)網(wǎng)絡(luò)組播域(NMR)除了物理/鏈路層通信外，需要且至多僅需網(wǎng)絡(luò)層報文處理機(jī)制就可實現(xiàn)組播的組播域。
(11)覆蓋組播域(OMR)實現(xiàn)組播需涉及傳輸層或應(yīng)用層報文頭部，完成報文投遞需經(jīng)由覆蓋鏈路的組播域。
(12)指派節(jié)點(DN)在一個組播域內(nèi)通過某種方式選擇的代表節(jié)點，該節(jié)點需要在域內(nèi)節(jié)點共有機(jī)能外，實現(xiàn)額外的附加功能。
(13)物理組播域指派節(jié)點(PDN)物理組播域的代表節(jié)點，其附加功能是作為物理組播域的標(biāo)識節(jié)點。
(14)網(wǎng)絡(luò)組播域指派節(jié)點(NDN)網(wǎng)絡(luò)組播域的代表節(jié)點，其附加功能包括作為網(wǎng)絡(luò)組播域標(biāo)識節(jié)點和負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)組播域內(nèi)外的報文格式轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。
(15)邊界節(jié)點位于組播域邊緣的節(jié)點，且該節(jié)點同時使用兩種或兩種以上組播通信方式。
(16)鄰居連接到同一鏈路的節(jié)點互為鄰居。
(17)端口特指傳輸層端口，在節(jié)點上用于標(biāo)記和區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)流的本地序號。
(18)轉(zhuǎn)換端口(Translated Port)用于標(biāo)記二元組(組地址，原端口)的端口號。
2.節(jié)點內(nèi)各組成模塊及相互關(guān)系如圖2所示，為實現(xiàn)本發(fā)明需要在基礎(chǔ)協(xié)議之上增加擴(kuò)展模塊，其中包含三個相對獨立而又相互聯(lián)系的組成部分半覆蓋組播路由(Half Overlay Multicast Routing，簡稱HOMR)、組播適配協(xié)議組(MulticastAdaptation Protocols，簡稱MAPs)、組播地址端口轉(zhuǎn)換(Multicast Address and Port Translation，簡稱MAPT)。擴(kuò)展部件的主體都處于網(wǎng)絡(luò)層，有少部分邏輯向上下延伸到了鏈路層及傳輸層。
1)半覆蓋組播路由該部分是整個方案的核心模塊，包括半覆蓋拓?fù)涞臉?gòu)建與更新、拓?fù)湫畔⒌慕粨Q與同步、數(shù)據(jù)報文的分發(fā)與轉(zhuǎn)換控制等主要邏輯都在該模塊中實現(xiàn)。
2)組播適配協(xié)議該部分為可擴(kuò)展的硬件組播配合模塊組，每種硬件組播技術(shù)會有一個與之對應(yīng)的組播適配協(xié)議。它的主要作用是根據(jù)子網(wǎng)技術(shù)對硬件組播的支持方式，采取相應(yīng)的組播幀封裝和解封裝操作，并進(jìn)行節(jié)點間的鏈路參數(shù)同步。
3)組播地址端口轉(zhuǎn)換該部分包含本發(fā)明實現(xiàn)覆蓋組播的首選方法，其主要功能是在IP組播報文和單播數(shù)據(jù)報文間進(jìn)行雙向轉(zhuǎn)換，以實現(xiàn)基于單播路由的覆蓋組播轉(zhuǎn)發(fā)。該數(shù)據(jù)封裝方法的一種替代方法是組播隧道技術(shù)，本發(fā)明允許在兩種方法間選擇其一使用。
3.半覆蓋拓?fù)涞慕M成結(jié)構(gòu)1)半覆蓋拓?fù)?Half Overlay Topology，簡稱HOT)模型該模型是本發(fā)明所述的半覆蓋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的形式化表示，它給出了半覆蓋拓?fù)渲懈鱾€組成部分的確切含義。
在HOT模型中，整個網(wǎng)絡(luò)表示為N＝(V，E)，其中V為節(jié)點集合，E為物理鏈路集合。設(shè)G為組播組集合，對任意g∈G，Vg為組g的成員集合，VgV，Eg為連接Vg中節(jié)點間的鏈路集，EgE。
V中的節(jié)點都必須支持IP協(xié)議，每個節(jié)點都有一個全局唯一的標(biāo)識(identifier，簡稱ID)。一般可以從分配給節(jié)點各個網(wǎng)絡(luò)接口的IP地址中選擇一個作為節(jié)點ID。
設(shè)集合VpVg，如果對Vp中的任意兩節(jié)點vi和vj，都能做到僅需物理層和鏈路層通信即可完成vi與vj間的組播數(shù)據(jù)投遞，則(Vp，Eg)構(gòu)成一個物理組播域(Physical Multicast Region，PMR)，其中Ep為Vp中節(jié)點間鏈路集合。
設(shè)集合VnVg，若對Vn中的任意兩節(jié)點vs和vd，都存在路徑(vs，η0，...，ηk，vd)，使得對路徑中任意ηi，(其中i＝0，...，k)，都滿足ηi∈Vn；且要在Vn中完成組播，除了物理/鏈路層通信外，報文在中間節(jié)點上需要且至多僅需網(wǎng)絡(luò)層機(jī)制參與轉(zhuǎn)發(fā)，則(Vn，En)構(gòu)成一個網(wǎng)絡(luò)組播域(Network Multicast Region，NMR)，其中En為Vn中節(jié)點間鏈路集，EnEg。
對節(jié)點集V’，若存在路徑p(vi，...，vj，η0，...，ηk，vm，...，vn)，使得vj∈V’，vm∈V’，但對其中任意ηh，(其中h＝0，...，k)，有ηhV’，則p’(vj，η0，...，ηk，vm)構(gòu)成一條相對V’的覆蓋鏈路。
設(shè)集合VoVg，若在Vo中存在兩節(jié)點vs和vd，使vs與vd間的任意路徑均包含至少一條相對Vg的覆蓋鏈路，則(Vo，Eo)構(gòu)成一個覆蓋組播域(Overlay Multicast Region，OMR)，其中Eo為Vo中節(jié)點間物理鏈路集合(包括構(gòu)成覆蓋鏈路的物理鏈路)。一般地，OMRg＝(Vo，Eo)＝(Vg，Eg)，即OMRg等價于g的HOT組播拓?fù)洹?br> 每個PMR和NMR都有一個指派節(jié)點(Designated Node，DN)，分別縮寫為PDN和NDN。
2)關(guān)于PMR的補(bǔ)充說明根據(jù)HOT定義，設(shè)PMRg＝(Vp，Ep)，Vp內(nèi)節(jié)點屬于同一個支持鏈路層組播的子網(wǎng)。在進(jìn)行組播數(shù)據(jù)分發(fā)時，只要把數(shù)據(jù)封裝到以組g的鏈路層組地址為目的地址的幀里，就可以通過硬件組播送達(dá)PMR內(nèi)所有成員。PMR是按接口定義的，當(dāng)一個節(jié)點有多個網(wǎng)絡(luò)接口時，它可以同時屬于多個PMR。
