分布式IP多媒體業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、近年來(lái)，互聯(lián)網(wǎng)得到了快速發(fā)展和普及。其中，P2P的應(yīng)用是互聯(lián)網(wǎng)持續(xù)發(fā)展的主要推動(dòng)力，其優(yōu)勢(shì)是采用分布式技術(shù)帶來(lái)的可擴(kuò)展性、健壯性和容錯(cuò)性。但是P2P技術(shù)給網(wǎng)絡(luò)的安全性、可管理性和運(yùn)營(yíng)模式帶來(lái)了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。電信網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)在于能夠提供安全和服務(wù)質(zhì)量保證的業(yè)務(wù)，網(wǎng)絡(luò)可控可管理，其缺點(diǎn)是缺乏接受外來(lái)新業(yè)務(wù)的能力，不能很好地適應(yīng)變速率的多媒體業(yè)務(wù)。IP多媒體子系統(tǒng)（IMS）是建立在全I(xiàn)P基礎(chǔ)上的多業(yè)務(wù)融合網(wǎng)絡(luò)，旨在促進(jìn)電信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的融合。然而IM

2、S網(wǎng)絡(luò)過(guò)于復(fù)雜，且易出現(xiàn)單點(diǎn)瓶頸和單點(diǎn)故障等問(wèn)題。
　　 因此，如何結(jié)合P2P技術(shù)和包括IMS在內(nèi)的電信技術(shù)，發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)一個(gè)可擴(kuò)展性好、可靠性高、可運(yùn)營(yíng)可管理、低成本以及開(kāi)放的IP多媒體業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)，是一個(gè)非常有意義的研究課題。本文圍繞這一課題，研究基于DHT的分布式多媒體業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)。
　　 本文的主要研究工作和貢獻(xiàn)包括：
　　 （1）針對(duì)DHT網(wǎng)絡(luò)存在的拓?fù)洳灰恢聠?wèn)題、節(jié)點(diǎn)的異構(gòu)性以及DHT的

3、多跳特性，從網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)出發(fā)，利用IPv6地址的分層特性設(shè)計(jì)了層次化的節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)符，根據(jù)節(jié)點(diǎn)的能力和信譽(yù)選擇超級(jí)節(jié)點(diǎn)，并設(shè)計(jì)了通用的服務(wù)接口來(lái)支持異構(gòu)DHT網(wǎng)絡(luò)，面向IP多媒體業(yè)務(wù)的多樣性，提出了一種基于IPv6的分層分布式多媒體業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)S-P2PSIP。這種架構(gòu)利用IPv6地址的可聚合性實(shí)現(xiàn)覆蓋網(wǎng)邏輯拓?fù)渑c底層物理拓?fù)涞钠ヅ?，降低了相?duì)時(shí)延代價(jià)，提高了網(wǎng)絡(luò)的查詢(xún)效率；通過(guò)能力強(qiáng)和信譽(yù)高的超級(jí)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成主覆蓋網(wǎng)，提高了網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性；利用通

4、用的服務(wù)接口來(lái)支持異構(gòu)DHT算法和實(shí)現(xiàn)種業(yè)務(wù)之間松散耦合，從而可以方便地組合現(xiàn)有業(yè)務(wù)和引入新業(yè)務(wù)。
　　 （2）快速高效地定位所需的資源是分布式IP多媒體業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)需要解決的一個(gè)基本的問(wèn)題。針對(duì)網(wǎng)絡(luò)擾動(dòng)（Churn）和NAT這兩個(gè)影響查詢(xún)效率的主要因素，分析了不同查詢(xún)策略受網(wǎng)絡(luò)擾動(dòng)的影響程度，提出了一種帶確認(rèn)機(jī)制的查詢(xún)策略；分析了NAT環(huán)境下幾種查詢(xún)策略的性能，在此基礎(chǔ)上提出了一種基于確認(rèn)機(jī)制的自適應(yīng)查詢(xún)策略。這種策略可以根據(jù)不同

5、的環(huán)境選擇合適的查詢(xún)策略和確認(rèn)機(jī)制。與現(xiàn)有的查詢(xún)策略相比，這種自適應(yīng)策略有以下優(yōu)點(diǎn)：對(duì)于擾動(dòng)環(huán)境具有更好的健壯性和可擴(kuò)展性，即使在擾動(dòng)程度較高的網(wǎng)絡(luò)中也能獲得較好的性能，更適合具有動(dòng)態(tài)特性的DHT網(wǎng)絡(luò)；在NAT環(huán)境下能正常工作，在較好地控制了消息開(kāi)銷(xiāo)的基礎(chǔ)上獲得更優(yōu)的查詢(xún)性能。
　　 （3）研究了分層分布式IP多媒體業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)中的會(huì)話控制流程。提出了一種新的用戶(hù)識(shí)別方法，私人用戶(hù)身份用于網(wǎng)絡(luò)的身份認(rèn)證，公共用戶(hù)身份用于區(qū)分用戶(hù)在不

6、同場(chǎng)合中的不同身份，每個(gè)公共用戶(hù)身份在網(wǎng)絡(luò)側(cè)對(duì)應(yīng)一個(gè)業(yè)務(wù)功能清單，從而滿足不同用戶(hù)、不同身份的業(yè)務(wù)需求。根據(jù)分層的分布式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和用戶(hù)身份識(shí)別方法，提出了用戶(hù)注冊(cè)方法和會(huì)話建立流程。從仿真時(shí)延結(jié)果來(lái)看，分層分布式IP多媒體業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)中的會(huì)話建立時(shí)延是用戶(hù)可接受的。
　　 （4）提出了分布式IP多媒體業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)中一些重要業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)方案。針對(duì)即時(shí)消息的不同應(yīng)用場(chǎng)景，提出了尋呼模式和會(huì)話模式兩種不同的即時(shí)消息實(shí)現(xiàn)方案；利用通用服務(wù)接口實(shí)現(xiàn)