针对网络应用层实现多播的探析(一)
基于蚁群优化的应用层多播路由算法
在现 实 网络 中要保 证端 对端 的延时 尽可 能小 ， 同时 还要 使 网络 资源 得到 有效 利 用 以减 少 网络 阻塞 。 这 就 要求 应 用层 多播 路 由算法 同时把 获得 最小 直径 多 播树 和最 大 度平 衡作 为优 化 目标 。最 小 直径 和度 均衡
是两 个相 互矛 盾 的 目标 ， 因为 一棵 小直 径 的多播 树 将导 致 中心 区节 点 的度较 高 ， 度均 衡 的多 播树 将导 致 而
关 键 词 ： 群 优 化 ； 用 层 多 播 ； 由算 法 ； ｖ ｒ ｙＮｅｗｏｋ；ｅｎ ｔ 蚁 应 路 Ｏ ｅｌ ｔ ｒ Ｃ
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ：０ １６ ０ （０ ８０ —２ ０ ０ １ ０ —６ ０ ２ ０ ） ３０ ３ —４
应 用层 多播 位 于 因特 网的顶 层 ［ ， 有很 强 的灵活 性 和扩 展性 ， １具 ］ 因而容 易 部署 。但 应 用 层多 播 把基 于 单 播链 路 的覆盖 网络作 为通 讯 网 ， 从而 每 两点 之 间都是 可 达 的 ， 使得 路 由问题 成 为应 用 层多 播最 复杂 的 这 问题 之 一 。蚁 群优 化 是 最近 几 年 才提 出的 一种 新 型 的 智 能算 法 ［ ， ２ 曾被 应 用于 不 同约 束 的 传 统 多播 路 叫］
收 稿 日期 ：０ ８０ —８ ２ ０— ５２ 基 金 项 目 ： 家 自然 科 学 基 金 资 助 项 目（ ０ ６０ ９ ； 南 省教 育 厅 自然 科 学 基 金 资助 课题 （Ｙ０ ７Ｄ） 国 １５１０）云 ６ ００ 通 讯 联 系 人 ： 正 福 （９ ５ ） 男 ， 徽 桐 城 人 ， 南 大 学 教 授 。Ｅ ｍａｌｚｌ＠ｐ ｂｉ． ｍ． ｎ ａ 陆 １６一 ， 安 云 — ｉ：ｆ ｕ ｕ ｌ ｋ ｙ ．ｎ ｅ
入门级组播原理详解与配置
入门级组播原理详解与配置组播（Multicast）是一种在网络中将数据包同时发送给多个目标主机的通信方式。
与单播（Unicast）和广播（Broadcast）不同，组播可以实现一对多的通信效果，适用于许多实时应用，如视频会议、流媒体和在线游戏等。
组播的原理：组播使用IP协议来实现多播通信，在IP协议中，组播地址是一个特殊的IP地址范围，范围从224.0.0.0到239.255.255.255，其中224.0.0.0到224.0.0.255是保留地址用于路由协议和其他网络控制协议的组播通信，其余地址用于应用层的组播通信。
组播的工作原理可以分为三个步骤：成员加入、组播路由选择和数据转发。
1.成员加入：主机将自己加入到一个组播组中，需要发送一个IGMP（Internet Group Management Protocol）报文给与自己相连的组播路由器，表明自己希望接收该组播组的数据。
组播路由器收到IGMP报文后，将其记录在路由表中，并向其他组播路由器传递相关信息，以便它们也能知道有哪些主机加入了该组播组。
2.组播路由选择：组播路由选择是指组播路由器之间的协商和交换，以决定如何将组播数据转发给各个成员主机。
组播路由器通过交换IGMP报文来收集有关成员主机的信息，并建立一棵组播树来确定数据传输的路径。
常用的组播路由选择协议有DVMRP、PIM-DM、PIM-SM等。
3.数据转发：当一个主机发送组播数据时，数据包通过组播树传输到各个成员主机。
组播路由器会根据路由表的信息，将数据包复制并转发到每个出接口。
由于组播数据的传输是基于IP地址的，因此每个主机只需要根据组播地址过滤并接收自己感兴趣的组播数据。
组播的配置：在网络设备上进行组播的配置主要包括IGMP配置和组播路由协议配置。
1.IGMP配置：在路由器上启用IGMP功能，使其能够接收和处理主机发送的IGMP报文。
通常在接口上配置IGMP版本（IGMPv1、IGMPv2或IGMPv3），并打开IGMP Snooping功能，以便交换机能够根据主机的组播报文学习到组播组的信息。