在圖1中，同組節(jié)點A、C、E、H各有一個以太網(wǎng)接口，并屬于同一個碰撞域，由于以太網(wǎng)支持硬件組播，所以這四個節(jié)點及其間的以太網(wǎng)鏈路構(gòu)成了一個PMR。對于交換式子網(wǎng)，如果交換機(jī)支持硬件組播，那么即使節(jié)點不屬于同一碰撞域，也能構(gòu)成一個PMR。
3)關(guān)于NMR的補(bǔ)充說明NMRg代表相對組g的、網(wǎng)絡(luò)層組播可達(dá)的連續(xù)區(qū)域。NMR以節(jié)點為最小構(gòu)造單位，一個節(jié)點在任何時刻都只能屬于一個NMR。要構(gòu)成NMR，除了需要組播協(xié)議的連續(xù)部署外，還要求相鄰節(jié)點必須是同組成員。從網(wǎng)絡(luò)層的角度看，PMR內(nèi)的任意兩個節(jié)點都互為同組鄰居，因此PMR能夠成為NMR的組成部分，反之不然。構(gòu)造PMR要求“鏈路組播相鄰關(guān)系”的可傳遞性，而構(gòu)造NMR無此要求。無法構(gòu)造PMR，但能構(gòu)造NMR的典型情況有i)轉(zhuǎn)發(fā)路徑包含點到點鏈路；ii)轉(zhuǎn)發(fā)路徑穿越了異構(gòu)子網(wǎng)，例如圖1中的路徑(A，C，D)；iii)傳輸距離受限的無線網(wǎng)絡(luò)。
當(dāng)兩個同組成員在物理拓?fù)渲谢猷従訒r，它們至少可以建立NMR鄰居關(guān)系。如果符合構(gòu)造PMR的條件，就可以進(jìn)一步建立PMR鄰居關(guān)系。
4)關(guān)于OMR的補(bǔ)充說明一個典型的OMR是由多個NMR或PMR，通過覆蓋鏈路相連而成的。在覆蓋鏈路上的分組轉(zhuǎn)發(fā)，需借助于單播路由。根據(jù)定義，當(dāng)全網(wǎng)單播可達(dá)時，OMRg必定包含了組g的全部成員和成員間的全部物理鏈路。
5)指派節(jié)點的作用每個PMR和NMR都會選舉一個DN。一個極限情況是，PMR與NMR完全重疊，此時在同一域內(nèi)會分別選舉一個PDN和一個NDN。PDN的唯一作用是作為PMR的標(biāo)識節(jié)點，PDN的ID即為PMR的ID。NDN除了標(biāo)識NMR的作用外，還作為NMR的代表節(jié)點與其它NDN交換信息，并進(jìn)行NMR內(nèi)外的組播數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。NMR間的覆蓋鏈路實際是NDN間的覆蓋鏈路。
4.基于IPv4的控制報文種類、結(jié)構(gòu)和用途以下控制報文都是基于IPv4的，也就是說，各控制報文都位于IP報文的數(shù)據(jù)部分，如信源地址、信宿地址、報文總長等信息都直接取自IP頭部，而不包含在以下格式定義中。
除地址長度不同，基于IPv6的控制報文在字段種類和含義等方面上，都與基于IPv4的控制報文相同，因此不再單獨列出。
1)問候(HELLO)報文HELLO機(jī)制是本方案建立和維護(hù)半覆蓋拓?fù)涞淖钪饕侄危總€組成員都會周期性地向自己的鄰居節(jié)點發(fā)送HELLO報文。一個特例是，通過覆蓋鏈路相連的NDN間也有HELLO報文交換，兩個NDN互為OMRPeer。HELLO報文的作用有a)鄰居發(fā)現(xiàn)和鄰居關(guān)系的保持；b)節(jié)點參數(shù)以及群組信息的通告和更新；c)確保鄰居間的雙向通信；d)觸發(fā)對DN的選舉。
HELLO報文是可變長的，其報文格式如圖3所示，各字段的含義如下。
(301)Type是控制報文的類型編碼，該字段的不同取值使系統(tǒng)能夠區(qū)分控制報文種類，并分別進(jìn)行處理。各種控制報文的類型編碼見表1。
編碼類型0x01HELLO報文0x02REQUEST報文0x04REPLY報文0x08INFO報文表1控制報文類型編碼(302)Flags是標(biāo)識節(jié)點當(dāng)前狀態(tài)的屬性標(biāo)志組，標(biāo)志編碼見表2，一個節(jié)點可能同時具有其中的多項屬性。
編碼屬性0x00非本組成員節(jié)點0x01組內(nèi)普通節(jié)點0x02物理組播域指派節(jié)點0x04網(wǎng)絡(luò)組播域指派節(jié)點表2節(jié)點屬性及編碼
(303)PMR Prior是節(jié)點當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)接口在所屬物理組播域內(nèi)的優(yōu)先級，該字段用于物理組播域指派節(jié)點的選舉。
(304)NMR Prior是節(jié)點在所屬網(wǎng)絡(luò)組播域的優(yōu)先級，該字段用于網(wǎng)絡(luò)組播域指派節(jié)點的選舉。
(305)Group Address是組地址(或稱為組ID)，每個組在創(chuàng)建時都會獲得一個全局唯一的ID，本發(fā)明并不限定群組ID的產(chǎn)生方式，如果不與其它IP組播協(xié)議沖突，則可直接使用IP組播地址。
(306)Node ID是當(dāng)前節(jié)點的全局唯一標(biāo)識。
(307)Source Sequence Number是當(dāng)前節(jié)點為每個HELLO報文分配的序列號，用于判斷報文是否已過期。
(308)Options是變長的可選部分，其中可能的信息有a)若本節(jié)點(按接口)不是物理組播域指派節(jié)點，則包含PMR當(dāng)前指派節(jié)點的ID、接口IP地址以及PMR優(yōu)先級；b)若本節(jié)點不是網(wǎng)絡(luò)組播域指派節(jié)點，則包含NMR當(dāng)前指派節(jié)點的ID、NMR優(yōu)先級、以及本節(jié)點到指派節(jié)點的最短路徑。
c)若本節(jié)點是網(wǎng)絡(luò)組播域指派節(jié)點，則包含本節(jié)點的OMR Peer列表，其中每個表項中的信息有Peer的節(jié)點ID、當(dāng)前接口IP地址和節(jié)點屬性。
2)請求(REQUEST)報文該類報文用于在節(jié)點間傳遞特定的請求信息，請求報文是定長的，其報頭格式如圖4所示，各字段的含義和取值范圍如下。
(401)Type是控制報文的類型編碼，說明見(301)。
(402)Flags是當(dāng)前節(jié)點屬性組，說明見(302)。
(403)REQ Type是請求類型，其編碼見表3。
編碼請求類型0x01加入請求(REQ_JOIN)0x02退出請求(REQ_LEAVE)0x04退位請求(REQ_RESIGN)0x08MAPT映射請求(REQ_MAPT)0x10詳情請求(REQ_INFO)表3請求類型編碼表(404)Ext Type是請求類型的擴(kuò)展編碼部分，其取值范圍見表4。
