基于虚电路的可靠组播摘要：提出了一种新的基于虚电路的可靠组播技术。首先分析了可靠组播的几个要素，然后介绍了基于虚电路的可靠组播机制，如资源预留、间隙整形、优先级策略等，最后设计了基于虚电路的组播模型。该模型结合多路径备份方法和特殊的重传机制，可以实现在某条链路出现故障的情况下迅速地恢复正常通信，大大地提高了组播的可靠性。关键词：虚电路；可靠组播；资源预留；间隙整形；多路径路由：TP393文献标志码：A：1001－3695(2007)07－0191－040引言??组播（也称多播广播或多播）技术是一种允许一台或多台主机（组播源）发送单一的数据包到多台主机的（一次的、同时的）网络技术。在实际中使用组播技术具有带宽利用率高、可扩展等优点，但由于组播使用用户数据包协议（UserDatagramProtocol,UDP），组播报文的传输是不可靠的。IP层的组播通信只提供尽力而为的服务，不能保证组播数据报文的可靠性传输。??近年来，高效的可靠组播（ReliableMulticast,RM）机制成为研究的重要方向。目前主要有三类RM组播协议，即云状可靠组播协议、环状可靠组播协议和树状可靠组播协议。①云状可靠组播协议直接利用IP组播协议所建立的组播转发树。根据谁负责发现错误的原则这类协议又可分为：基于ACK（ACKnowledgecharacter）[1,2]的可靠组播协议和基于NAK（NegativeAcknowledgment）的可靠组播协议[3]。在基于ACK可靠组播协议中，接收方收到正确的数据包后就发送ACK消息给发送源，早期如XTP[4]（XpressTransportProtocol）采用这种方式；在基于NAK的可靠组播协议中，接收方负责核对是否收到数据包，如果发现有丢包，向发送方发送NAK消息。SRM[5,6]（ScalableReliableMulticast）、MFTP[7]（StarburstMulticastFileTransferProtocol）、RAMP[8]（ReliableAdaptiveMulticastProtocol）、LBRM[9]（Log－BasedReceiver－reliableMulticast）等属于这类协议。②环状可靠组播协议利用令牌来保证成功发送。TRP[10]（TokenRingProtocol）、RMP[11,12]（ReliableMulticastProtocol）等属于这类协议。③树状可靠组播协议将所有的节点组成层次式的树状结构，由树状顶层向下一层发送，依此类推，并负责确认下一层是否收到。TMTP[13]（Tree－basedMulticastProtocol）、RMTP[14]（ReliableMulticastTransportProtocol）属于这类协议。??上述研究均是在数据包结构下进行的。本文研究了基于虚电路的可靠组播的方法和机制，其描述的基于虚电路的可靠组播协议具有如下特点：结合资源预留机制、间隙整形机制的虚电路网络不会发生拥塞，不会出现因网络拥塞而丢失数据包的情况；采用基于NAK的重传机制减少发送端负担；采用多路径路由机制和特殊的链路恢复机制使组播在某条链路出现故障的情况下，能够快速恢复通信，增强组播的可靠性。??1可靠组播的关键因素??文献[15]中提出评价可靠组播性能的要素有两个方面：①数据吞吐率，即发送有用数据同冗余数据和控制报文的比例；②恢复的时延，最理想的可靠组播应当是吞吐率最大，而恢复的时延最小。??（1）影响数据吞吐率的因素??要使吞吐率最大即要使冗余数据和控制报文最小。??控制报文主要是接收端向发送端发送的反馈信息。如果采用接收端每收到一个数据包就向发送端返回一个ACK的方法控制报文相对较多;如果采用返回NAK的方法一般情况下控制报文极少。因此影响吞吐率的因素取决于冗余数据。??冗余数据主要指重传报文。如果采用基于ACK的方法，发送端比较接收端等待接收的包序号??i和自己已发送的包序号j，如果i数据丢失主要有以下三个原因：??①发送端负载太大而造成数据包丢失，发送端需要发送原始组播数据，处理控制报文及重传数据。一般来说，发送端的原始组播数据造成的负荷是数据传送前设计者应该考虑到的，是发送者可以承受的负荷。而一般的设计都是在发送端空闲时才会传送重传数据，重传数据也不会造成发送端负载过大。所以在设计中应该考虑如何减少控制报文。??②网络拥塞造成数据包的丢失，这也是丢失数据包的主要原因。在拥塞严重的情况下，重传数据包将会加重拥塞，导致更多的数据丢失，同时如果数据包大量丢失，容易引起NAK风暴。现在出现了一些...