关于网络TV（IPTV）组播解决方案介绍
关于⽹络TV（IPTV）组播解决⽅案介绍关于⽹络TV(IPTV)组播解决⽅案介绍 2008年05⽉06⽇中国电影⽹⼀、IPTV的提出背景： Internet技术、⽹络和业务的发展从各⽅⾯改变了⼈们的学习、⼯作和⽣活⽅式，给⼈们带来了巨⼤的便利，Internet已经成为⼈们⽣活中不可缺少的⼀部分。
但Internet的快速发展并没有给Internet运营商带来与其投⼊相应的回报。
继Web业务、E-mail等被⼴泛认可的应⽤外，业界⼈⼠正在寻求会给⽹络运营商带来巨⼤收益的杀⼿锏应⽤。
20世纪末，⼈们将远程教学、电⼦商务看作未来的杀⼿锏级应⽤并寄予了厚望，但⼏年过去后，IT业界⼈⼠除了品尝到⽹络泡沫所带来的苦酒外，并没有获得预期的收益。
进⼊21世纪后，随着流媒体技术、Internet⽹络技术和⽹络带宽的不断提⾼，⼈们⼜开始关注利⽤IP协议提供类似于⽬前深受⽤户欢迎并具有众多⽤户的电视(TV)业务即IPTV业务，并将其作为未来宽带Internet上的杀⼿锏应⽤。
但在⽬前或⼀段时间内IPTV业务是否会像⼈们预期的那样成为会给运营商提供丰厚利润同时⼜深受⽤户欢迎的应⽤，还是会像电⼦商务、远程教学业务⼀样，虽然⼀直被⽤户使⽤但并没有获得预期的利润。
⼆、IPTV的技术特性可⾏性分析： 1.IPTV相关技术及标准 （1）IPTV相关技术，IPTV是互联⽹协议电视(Internetprotocoltelevision)的缩写，是指在基于IP协议的⽹络上向⽤户提供点播⽅式或组播⽅式的视频业务。
IPTV业务的提供得益于信息处理技术和内容分发技术的发展。
主要包括视频图像编码技术以及流化技术，如MPEG-4/H.264编码技术，MPEG-7、MPEG-21等元数据技术，内容分发技术(包括CDN和端对端peertopeer等内容分发技术、组播技术、接⼊技术等)以及DRM(数字版权管理)技术等等。
（2）视频图像编码和流化技术及标准，⾳视频图像压缩编码标准主要由ITU-T和MPEG制订，已经发布的有ITU-T协议H.261、H.262、H.263、H.264以及MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4等。
电信组播方案
电信组播方案1. 引言在当前网络快速发展的时代背景下，越来越多的应用对高效率的数据传输提出了更高的要求。
特别是对于需要实时传输大量数据的应用，如高清视频直播、在线游戏等，传统的单播方式往往无法满足需求。
因此，组播（Multicast）技术逐渐得到了广泛的应用和关注。
组播技术旨在解决一对多的数据传输问题，通过在源节点发送一份数据包，然后通过网络中的组播分发树将数据传输给所有的目的节点，从而实现高效率的数据传输。
本文将介绍电信组播方案，包括组播的基本原理、应用场景、优势及相关技术方案等内容。
组播的基本原理是通过建立一棵组播分发树，将数据从源节点分发给所有的目的节点。
这棵组播分发树是由网络中的路由器动态维护和构建的，其目的是尽量减少数据的冗余传输，提高传输效率。
在组播过程中，首先需要有一个标识唯一组播组的组播地址。
源节点将数据包发送给这个组播地址，然后通过路由器在网络中构建组播分发树。
组播分发树的构建过程一般分为两个阶段：源发现和路由建立。
在源发现阶段，路由器会根据组播地址和数据包的TTL（Time To Live）值，逐跳向上游的路由器发送查询消息，直到到达源节点。
在路由建立阶段，路由器通过协商建立一些相关的通信和状态信息，共同构建组播分发树。
一旦组播分发树构建完成，源节点只需要发送一份数据包，就可以通过组播分发树将数据传输给所有的目的节点。
组播技术具有高效、可扩展的特点，因此在很多应用场景中得到了广泛的应用。
3.1 视频直播随着网络带宽的提升和高清视频技术的快速发展，视频直播已成为当今最热门的应用之一。
然而，传统的单播方式在大规模的视频直播中会产生巨大的网络负荷，导致用户的观看体验下降。
而采用组播技术可以有效地降低网络负荷，提高视频直播的可扩展性和用户的观看质量。