編碼請求擴(kuò)展類型0x00無擴(kuò)展類型0x01PDN退出(LEAVE_PDN)，僅用于退出請求0x02NDN退出(LEAVE_NDN)，僅用于退出請求0x04PDN、NDN同時退出(LEAVE_BOTH)0x08PDN退位(RESIGN_PDN)，僅用于退位請求0x10NDN退位(RESIGN_NDN)，僅用于退位請求0x20PDN、NDN同時退位(RESIGN_BOTH)表4請求擴(kuò)展類型編碼表(405)GroupAddress是組地址，說明詳見(305)。
(406)Node ID是當(dāng)前節(jié)點的全局唯一標(biāo)識。
(407)Source Sequence Number是當(dāng)前節(jié)點為請求報文分配的序列號，該字段僅對LEAVE和RESIGN報文有效。
3)應(yīng)答(REPLY)報文應(yīng)答報文用于對除“詳情請求”之外的其它請求的響應(yīng)，這中間也包括對錯誤請求的提示響應(yīng)，應(yīng)答報文的報頭格式如圖5所示，各字段的含義說明如下。
(501)Type是控制報文的類型編碼，說明見(301)。
(502)Flags是當(dāng)前節(jié)點屬性組，說明見(302)。
(503)REP Type是應(yīng)答類型，其編碼見表5。
編碼 應(yīng)答類型0x01 加入應(yīng)答(REP_JOIN)0x04 退位應(yīng)答(REP_RESIGN)0x08 MAPT映射應(yīng)答(REP_MAPT)0x10 對錯誤請求的應(yīng)答(REP_ERROR)表5應(yīng)答類型編碼表(504)Ext Type是應(yīng)答類型的擴(kuò)展編碼部分，其取值范圍見表6。
編碼 應(yīng)答擴(kuò)展類型0x00 無擴(kuò)展類型0x01 允許加入(JOIN_ACCEPT)，僅用于加入應(yīng)答0x02 拒絕加入(JOIN_DENY)，僅用于加入應(yīng)答0x04 允許退位(RESIGN_ACCEPT)，僅用于退位應(yīng)答0x08 拒絕退位(RESIGN_DENY)，僅用于退位應(yīng)答0x10 節(jié)點非成員(HLOERR_NOJOIN)錯誤0x20 節(jié)點非NDN(HLOERR_NO_NDN)錯誤表6應(yīng)答擴(kuò)展類型編碼表(505)Group Address是組地址，說明詳見(305)。
(506)Node ID是當(dāng)前節(jié)點的全局唯一標(biāo)識。
4)消息(INFO)報文消息報文的作用是傳遞節(jié)點的詳細(xì)HOT信息，這既包括對“詳情請求”的應(yīng)答，也包括在其它特定情況的觸發(fā)的拓?fù)湫畔⒔粨Q。消息報文是可變長的，其報文格式如圖6所示，各部分的含義如下。
(601)Type是控制報文的類型編碼，說明見(301)。
(602)Flags是當(dāng)前節(jié)點屬性組，說明見(302)。
(603)INFO Type是消息類型，其編碼見表7。
編碼消息類型0x01普通消息(INF_NORMAL)0x02移送消息(INF_HANDOVER)表7消息類型編碼表(604)該字段保留未用。
(605)Group Address是組地址，說明詳見(305)。
(606)Node ID是當(dāng)前節(jié)點的全局唯一標(biāo)識。
(607)Data是報文數(shù)據(jù)區(qū)，其中包含了當(dāng)前節(jié)點的完整HOT路由信息。
5.選舉指派節(jié)點的優(yōu)先級計算方法本方案采用優(yōu)先級機(jī)制來選舉指派節(jié)點。選舉DN需要同時滿足兩個目標(biāo)1)DN須保持相對穩(wěn)定；2)DN應(yīng)具有較強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)計算能力。為此，引入了多個參數(shù)用于優(yōu)先級計算。
A)固定參數(shù)paramfix固定參數(shù)反映了節(jié)點的計算能力和網(wǎng)絡(luò)通信能力，該參數(shù)在協(xié)議初始化時即可算得，在運行期間不改變。
paramfix＝α1×W+β1×H+γ1×M，其中W為節(jié)點各接口帶寬之和，H為節(jié)點各CPU主頻總數(shù)，M為內(nèi)存總量，α1、β1、γ1為加權(quán)系數(shù)。
B)動態(tài)參數(shù)paramdyn設(shè)δjoin為當(dāng)前時刻與節(jié)點加入群組時刻之差，δDN為當(dāng)前時刻與節(jié)點成為DN時刻之差，有paramdyn＝α2×δjoin+β2×δDN，其中δjoin≥0，δDN≥0，α2、β2為加權(quán)系數(shù)。
C)優(yōu)先級計算本方法通過設(shè)置計時器，定期觸發(fā)動態(tài)參數(shù)和優(yōu)先級的計算，PMR和NMR優(yōu)先級的計算方法相同，公式為prior＝|α3×paramfix+β3×paramdyn|，其中α3、β3為加權(quán)系數(shù)。
6.物理組播域的構(gòu)造和內(nèi)部通信方法在開始時，每個加入組播的節(jié)點都建立一個以自己為PDN的PMR，并在子網(wǎng)內(nèi)廣播HELLO報文。如果子網(wǎng)滿足建立PMR的條件，那么該報文能被子網(wǎng)內(nèi)的其它所有節(jié)點收到。設(shè)節(jié)點A收到同組鄰居B發(fā)來的HELLO報文，且報文聲明B是一個PDN，那么A會以自己PDN的優(yōu)先級與B的優(yōu)先級比較，選擇優(yōu)先級高的作為自己的PDN，如果優(yōu)先級相同，則選擇節(jié)點ID大的作為PDN。子網(wǎng)內(nèi)所有同組成員都以相同的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選舉，經(jīng)過一輪HELLO報文的交換過程后，各個成員都能獲得PMR鄰居的完整列表，并選舉同一個節(jié)點作為PDN。
節(jié)點為自己的每個PMR鄰居設(shè)置一個超時值，在收到HELLO報文時，該值被更新。如果某鄰居的超時值過期，節(jié)點則認(rèn)為這個鄰居已經(jīng)失效或已退出組，并從自己的PMR鄰居列表中刪除它。如果PDN過期，將觸發(fā)PDN的重新選舉，如果子網(wǎng)內(nèi)沒有同組鄰居，那么節(jié)點會選舉自己作為PDN，并繼續(xù)廣播HELLO報文。那些組外節(jié)點會由此獲得可加入的群組信息。當(dāng)PMR內(nèi)最后一個節(jié)點退出時，PMR將自行消失。
MAPs是本方法實現(xiàn)可擴(kuò)展的硬件組播支持的主要途徑。每個MAP對應(yīng)一種硬件組播的技術(shù)實現(xiàn)，它與網(wǎng)絡(luò)接口的硬件驅(qū)動一樣按接口部署。一個MAP的主要功能有1)PMR內(nèi)網(wǎng)絡(luò)層組ID向鏈路組地址的映射；2)配置并向HOMR提供接口參數(shù)。
7.網(wǎng)絡(luò)組播域的構(gòu)造和內(nèi)部通信方法與PMR類似，節(jié)點建立NMR并初始化為NDN。當(dāng)節(jié)點在鄰居中發(fā)現(xiàn)同組成員時，就會觸發(fā)NMR的歸并和NDN的選舉。圖7展現(xiàn)了引發(fā)NMR歸并的兩種典型情況節(jié)點加入和無線節(jié)點移動。
