通信工程师互联网技术应用层组播

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2.6.4 应用层组播
组播（multicast)是指把分组发送给多于一个的接收者。在Internet体系结构中，网络层为位于不同子网的主机提供分组转发功能。和这种策略相适应，Deering首先提出了IP组播体系结构，设想组播功能在网络层实现。在IP组播体系结构中，网络中的路由器采用分布式算法构造一棵数据转发树。当组播分组沿着转发树进行转发时，在树的分支节点处.由路由器进行分组复制。IP组播是实现组播分组转发的最有效的方式，因为它可以使全网范围的分组复制数量达到最少。
从Deering的论文提出IP组播模型到现在已经过去了十几年的时间，IP组播仍然没有得到广泛应用，在实际中却遇到了很多问题.技术上的原因是IP组播需要每个路由器维护每个组播组的状态，路由器的路由表也需要为每个组播组维护一个地址项，这在现在的因特网上是很难实现的；而且IP组播中拥塞控制也太复杂。这些因素使IP组播无法得到广泛应用。而近年对组播的越来越多的需求使人们重新考虑这一问题，新的解决方案也就应运而生了，这就是应用层组播。应用层组播是使用覆盖网络进行组播的一种组播形式，下面将以Overcast这种较有代表性的体系结构来介绍使用覆盖网络的应用层组播。
Overcast被设计用于单源组播，一个Over cast覆盖网络由一个源服务器（为了应付可能出现的故阵一般会有备份）、任意数目分布在因特网上的Overcast中间结点和标准的HTTP客户端构成。Overcast使用一个简单的建树协议（tree building protocol)将中间结点组织成一棵转发树，使用一种叫做“上/下行协议”（Up/Do Wnprotocol)的协议来有效地维护Overcast网络的全局状态。
结点之间的虚拟链接是建立在下层的因特网上的，因此转发树的构造对于覆盖网络的性能有很大的影响。在Overcast中建立转发树的原则是尽撤增大从根结点（源服务器）到所有中间结点的带宽。当一个新的结点加人覆盖网络时，建树协议便开始工作了。新结点要连接根结点，根结点现在就被看做“当前结点”（currentnode),接着这个新结点便开始一次次地试探.在不牺牲到根结点的带宽的前提下尽量将自己定位到远离根结点的结点上，成为其孩子结点。每次试探中新结点都检测其到“当前结点”的带宽和到“当前结点”的每一个孩子结点的带宽，如果到一些孩子结点的带宽和到“当前结点”的带宽一样高，则其中距离该新结点网络距离最短（跳数最少）的一个孩子结点成为当前结点”，新的一次试探开始。这就是Overcast建树协议的基本思想。
为了让客户快速方便地加人，Overcast网络必须实时掌握Overcast结点的状态，这就需要用到“上/下行协议”。网络中的每个结点，包括根结点.都维护一张信息表，记录所有在树的层次结构中低于自己的结点,并保存网络变更的日志。协议的基础是每一个结点周期性地向其直接父结点报告自己的存在，如果一个孩子结点在一定的时间间隔内没有报告，则父结点认为该孩子结点“死了”。有可能是结点自身的故障、链路故障或该孩子终点改变了父结点。
当一个客户想要加人组播组时,它使用一个组的URL来发送HTTPGET请求，根结点根据结点的位置和组播树的状态来决定该用户应连接到哪一个结点上去。组播树的状态信息能够实时传到根结点，所以根结点可以很快做出决定，这就实现了快速加人。

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