3.2 软件分发在软件开发和维护的过程中，经常需要将大型的软件包分发给多个终端设备。
传统的单播方式在大规模软件分发时会占用大量的网络带宽和时间。
了解网络IP地址的广播和组播功能
了解网络IP地址的广播和组播功能网络IP地址是互联网中设备之间进行通信的基础，每个设备都需要具备唯一的IP地址。
除了用于点对点通信外，IP地址还可以实现一对多的通信方式，其中包括广播和组播两种功能。
一、广播功能广播是一种一对多的通信方式，通过广播可以将一份消息同时发送给同一网络中的所有设备。
发送广播消息时，使用的是特殊的IP地址——广播地址。
广播地址是网络中的一个特定IP地址，将消息发送到广播地址时，所有在此网络上的设备都能接收到消息。
广播地址是由IP地址中的网络地址部分全为“1”所得到的。
例如，在IPv4地址中，网络地址部分全为32位的“1”，即为255.255.255.255。
而在IPv6地址中，网络地址部分全为128位的“1”，即为ff02::1。
广播通信的特点是简单方便，可以将消息快速传播给一个网络中的所有设备。
常见的应用场景包括局域网中的DHCP服务器向设备发送IP地址分配信息，或者局域网中的设备在加入网络时发送请求以获取网络配置信息。
二、组播功能组播是一种多对多的通信方式，适用于在网络中的指定设备组之间进行通信。
组播通过使用特殊的IP地址范围来实现，这个地址范围是组播地址。
组播地址是由IP地址中的网络地址部分和多播组标识部分共同组成的。
IPv4地址中，组播地址范围为224.0.0.0至239.255.255.255，其中前4位是固定的“1110”，后28位用于区分不同的组播组。
IPv6地址中，组播地址范围为ff00::/8。
组播通信的特点是可以将一份消息传送给一组特定的设备，而不是网络中所有的设备。
这种通信方式可以有效减少网络流量，提高网络资源利用率。
常见应用包括音视频直播、在线会议等需要向特定用户群发送数据的场景。
在组播通信中，发送方将数据包发送到一个特定的组播地址，然后在网络中的路由器会将数据包转发给对应的组播组成员。
组播通信需要依赖多播路由协议来保证数据包正确到达组播组内的成员。
一种分布式多源应用层多播方法
ｂ 可靠 性需求 。在 ＤＳ等应 用 中 ， ） Ｉ 一些 数 据 例 如
视频 数 据和状 态数 据 可 以容 忍 少 量 的包 丢 失 ， 对 于 而 事件 数据 以及 命令 数据 包丢失 会 给系统 运行带 来严 重 影响， 这就 要求 Ａ Ｍ 能够快 速恢 复失 效 的数据分 发 路 Ｌ 径， 并能够 提供 可靠 的数 据传输 。
法Ｄ Ｌ ＭＡ ＭＭ。Ｄ Ｌ ＭＡ ＭＭ 采 用 随机邻居 结 点选择 机 制 ， 用反 向寻径 方 法构建 数据 分发 树 。仿 真试 验 使
表 明 ，ＭＡ ＭＭ 方 法的结 果优 于采 用 Ｓｒ ｅ方 法的 结果 ， 一 种有效 的 分布式 多源应 用层 多播 方法 。 Ｄ Ｌ ｃｉ ｂ 是
在端 结点 的应 用 层 实 现 ， 个 端 结 点 的 服 务 能 力 （ 每 由 访 问链路 带宽 、 存 大 小 和 计 算 能 力 等 决 定 ） 有 限 缓 是
的 Ａ Ｍ方 法提 供 了对 大 规 模 多数 据 源 多 播 应 用 的支 Ｌ
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பைடு நூலகம்
第３ ４卷第 ５期
２０ ０ ８年 ５月
multicast address例子
multicast address例子（最新版）目录1.多播地址的概念2.多播地址的例子3.多播地址的作用和应用场景4.多播地址的优点5.多播地址与单播地址和广播地址的区别正文多播地址（Multicast address）是一种特殊的 IP 地址，用于将数据包发送到一组特定的计算机。
这个组被称为多播组，包含了所有希望接收到相同数据流的计算机。
多播地址使得一个源计算机可以同时向多个目标计算机发送相同的数据，提高了网络资源利用率。
一个典型的多播地址例子是：224.0.0.1。