在圖7a中，成員節(jié)點1逐漸靠近，非成員節(jié)點2加入組播，這兩個節(jié)點狀態(tài)的改變最終使整個網(wǎng)絡(luò)形成單一的NMR(圖7b)。一般地，當(dāng)節(jié)點A收到同組鄰居B的HELLO報文，且A和B的NDN不一致時，A就會選擇兩個NDN中優(yōu)先級高的作為自己的NDN，若優(yōu)先級相等，則選擇節(jié)點ID小的。注意當(dāng)優(yōu)先級相等時，PDN和NDN的選擇條件恰恰相反，這是為了使DN盡量分散。當(dāng)A的NDN改變時，它會立即將新NDN的信息通知自己的其它NMR鄰居，這個消息在原NMR內(nèi)迅速擴(kuò)散，最終使歸并在一起的各個NMR都選舉相同的NDN。
與PDN不同，NDN通常只與NMR中的少數(shù)節(jié)點相鄰，與NDN不相鄰的節(jié)點只能從中間節(jié)點處間接獲得NDN的信息，因此非NDN節(jié)點僅僅知道NDN的ID和優(yōu)先級是不夠的。首先，當(dāng)節(jié)點發(fā)現(xiàn)自己的某個鄰居失效時，可能意味著與NDN的聯(lián)系也同時中斷，是否真的中斷需要額外的信息才能判定；第二，當(dāng)鄰居提供的NDN信息不一致時，如何采信也需要判斷，例如在圖7b中，節(jié)點2能夠收到四個鄰居發(fā)來的關(guān)于NDN的信息，顯然它應(yīng)該完全相信節(jié)點1，而忽略來自4的情報。
本方法使用路徑矢量算法來維護(hù)NMR的連通性，其基本思想是，相鄰節(jié)點交換各自保存的、到NDN的嚴(yán)格路徑，路徑中包含從鄰居到NDN沿途的所有節(jié)點ID，格式為(NDN鄰居ID，...，本節(jié)點鄰居ID)。在收到來自鄰居的關(guān)于NDN的路徑后，節(jié)點從中選擇一條有效的最短路徑予以保存。
算法1.路徑矢量的過濾更新算法輸入當(dāng)前節(jié)點i的路徑矢量表Ti，鄰居節(jié)點j的路徑矢量表Tj，節(jié)點i的鄰居ID表Ni輸出更新后的Ti(1)初始化令P’為空路徑；刪除Ti中包含j的所有路徑；(2)for Tj中的每條路徑P do(3) if P中包含i then continue；(4) if P中包含Ni中的元素then
(5)P←原P中從起始ID到首次出現(xiàn)屬于Ni的鄰居ID(含)為止的部分；(6)if Ti中包含P then continue；(7)if P’非空and length(P’)≤length(P)then continue；(8)從Ti中刪除P’；把P存入Ti；P’←P.
仍以圖7b為例，各個節(jié)點處路徑矢量表的一種穩(wěn)定狀態(tài)為0{} 1{} 2{(1)} 3{(1)} 4{(1，2)} 5{(1，2)，(1，3)}節(jié)點4到NDN的唯一路徑經(jīng)過節(jié)點2，節(jié)點3的路徑則經(jīng)過了節(jié)點2的鄰居節(jié)點1，在這兩種情況下節(jié)點2都不會接受它們所提供的關(guān)于NDN的信息。
NMR分片是歸并的逆過程，當(dāng)發(fā)生鏈路失效或成員退出等情況時，就可能導(dǎo)致NMR的分片。斷裂點附近的成員會最先發(fā)現(xiàn)情況的異常，設(shè)相鄰成員A、B都不是NDN，節(jié)點B失效，A發(fā)現(xiàn)后先從自己的PV表中刪除所有包含B的路徑，然后判斷自己是否與NDN相鄰以及PV表是否為空。如果不與NDN相鄰且PV表已空，則說明NMR已分片，而且A與NDN處于不同分片中，于是A聲明自己為新的NDN，并把B失效的消息通知自己分片內(nèi)的原NMR成員，其它NMR成員在收到后采取相同的處理辦法，從而觸發(fā)在分片內(nèi)的NMR歸并和NDN選舉。如果A與NDN相鄰或PV表非空，則說明NMR沒有分片，A僅把B從自己的成員列表中刪除。當(dāng)NDN失效時，NDN的所有鄰居都會聲明自己為NDN，從而觸發(fā)NDN選舉過程。
8.覆蓋組播通信方法在本方案中，整個覆蓋網(wǎng)絡(luò)是以各個NMR的NDN為頂點、覆蓋鏈路為邊的完全圖。每個節(jié)點都維護(hù)一個OMR鄰居列表，正常情況下，OMR Peer通過交換各自所知的OMR鄰居信息保持對覆蓋拓?fù)涞牧私?。但是由于鏈路狀態(tài)不穩(wěn)定還是可能導(dǎo)致NMR間聯(lián)系的永久中斷，考慮圖1的情況，當(dāng)O移動并遠(yuǎn)離M和N時，它和網(wǎng)絡(luò)其它部分的通信將會中斷，如果中斷時間超過最大超時時間，其它成員就會“忘記”O(jiān)的存在，即使通信恢復(fù)，也不會再向O轉(zhuǎn)發(fā)組播報文。HOMR解決這個問題的辦法是如果條件允許，則通過NMR注冊保持OMR的連通性，否則就令NDN每隔若干常規(guī)HELLO報文，就廣播一個可達(dá)全網(wǎng)的HELLO報文。
在覆蓋網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)通信方面，本方案在支持傳統(tǒng)的UDP或IP隧道方式的同時，引入了效率更高的地址端口轉(zhuǎn)換方式，并作為首選方法。每個NDN都設(shè)置一個MAPT表，格式如下節(jié)點ID信源地址組地址 目的端口轉(zhuǎn)換地址轉(zhuǎn)換端口Local 10.9.8.2224.3.0.163 -- 20001A3-- xy A3 z表8地址端口映射表格式及表項示例圖8顯示了一個基本的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，其中兩個NMR通過各自的NDN與無法形成非覆蓋組播域的骨干網(wǎng)相連，假設(shè)組地址為x并且該組的某個信源在NMR1中。為了使組播報文能夠穿越覆蓋網(wǎng)絡(luò)到達(dá)NMR2，NDN1和NDN2需要按照圖9所示的流程進(jìn)行如下協(xié)同工作當(dāng)NDN1在收到目的地址為x、目的端口為y的組播報文后，需要轉(zhuǎn)發(fā)給NDN2時，它首先根據(jù)NDN2的節(jié)點ID、報文的目的地址(組ID)和目的端口來查詢自己的MAPT表，檢查自己是否已知NDN2對于x的端口映射。如果找到相關(guān)表項，則用表項中的轉(zhuǎn)換地址(即NDN2的單播IP地址)和轉(zhuǎn)換端口替換報文原來的目的地址和目的端口，然后借助單播路由把報文發(fā)送給NDN2。如果NDN1沒有找到對應(yīng)表項，它就緩存數(shù)據(jù)報文，并向NDN2發(fā)送一個包含(x，y)的MAPT請求。NDN2收到請求后，它先檢查自己是否已經(jīng)對(x，y)進(jìn)行過端口映射，如果是則直接把映射端口及套接字(x，y)放入應(yīng)答報文中，回送給NDN1；否則就從自己的空閑端口中分配一個(設(shè)該端口號為z)作為對(x，y)的映射，記錄到NDN2的映射表，并通過應(yīng)答報文把映射結(jié)果回復(fù)給NDN1。
