《labelcast协议交换节点的研究与实现》由会员分享，可在线阅读，更多相关《labelcast协议交换节点的研究与实现（71页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、国防科学技术大学 硕士学位论文 Labelcast协议交换节点的研究与实现 姓名：刘礼 申请学位级别：硕士 专业：计算机技术 指导教师：孙志刚 2011-04 国防科学技术大学研究生院工程硕士学位论文 第 i 页 摘 要 随着互联网技术的飞速发展，网络视频传输得到了越来越广泛的应用。IPTV 通过 IP 网络实现视频直播、点播、时移以及各种数据增值业务，是未来数字家庭 的核心业务之一。但互联网的设计初衷无法保证对带宽和实时性要求很高的流媒 体业务，如何满足大规模流媒体传输的要求，是未来网络研究需要解决的问题。 Labelcast 是一种面向流媒体数据分发的新型传输协议。本文对 Labelcas
2、t 的网 络交换模型，分组处理流程和基于 overlay的交换系统进行了深入研究，主要工作 和创新点包括： （1）对 Labelcast 协议进行了详细的分析，包括 Labelcast 协议的基本原理及 转发处理流程，提出一种 Labelcast 交换节点模型。根据此模型提出 Labelcast 网络 交换节点的实现方案。 （2）为支持 Labelcast 协议在现有 IP 网络中的部署，提出了基于 overlay 的 labelcast 交换节点（LOSN）实现方案，包括交换节点的总体框架、内部处理流程、 关键数据结构和实现的函数等。 （3）基于 LOSN 实现了 IPTV 视频传输系统 Q
3、uickView。针对 Quickview 系 统需求，通过对 LOSN 的功能扩充实现了 UDP 到 Labelcast 协议网关，并对 LOSN 的实现性能进行了优化。 本文实现的 LOSN 交换节点已经在 QuickView 系统中实现了 Labelcast 分组的 交换，达到设计目标。LOSN 对 Labelcast 协议中各种机制的验证和演示环境的构 建具有重要意义。 主题词：IPTV；流媒体传输；Labelcast；LOSN 国防科学技术大学研究生院工程硕士学位论文 第 ii 页 ABSTRACT With the rapid development of the Internet
4、, the network video transmission is applied more and more widely. IPTV, which consists of video live broadcast, VOD, time-shifting, and various kinds of data appreciation service in IP network, is one of the core businesses in future data family. However, the initial design of Internet cannot guaran
5、tee high bandwidth and good real-time for high quality transmission of streaming media. How to satisfy the requirements of mass stream media transmission is an issue which needs to be resolved by future network research. Labelcast is a new transmission protocol in regard to stream media. This thesis
6、 devotes to the in-depth study of the network switching model of Labelcast, group deal process, and switching system based on overlay. Our main work and constributions are summarized as follows: (1)We analyze the Labelcast protocol in details, including the fundamental principals and the transmition
7、 processes, then present a Labelcast switching node model. Based on the model, we propose an implementation of Labelcast network switching node. (2)In order to support the deployment of the Labelcast protocol on IP network, we present the implementation of the labelcast overlay switching node (LOSN)
8、, including the overall framework, internal processing procedures, crucial data structures and important functions. (3)We have implemented the IPTV video transmission system “QuickView” based on LOSN. In order to meet the demand of Quickview system, we have finished the gateway from UDP to labelcast
9、 protocol by extending the functions of LOSN, and optimized the performance of LOSN. The LOSN have been applied to the labelcast group switching in the QuickView system. Experiments show that we achieved the design objects. LOSN is of great significance and importance to test various mechanisms in t
10、he Labelcast protocol and build the testbed. Key Words：IPTV，streaming media，Labelcast，LOSN 国防科学技术大学研究生院工程硕士学位论文 第 III 页 表 目 录 表 1.1 协议分析比较 . 6 表 3.1 标签转发表 . 27 表 3.2 转发结构对比 . 32 表5.1 丢包率对比.53 表 5.2 节点带宽流量对比 . 53 表 5.3 标签替换前后各节点性能 . 556 国防科学技术大学研究生院工程硕士学位论文 第 IV 页 图 目 录 图 1.1 流媒体流化适配过程 . 4 图 1.2 传输层功
11、能扩展 . 7 图 1.3 Labelcast 在协议栈中的位置 . 7 图 2.1 RTP 分组的数据格式 . 10 图 2.2 SR 分组的数据格式 . 12 图 2.3 单播、广播、组播传输方式 . 14 图 2.4 IPv4 组播地址格式 . 15 图 2.5 IP 组播与应用层组播路由方式 . 17 图 3.1 Labelcast 报头格式 . 21 图 3.2 Labelcast 数据分析过程图 . 22 图 3.3 Label table . 23 图 3.4 labelcast 交换节点系统 . 24 图 3.5 labelcast 交换节点转发流程 . 25 图 3.6 交换节点处理时间轴 .