这是一个保留的多播地址，用于本地多播。
另一个例子是 239.0.0.1，这是一个公共多播地址，用于全球范围的多播通信。
多播地址的作用主要体现在以下几个方面：1.节省网络资源：多播地址允许一个源计算机向多个目标计算机发送相同的数据，减少了网络中的数据包数量，降低了网络拥堵。
2.提高传输效率：多播地址可以避免数据包的重复传输，当有多个目标计算机需要接收相同的数据时，只需要发送一次。
3.支持一对多和多对多的通信：多播地址支持一对多和多对多的通信模式，方便实现实时通信、在线会议等功能。
多播地址与单播地址和广播地址有明显的区别：1.单播地址（Unicast address）：数据包仅发送到目标计算机，一对一的通信方式。
2.广播地址（Broadcast address）：数据包发送到网络中的所有计算机，一对所有的通信方式。
3.多播地址（Multicast address）：数据包发送到一组特定的计算机，一对多的通信方式。
总之，多播地址是一种高效的网络通信方式，广泛应用于实时通信、在线会议、文件共享等场景。
基于J—Sim平台的应用层多播系统的仿真实验
２ Ｊ Ｓ 环境 下构建应 用层 多播 系统设 计 —ｉ ｍ
方 法
２ １ 程 序的编辑 与调 试 ．
Ｊ ｉ 是一个双语言 的运行 环境 ，支持 ｊ ａ —Ｓ ｅ ｒ ａ ｖ 应用程序和 Ｔ ｌ ｃ 脚本调试 程序 。在 Ｊ ｉ 中，有 —Ｓ ｅ ｒ
一
的通信 ，端 口的主要功能是数据的收发，连线完成
ｍｕ ｔ ａ ｔ ｖ ｒａ ｅｗ ｒ ｔ ，ａ ｄ Ｃ ｒｖ ｄ ｏ ｎ ｔｕ ｔ ｎ ｎ ｎ ｔ ｏ ｋ ｅ ｐ ｒ ｎ ａ ｈ ｎ ． ｌ ｉ ｓ ，ｏ ｅ ｌｙ ｎ ｔ ｏ ｋ ｅｅ ｎ ａ ｐ ｏ ｅ ｓ ｍｅｉ ｓｒ ｃ ｏ ｓｏ ｅｗ ｒ ｘ ｉ ｅ ｎ ｉ ｉ ｅ ｍｅ ｔｔ ｃ ｇ ｅ ｉ
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［ 收稿 日期 ］２ ０ ０６—１ —１ ； ［ １ ６ 修改 日期 ］２ ０ ０ ０ ７－ １—１ ２ ［ 基金项 目］ 国家 自 然科 学基金资助项 目 １５１０ ） 云 南大学中青年骨干教师培养计 划专项 经费资助项 目， 南大 （０６０９ ， 云 学理 （ 科校级科研 重点项 目（０ ３ ０ ０ ） 工） ２０ Ｚ １ Ｃ 。 【 作者简介］ 陆正福（９ ５一） 男。教授 。主要研究方向 ：信 息安全 、协议工程、网络计算 、网络仿真等。 １６ 。
Ｋｅ ｒ ｓ ｙ ｗｏ ｄ ：ＡＬ ； Ｊ—Ｓ Ｍ ；Ｓｍｕａｉｎ Ｍ Ｉ ｉ ｌｔ ｏ
１ 引 言
应用层多播技术作为一种新型多播方案弥补了 Ｉ Ｐ多播的不足 ，它部署容易 ， 无须路 由器 的支持，
只需 在 软件 的支持 下就 可完 成多播 ，因此成为 前沿
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针对网络应用层实现多播的探析(一)
论文关键词：应用层组播；网络层组播；控制拓扑
论文摘要：传统的多播(Multicasting)服务被实现在TCP／IP协议的网络层，但由于网络层的多播服务实现需要扩展网络层的路由与数据包收发协议，这在大多数的实际网络环境里并不是一件容易的事情．为了加速组播的应用，解决现有组播存在的问题，近年来提出了应用层组播．将组播的功能从路由器转移到终端，不需要路由器维护组播组的路由表，且不用改变现有网络设施，方便实现组播功能．本文介绍了应用层多播的定义和方法，及现阶段国内外已提出的应用层多播协议，并简单地讨论了应用层多播协议的性能评价问题．0引言
1988年SteveDeering首先在他的博士论文中提出IP组播.IP组播用于一对多、多对多、多对一的组通信.它是一种有效的数据传输应用，发送的同一数据在物理链路中只传输一次，减少了数据包在网络传输中的冗余，节约了带宽，提高了传输效率.然而，十多年过去了，虽然对IP组播的研究一直都在进行，但是由于IP组播本身所带来的缺点，使得IP组播至今并没有能够得到广泛的应用.