NDN1收到NDN2的應(yīng)答報文后，一方面在MAPT表中保存映射信息，另一方面轉(zhuǎn)換并轉(zhuǎn)發(fā)緩存的組播報文。NDN2收到報文后，再根據(jù)報文的目的端口反查MAPT表，并恢復(fù)報文的原始組播地址和端口。
9.節(jié)點的加入和退出過程節(jié)點在加入組播前，應(yīng)該知道可加入的群組列表和每組的部分成員信息。在加入時，節(jié)點首先建立與組ID對應(yīng)的半覆蓋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，然后開始發(fā)送HELLO報文。如果新成員的鄰居中有同組成員，它將建立PMR或NMR鄰居關(guān)系，并立即開始接收組播數(shù)據(jù)；否則它將初始化一個PMR和一個NMR，聲明自己為DN，并與自己所知的成員交換群組信息，這樣新成員就能建立若干OMR鄰居關(guān)系，并逐漸獲得全部OMRPeer信息。
正常退出的成員將向HOT鄰居發(fā)送退出消息，這樣其它同組成員就可以盡快調(diào)整各自的HOT拓?fù)洹５０l(fā)生的是成員的異常退出，異常退出的節(jié)點不會把自己退出的消息通知HOT鄰居，因此鄰居節(jié)點只能根據(jù)超時機(jī)制來發(fā)現(xiàn)節(jié)點退出并作相應(yīng)處理。
10.組播方式的選擇和數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)控制方法成員節(jié)點根據(jù)自己了解的HOT拓?fù)?，從硬件組播、IP組播和覆蓋組播中選擇可行的最有效方式來轉(zhuǎn)發(fā)組播數(shù)據(jù)。在PMR內(nèi)，數(shù)據(jù)幀的轉(zhuǎn)發(fā)過程對本方法的各個模塊都是透明的，為實現(xiàn)轉(zhuǎn)發(fā)只需由MAPs把IP組播報文封裝成鏈路組播幀并交付鏈路協(xié)議即可。NMR的IP層拓?fù)錇槎噙B接結(jié)構(gòu)(Mesh)，本方法在NMR內(nèi)采用逆向路徑轉(zhuǎn)發(fā)(RPF)算法實現(xiàn)基于Mesh的組播選路。如前所述，PMR是NMR的子集，當(dāng)需要從硬件組播轉(zhuǎn)換到IP組播時，PMR邊界節(jié)點就會從組播數(shù)據(jù)幀中取出IP組播報文并在IP層轉(zhuǎn)發(fā)。NMR間的組播報文交換由NDN完成，當(dāng)信源在一個NMR內(nèi)部時，這個NMR的NDN將IP組播報文轉(zhuǎn)換成單播報文，通過覆蓋鏈路投遞給其它NMR的NDN；當(dāng)NDN收到覆蓋組播報文時，負(fù)責(zé)恢復(fù)報文的原始狀態(tài)，并在所屬NMR內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)。
有益效果本發(fā)明在單一協(xié)議中無縫地融合了覆蓋組播與非覆蓋組播的主要特性，由此產(chǎn)生的有益效果包括(1)無需對自身的連續(xù)部署或加載，僅要求節(jié)點間單播可達(dá)，并且對單播路由方式無特殊要求，因此具有直接傳越不可控的轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)的能力，較之單純的非覆蓋組播更易于實施，提高了組播路由的可用性、以及對各類數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)管理區(qū)域的不同路由策略的適應(yīng)能力。
(2)在拓?fù)渲貥?gòu)方面，統(tǒng)一考慮了有線網(wǎng)絡(luò)及無線網(wǎng)絡(luò)的不同特點，能夠同時適應(yīng)拓?fù)漕l繁變化和基本穩(wěn)定不變、寬帶穩(wěn)定鏈路和窄帶不穩(wěn)定鏈路等差異較大的底層網(wǎng)絡(luò)特性。
(3)核心模塊在網(wǎng)絡(luò)層實現(xiàn)，對組播應(yīng)用類型沒有限定性假設(shè)，能夠充分利用子網(wǎng)的硬件組播支持，及實現(xiàn)連續(xù)成員節(jié)點間的IP組播，因而能夠有效地減少鏈路重復(fù)報文、減輕節(jié)點的報文處理負(fù)擔(dān)，較之單純的覆蓋組播效率更高、端到端的延遲更小。
(4)在組播路由策略方面，成員節(jié)點僅管理自己已參與的群組信息，并且通過組播域的劃分限制了部分路由信息的傳播范圍，從而使節(jié)點的路由信息管理和通信開銷降低，無須設(shè)備具有較高的性能，符合目前網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的種類不斷增加，性能差距增大的現(xiàn)狀。
(5)各成員節(jié)點基本處于對等的狀態(tài)，以完全自組織的方式完成數(shù)據(jù)交換，各項參數(shù)均可自動協(xié)商、無須人工干預(yù)，這種動態(tài)路由方式提高了組播路由的透明度和服務(wù)的易用性。


圖1一種典型的接入網(wǎng)絡(luò)物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖2半覆蓋組播的模塊劃分及各模塊在網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中的位置圖3基于IPv4的HELLO報文格式圖4基于IPv4的REQUEST報頭格式圖5基于IPv4的REPLY報頭格式圖6基于IPv4的INFO報文格式圖7典型的物理拓?fù)涓淖兗捌鋵Π敫采w組播拓?fù)渲貥?gòu)的影響圖8在覆蓋網(wǎng)絡(luò)層面上NMR互連的基本形式圖9基于地址端口轉(zhuǎn)換的覆蓋轉(zhuǎn)發(fā)過程圖10實施例示意圖實施例下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
圖10顯示了一個典型的半覆蓋拓?fù)浞€(wěn)定狀態(tài)，及在此狀態(tài)下的組播報文轉(zhuǎn)發(fā)過程。其中共有35個節(jié)點，這些節(jié)點即可能是路由器、交換機(jī)，也可能是個人計算機(jī)或者掌上數(shù)字終端；有些節(jié)點有多個同構(gòu)或異構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)接口，有些則只有一個網(wǎng)絡(luò)接口；各個網(wǎng)絡(luò)接口所連接的即可能是有線子網(wǎng)，也可能是無線網(wǎng)絡(luò)，節(jié)點的位置可能固定不變，也可能在不斷變化；中間還有部分節(jié)點沒有部署組播路由模塊。盡管在性能和內(nèi)部結(jié)構(gòu)上存在差別，但它們都支持IP協(xié)議，并且任兩節(jié)點間單播可達(dá)，這是保證網(wǎng)絡(luò)連通的最基本條件。
