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《北京邮电大学》 2010年
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分布式IP多媒体业务网络架构及关键技术研究

程银波  
【摘要】: 近年来,互联网得到了快速发展和普及。其中,P2P的应用是互联网持续发展的主要推动力,其优势是采用分布式技术带来的可扩展性、健壮性和容错性。但是P2P技术给网络的安全性、可管理性和运营模式带来了严峻的挑战。电信网的优势在于能够提供安全和服务质量保证的业务,网络可控可管理,其缺点是缺乏接受外来新业务的能力,不能很好地适应变速率的多媒体业务。IP多媒体子系统(IMS)是建立在全IP基础上的多业务融合网络,旨在促进电信网和互联网的融合。然而IMS网络过于复杂,且易出现单点瓶颈和单点故障等问题。 因此,如何结合P2P技术和包括IMS在内的电信技术,发挥各自的优势,设计一个可扩展性好、可靠性高、可运营可管理、低成本以及开放的IP多媒体业务网络,是一个非常有意义的研究课题。本文围绕这一课题,研究基于DHT的分布式多媒体业务网络架构及关键技术。 本文的主要研究工作和贡献包括: (1)针对DHT网络存在的拓扑不一致问题、节点的异构性以及DHT的多跳特性,从网络拓扑结构出发,利用IPv6地址的分层特性设计了层次化的节点标识符,根据节点的能力和信誉选择超级节点,并设计了通用的服务接口来支持异构DHT网络,面向IP多媒体业务的多样性,提出了一种基于IPv6的分层分布式多媒体业务网络架构S-P2PSIP。这种架构利用IPv6地址的可聚合性实现覆盖网逻辑拓扑与底层物理拓扑的匹配,降低了相对时延代价,提高了网络的查询效率;通过能力强和信誉高的超级节点构成主覆盖网,提高了网络稳定性;利用通用的服务接口来支持异构DHT算法和实现种业务之间松散耦合,从而可以方便地组合现有业务和引入新业务。 (2)快速高效地定位所需的资源是分布式IP多媒体业务网络需要解决的一个基本的问题。针对网络扰动(Churn)和NAT这两个影响查询效率的主要因素,分析了不同查询策略受网络扰动的影响程度,提出了一种带确认机制的查询策略;分析了NAT环境下几种查询策略的性能,在此基础上提出了一种基于确认机制的自适应查询策略。这种策略可以根据不同的环境选择合适的查询策略和确认机制。与现有的查询策略相比,这种自适应策略有以下优点:对于扰动环境具有更好的健壮性和可扩展性,即使在扰动程度较高的网络中也能获得较好的性能,更适合具有动态特性的DHT网络;在NAT环境下能正常工作,在较好地控制了消息开销的基础上获得更优的查询性能。 (3)研究了分层分布式IP多媒体业务网络中的会话控制流程。提出了一种新的用户识别方法,私人用户身份用于网络的身份认证,公共用户身份用于区分用户在不同场合中的不同身份,每个公共用户身份在网络侧对应一个业务功能清单,从而满足不同用户、不同身份的业务需求。根据分层的分布式网络架构和用户身份识别方法,提出了用户注册方法和会话建立流程。从仿真时延结果来看,分层分布式IP多媒体业务网络中的会话建立时延是用户可接受的。 (4)提出了分布式IP多媒体业务网络中一些重要业务的实现方案。针对即时消息的不同应用场景,提出了寻呼模式和会话模式两种不同的即时消息实现方案;利用通用服务接口实现状态呈现信息在分布式IP多媒体业务网络中的发布、订阅和通知,提出了状态呈现业务的实现方案。针对实时流媒体这一关键业务,设计了基于分层随机线性网络编码与层间等级随机线性网络编码的流媒体传输方案,利用这两种网络编码的部分解码能力来保证低带宽节点解码的连续性。
【学位授予单位】:北京邮电大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TN919.8

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【引证文献】
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【参考文献】
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【共引文献】
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