IP组播要求路由器为每一个组播组保留状态信息.这样路由器的路由和转发表将需要对每一个不同的组播地址保留一个相应的路由表项，但是组播地址并不像单播地址一样容易集成，因此增加了路由器的系统开销和复杂性.
IP组播是一种尽力而为(besteffort)的服务.当要提供高层的特性时，例如:可靠传输、拥塞控制、流量控制以及安全管理等，就会比简单的单播要更困难，以至于因特网服务提供商(ISPs)不愿意提供IPMulticast的支持.虽然目前已经出现了针对上面这些特性的研究，但是这些解决方案目前在Internet上的影响并不明确，需要在大范围应用前进行更好的研究.
IP组播需要对现有网络做底层的改变.同时由于在收费机制方面的技术无法突破，使得目前只有少数的因特网服务供应商支持IP组播.
出于以上的考虑，近年来国外一些研究者开始研究新的组播架构，试图绕开IP组播的种种难题，因此提出了基于应用层的组播协议.即在应用层实现组播的功能，而不是再依靠网络层路由器来实现.这种组播方法不需要任何网络底层架构的改变来实现组播，从而为组播的大范围开展与应用提出了一种新的途径.应用层组播将对组播功能的支持从路由器转移到终端系统，在终端之间运用原来的单播方式进行传输，这样不必改变原有网络中基础设施，也不需要路由器维护组播组的路由表，可以比较容易地实现组播，加速了应用.
1应用层组播介绍
应用层组播的基本模型图如图1所示.图la为IP组播数据传输的方式，数据在网络内部的路由器上进行复制;图1b为应用层组播的数据包在网络的终端系统进行复制.
由于应用层多播不像网络层多播实现数据包的复制在网络层路由器，而是在应用层上.因此，应用层的多播协议要求具有以下特点:
(1)自组织性.多播所基于的逻辑拓扑结构的构建应该是分布式的自组织方式.参与多播的成员可能分布在极广的地理位置范围内，地理位置相近的成员应能先自组织成一个逻辑子拓扑结构来联人整个多播拓扑中.
(2)自适应性.多播基于的数据逻辑拓扑在构建后要能自适应地根据网络服务状态和多播组成员变化做出改变和优化，以便可选择更佳的多播传输路径.
(3)高效性一般地，多播构建的数据传输逻辑拓扑结构必须尽量使得在同一条逻辑传输路径上的冗余数据传输最低.但针对不同的应用要求，多播的高效性也具有不同的侧重含义.如对于视频会议的应用，多播的有效性是指传输的实时性，而对于白板之类的应用即要求实时性也要求传输的可靠性.1.1应用层组播的优点
(1)应用层组播能够很快就进人应用，不需要改变现有网络路由器.
(2)接人控制更容易实现.由于单播技术在这方面比较成熟，而应用层组播是通过终端系统之
间单播来实现的，所以差错控制、流控制、拥塞控制容易实现.(3)地址分配问题也就可以有相应的解决方案.
1.2应用层组播的缺点
(1)可靠性:终端系统的可靠性比路由差.
(2)可扩展性:底层的路由信息对应用层组播来说是隐藏其来的，可扩展性不好.
(3)延迟比较大:IP组播主要是在链路上的延迟，而在应用层组播中，数据还要经过终端系统，因而延迟相对要大一些.
(4)数据传输效率不如IP组播:应用层组播在数据传输过程中会产生数据冗余，因此它们比IP 组播的效率差.
2应用层组播协议的实现
应用层组播协议通常把组成员组织成两个逻辑拓扑:控制拓扑和数据传输拓扑.拓扑上的每条边相当于一条单播连线.控制拓扑主要用来在端系统间周期性的交换控制信息来发现和恢复由于一些成员的非法离开造成的拓扑破坏.数据拓扑通常是控制拓扑的一个子集，主要用来表明数据包的传输路径。
实际上，数据拓扑一般是一个网状拓扑结构.因此，根据构建控制拓扑和数据拓扑的顺序，可以将目前网络层组播协议的实现方法分为:网优先(Mesh-first)多播、树优先(Tree-first)多播和隐含多播三类。