在當(dāng)前的穩(wěn)定狀態(tài)下，除編號從19到21外的其它32個節(jié)點加入了同一組播組，設(shè)該組地址為x，這些節(jié)點也必然部署了本發(fā)明所述的組播路由模塊。節(jié)點19-21則或者部署了組播路由，但沒有加入組x；或者完全沒有部署或啟動組播路由。組x的32個成員節(jié)點共形成了5個網(wǎng)絡(luò)組播域NMR1到NMR5。
其中節(jié)點1-12屬于NMR1，節(jié)點12是NMR1的網(wǎng)絡(luò)組播域指派節(jié)點，標(biāo)識為NDN1。在NMR1中，有兩個物理組播域PMR1和PMR2，由于從組播的角度看，物理組播域內(nèi)的節(jié)點間是全互連的，因此在圖10中所有物理組播域內(nèi)的物理鏈路都沒有顯式地標(biāo)出。節(jié)點2-5屬于PMR1，節(jié)點3被選為PMR1的指派節(jié)點，標(biāo)識為PDN1。節(jié)點5、7-9屬于PMR2，節(jié)點8是PMR2的指派節(jié)點PDN2。節(jié)點5的兩個子網(wǎng)接口分別屬于PMR1和PMR2，所以它成為了這兩個物理組播域的交集部分，能夠通過網(wǎng)絡(luò)層路由完成兩個子網(wǎng)間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。在NMR1中標(biāo)識出的物理鏈路都是點到點鏈路，這些鏈路同PMR1和PMR2內(nèi)的物理鏈路一起，構(gòu)成了NMR1內(nèi)網(wǎng)絡(luò)層組播通信的硬件基礎(chǔ)。
節(jié)點13是一個最小單位的網(wǎng)絡(luò)組播域，標(biāo)識為NMR2，它本身也是NMR2的指派節(jié)點。從理論上說，節(jié)點13的每個接口分別成為物理組播域，但由于在此狀態(tài)下，這些PMR沒有實際的通信職能，因此并未標(biāo)出，并且節(jié)點13也不會為這些PMR建立管理信息庫，與此同理，圖10中其它無實際功能的物理組播域也都沒有專門的標(biāo)識和說明。節(jié)點13的狀態(tài)也是每個節(jié)點在初始化時的默認(rèn)狀態(tài)。
節(jié)點14-18及它們之間的物理鏈路構(gòu)成了NMR3，其中節(jié)點15是NMR3的指派節(jié)點NDN3。這個域內(nèi)沒有滿足條件的硬件組播支持，因此節(jié)點間的組播數(shù)據(jù)分發(fā)都通過網(wǎng)絡(luò)層邏輯實現(xiàn)。
NMR4包含節(jié)點22-30及其間鏈路，它的結(jié)構(gòu)與NMR1較為相似，其中也有兩個物理組播域PMR3和PMR4，而節(jié)點22既是PMR3的指派節(jié)點，又是整個NMR4的指派節(jié)點。
節(jié)點31-35的部分顯示了物理組播域PMR5與網(wǎng)絡(luò)組播域NMR5功能重疊的一種狀態(tài)，這里所有節(jié)點間都可以以硬件組播的方式通信，在域內(nèi)無須網(wǎng)絡(luò)層組播邏輯的參與，但從概念上，物理組播域都是網(wǎng)絡(luò)組播域的組成部分，因此NMR5與PMR5基本重疊。與物理組播域可能完全無功能不同，網(wǎng)絡(luò)組播域始終是有意義的，其它組播域只知道NMR5的存在，而不關(guān)心NMR5中是否還有一個PMR5，因此盡管節(jié)點31既是PMR5的指派節(jié)點，又是NMR5的指派節(jié)點，但在通過覆蓋鏈路與外界通信時，它只發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)組播域指派節(jié)點的功能。
各網(wǎng)絡(luò)組播域指派節(jié)點間的路徑均為半覆蓋拓?fù)渲械慕M播覆蓋鏈路。在圖10中，采用了隱式表現(xiàn)和顯式表現(xiàn)兩種顯示方式。隱式方式忽略了在覆蓋鏈路上的轉(zhuǎn)發(fā)過程，用虛線表示，例如NDN1與NDN2間的覆蓋鏈路就是隱式覆蓋鏈路，這種方式說明了各NDN的組播邏輯所見的覆蓋鏈路狀態(tài)。顯式方式給出了覆蓋鏈路的物理構(gòu)造，例如NDN1與NDN5間的路徑(12，19，20，31)就是一條覆蓋鏈路，這是單播邏輯所見的覆蓋鏈路狀態(tài)。
在組播服務(wù)的整個生命周期，有以下的一些基本過程，其中為了達(dá)到圖10所示的穩(wěn)定狀態(tài)，需要經(jīng)過其中的前五個步驟(1)發(fā)起這是組播的初始化過程。在最初時，會有某個節(jié)點希望提供組播服務(wù)，或者有若干節(jié)點希望以組播方式簡化多方通信，在需求產(chǎn)生后，將首先由一個相關(guān)節(jié)點確定全局唯一的組ID，并在整個網(wǎng)絡(luò)內(nèi)宣告該組播組的存在。嚴(yán)格地說，該過程的實現(xiàn)方式不在本發(fā)明中約定或限制，但該過程的結(jié)果對本發(fā)明所述方法來說是必要的前提。
(2)匯聚這是組播組的形成過程。在組播組建立后，各相關(guān)節(jié)點將能獲知群組ID及初始成員信息，它們可以直接宣告或通過加入過程成為該組的新成員。節(jié)點成為組員后，將首先建立相關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和路由表項，并開始周期性地發(fā)送HELLO報文，HELLO報文不但會投遞給已知的同組成員，也會在節(jié)點各本地鏈路上出現(xiàn)。通過HELLO報文的交換，節(jié)點將既能發(fā)現(xiàn)與自己鄰近的同組成員，也能了解更多的遠(yuǎn)端成員信息，從而在本地形成更完整的組播拓?fù)洹?br> (3)重構(gòu)這是各PMR、NMR，以及遍及全組的OMR的構(gòu)造過程。在節(jié)點知曉了部分組內(nèi)成員信息，特別是鄰近的成員信息后，它們將能夠根據(jù)當(dāng)前的物理拓?fù)鋪硇纬砂敫采w組播拓?fù)洌?gòu)造組播域及選舉各組播域的指派節(jié)點。例如，節(jié)點2-5共享一個支持硬件組播的物理鏈路，它們就形成了PMR1，并進(jìn)而成為NMR1的子集。節(jié)點14-18間各鏈路為點到點鏈路，雖不能以硬件組播方式通信，但可以形成一個NMR。
(4)優(yōu)化這是對數(shù)據(jù)分發(fā)方式的最終決策過程。在相對穩(wěn)定的半覆蓋拓?fù)湫纬芍?，各?jié)點間的數(shù)據(jù)交換仍有多種選擇，考慮圖10中的節(jié)點8，它可以從節(jié)點5和節(jié)點6處得到來自節(jié)點1的數(shù)據(jù)分組，顯然節(jié)點8只需要同一報文的一個副本，并且因為節(jié)點5的轉(zhuǎn)發(fā)效率高于節(jié)點6，所以當(dāng)兩節(jié)點都向節(jié)點8轉(zhuǎn)發(fā)時，來自節(jié)點5的副本會首先到達(dá)，那么在第一次收到重復(fù)分組后，節(jié)點8就可根據(jù)副本到來的先后順序，決定采用節(jié)點5作為自己的上游節(jié)點，并告知節(jié)點6暫停轉(zhuǎn)發(fā)分組。優(yōu)化過程涉及多種選擇策略，基本的判斷和觸發(fā)條件就是成員間交換的控制報文和組播數(shù)據(jù)分組。
(5)調(diào)整這是當(dāng)外界條件改變后，使半覆蓋拓?fù)渲匦纶呌诜€(wěn)定的過程。事實上，所謂穩(wěn)定狀態(tài)僅僅是組播拓?fù)湎鄬Σ蛔兊闹虚g狀態(tài)，當(dāng)有節(jié)點加入或退出、鏈路失效或恢復(fù)、節(jié)點相對位移等情形發(fā)生時，就需要對組播拓?fù)溥M(jìn)行調(diào)整。與重構(gòu)過程不同，調(diào)整過程無需計算整個HOT結(jié)構(gòu)，而只需根據(jù)變化的部分作重新的決策和同步。在調(diào)整完成后，還需要再次進(jìn)行優(yōu)化過程。
(6)歸零這是發(fā)起過程的逆過程。當(dāng)組播組已無存在必要時，就會觸發(fā)歸零過程，這時組播組將被宣告為無效，組ID將被歸還。與發(fā)起過程類似，歸零過程的實現(xiàn)方式并不是本發(fā)明的組成部分，但半覆蓋拓?fù)湫畔⒛軌虺蔀闅w零過程的觸發(fā)條件，并且在該過程中，本方法模塊所占用的各項資源將被釋放。
在圖10中，各鏈路上的箭頭指明了組播數(shù)據(jù)的流向和轉(zhuǎn)發(fā)過程。在硬件組播方式下，鏈路層只需處理一次就可把數(shù)據(jù)分組送達(dá)各成員節(jié)點，例如在PMR1內(nèi)，從節(jié)點2到節(jié)點3-5的轉(zhuǎn)發(fā)就是如此。在網(wǎng)絡(luò)層組播和覆蓋組播方式下，鏈路層則需處理多次，例如在NMR3里，向節(jié)點14和16轉(zhuǎn)發(fā)時，分組就需經(jīng)過節(jié)點15的下行鏈路兩次。在使用覆蓋組播方式時，可能會在物理鏈路上出現(xiàn)同一報文的多個副本，但在非覆蓋方式下，不會有鏈路重復(fù)報文出現(xiàn)。為了抑制重復(fù)報文，本方法采用了源序列號機(jī)制，節(jié)點只可能從不同鏈路上收到重復(fù)報文，而不會將同一報文多次向外轉(zhuǎn)發(fā)。如果序列號在穿越覆蓋網(wǎng)絡(luò)時被丟棄，則由NDN添加序列號后再在所屬NMR內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)。關(guān)于轉(zhuǎn)發(fā)過程，還需說明一點根據(jù)HOT定義，非成員節(jié)點不了解組內(nèi)的HOT結(jié)構(gòu)，因此如果信源節(jié)點不加入組，則必須將數(shù)據(jù)交由一個組內(nèi)節(jié)點代為轉(zhuǎn)發(fā)。
權(quán)利要求
1.一種半覆蓋自組織的動態(tài)組播路由方法，通過對物理網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、?jié)點狀態(tài)、以及鏈路特性的解析和重構(gòu)，形成適合組播路由的邏輯拓?fù)鋱D，并據(jù)此邏輯拓?fù)鋵崿F(xiàn)對組播數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)和投遞，其特征在于對網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞膭討B(tài)重構(gòu)過程和作為重構(gòu)結(jié)果的邏輯拓?fù)涠蓟诎敫采w拓?fù)?Half Overlay Topology，簡稱HOT)模型；半覆蓋拓?fù)涞男纬蛇^程是在各相關(guān)節(jié)點間以動態(tài)自組織的方式進(jìn)行的；在對組播數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)過程中，則根據(jù)已形成的半覆蓋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在硬件組播、網(wǎng)絡(luò)層組播和覆蓋組播間作動態(tài)的選擇和轉(zhuǎn)換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半覆蓋自組織的動態(tài)組播路由方法，其中的覆蓋組播是指借助單播路由協(xié)議，來使某個特定組的組播數(shù)據(jù)報文穿越相對這個組而言未知的網(wǎng)絡(luò)區(qū)域，其特征在于在借助單播路由前，需將組播報文改變?yōu)閱尾笪?，并采取某種標(biāo)記方式使修改后的組播報文能區(qū)分于普通單播報文；在以下兩種情況下節(jié)點屬于未知網(wǎng)絡(luò)區(qū)域，一是節(jié)點未部署采用本方法的組播路由協(xié)議，二是節(jié)點的組播路由協(xié)議雖然采取了本路由方法，但節(jié)點并沒有加入成為這個組的一個成員節(jié)點。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半覆蓋自組織的動態(tài)組播路由方法，其特征在于半覆蓋拓?fù)涞臉?gòu)成元素包括屬于同一組播組的節(jié)點及它們之間的物理鏈路或路徑；能夠僅通過物理層和鏈路層的多點投遞即實現(xiàn)組播的同組成員節(jié)點及它們之間的鏈路屬于同一個物理組播域(Physical Multicast Region，簡稱PMR)；能夠通過物理層和鏈路層多點投遞或網(wǎng)絡(luò)層組播邏輯完成數(shù)據(jù)分發(fā)的同組成員節(jié)點及它們之間的物理鏈路被劃分進(jìn)同一個網(wǎng)絡(luò)組播域(Network Multicast Region，簡稱NMR)；如果在組播數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)過程中還需要采用基于單播路由的覆蓋組播方式，則同組的所有成員及它們之間的路徑構(gòu)成一個覆蓋組播域(Overlay Multicast Region，簡稱OMR)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、3所述的基于半覆蓋拓?fù)淠Ｐ偷木W(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲貥?gòu)方法，其特征在于從鏈路條件看，在同一PMR內(nèi)的任意兩個節(jié)點間都存在一條雙向可達(dá)的物理組播鏈路；在同一NMR內(nèi)的節(jié)點不滿足PMR的物理鏈路條件，但任一對節(jié)點間都存在至少一條路徑滿足這條路徑上的所有節(jié)點都是運行有本方法路由模塊的同組成員，且在此路徑上，成員間的鏈路都是雙向物理鏈路；OMR不完全滿足NMR的節(jié)點間關(guān)系，即OMR內(nèi)至少有一對節(jié)點間只能通過權(quán)利要求2所述的覆蓋方式完成雙向組播通信；從數(shù)據(jù)格式看，以物理組播方式轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)，其鏈路層數(shù)據(jù)幀頭部的目的地址為一個代表了本PMR內(nèi)所有節(jié)點的鏈路層組標(biāo)識；以網(wǎng)絡(luò)層組播方式轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)，其IP報文頭部的目的地址為一個代表了本NMR內(nèi)所有節(jié)點的IP組播地址；以覆蓋組播方式轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)，則帶有一個在傳輸層頭部或應(yīng)用層頭部中定義的組標(biāo)識；數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換是在分組需要跨越組播域的邊界時進(jìn)行的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、3所述的基于半覆蓋拓?fù)淠Ｐ偷木W(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲貥?gòu)方法，其特征在于所形成的邏輯拓?fù)鋾S著成員關(guān)系、網(wǎng)絡(luò)物理拓?fù)?、鏈路狀態(tài)等外界條件的變化而動態(tài)地調(diào)整變化；三類組播域的實例都可以隨時建立、撤銷或改變從屬關(guān)系，它們的邊界也不是一成不變的，在HOT所規(guī)定的條件滿足時，多個同類組播域(同為PMR、NMR或OMR)可以合并為一個，一個組播域也可以分裂為多個同類組播域；同組成員間通過本地鏈路上的鄰居發(fā)現(xiàn)機(jī)制，及在遠(yuǎn)程路徑上單播問候報文的方式，實現(xiàn)邏輯拓?fù)涞淖詣訕?gòu)造和調(diào)整。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、3所述的基于半覆蓋拓?fù)淠Ｐ偷木W(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲貥?gòu)方法，其特征在于三種組播域間允許存在一些受限的重疊關(guān)系或單向的包含關(guān)系，即PMR或者是NMR的一部分，或與NMR完全重合；一個NMR可以包含一個或多個PMR，但NMR不會成為PMR的真子集；NMR可以是OMR的組成部分，但不會與OMR范圍完全相等；一個OMR可以包含若干個NMR，但NMR不會包含OMR。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、3所述的基于半覆蓋拓?fù)淠Ｐ偷木W(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲貥?gòu)方法，其特征在于在每個PMR和NMR中都會有一個節(jié)點作為其所屬PMR或NMR的指派節(jié)點(Designated Node，簡稱DN)；其中PMR的指派節(jié)點簡稱為PDN，NMR的指派節(jié)點簡稱為NDN；指派節(jié)點是從PMR或NMR的所有節(jié)點中動態(tài)選舉確定的；指派節(jié)點的作用有兩個，一是作為組播域的標(biāo)識節(jié)點；二是負(fù)責(zé)組播域內(nèi)外的信息交換。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半覆蓋自組織的動態(tài)組播路由方法，其特征在于在覆蓋組播和非覆蓋組播(包括硬件組播和網(wǎng)絡(luò)層組播)間的選擇和轉(zhuǎn)換是在統(tǒng)一的策略下、以一致的方式無縫地完成的；即在一個中間節(jié)點內(nèi)，實現(xiàn)覆蓋與非覆蓋組播路由間的轉(zhuǎn)換，至多僅需一個組播路由協(xié)議與一個單播路由協(xié)議協(xié)同工作，而無需兩個或多個相互獨立的組播路由協(xié)議協(xié)同工作。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半覆蓋自組織的動態(tài)組播路由方法，其特征在于組播數(shù)據(jù)報文的轉(zhuǎn)發(fā)和投遞，完全依照半覆蓋拓?fù)淠Ｐ退薅ǖ姆绞揭约爱?dāng)前的組播邏輯拓?fù)溥M(jìn)行，即屬于同一物理組播域的節(jié)點間的組播報文投遞僅會使用網(wǎng)絡(luò)硬件所支持的鏈路層組播實現(xiàn)，而不會使用鏈路層之上的組播方式；在網(wǎng)絡(luò)組播域內(nèi)，組播報文的投遞會使用包括硬件組播和網(wǎng)絡(luò)層組播在內(nèi)的非覆蓋組播方式，但不會使用基于單播路由的覆蓋組播方式；在覆蓋組播域內(nèi)則允許使用各種可能的覆蓋與非覆蓋組播路由方式。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種以半覆蓋和自組織方式實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)組播的路由方法，其中包括網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)組織方法和數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)控制方法。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)組織方法根據(jù)相同群組成員間的位置關(guān)系和鏈路特性，將網(wǎng)絡(luò)動態(tài)重構(gòu)為硬件組播域、網(wǎng)絡(luò)層組播域和覆蓋組播域，組播域的劃分及它們之間的聯(lián)系在單一的路由協(xié)議中實現(xiàn)。數(shù)據(jù)報轉(zhuǎn)發(fā)控制方法根據(jù)已經(jīng)建立的半覆蓋網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，對組播數(shù)據(jù)包進(jìn)行復(fù)制、封裝或轉(zhuǎn)換等處理，而后在鏈路級遞送、網(wǎng)絡(luò)層選路轉(zhuǎn)發(fā)和覆蓋轉(zhuǎn)發(fā)這三種方式中選擇可行且效率最高的方式，完成組播數(shù)據(jù)的多點投遞。
文檔編號H04L29/06GK101039262SQ20071000260
公開日2007年9月19日 申請日期2007年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月24日
發(fā)明者林彤, 錢華林, 葛敬國, 牛廣鋒, 申祥軍 申請人:中國科學(xué)院計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心