一種基于邏輯環(huán)的可靠多播方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于邏輯環(huán)的可靠多播方法，包括如下步驟：創(chuàng)建多播組，將網(wǎng)絡中的各成員逐一加入各多播組；同組中的成員按照加入的先后順序形成一個環(huán)，令牌沿著該環(huán)在成員之間進行傳遞，持有令牌的成員作為響應代表對來自源的數(shù)據(jù)進行確認；接收方進行差錯檢測，在產(chǎn)生數(shù)據(jù)丟失的情形下發(fā)送重傳請求要求數(shù)據(jù)源重新進行發(fā)送，本發(fā)明通過響應代表代表全組對數(shù)據(jù)源發(fā)出的數(shù)據(jù)進行確認，有效地減少了數(shù)據(jù)源所要處理的數(shù)據(jù)；同時在檢測到數(shù)據(jù)丟失以后，采用隨機延時的方法，盡量使得只有一個重傳請求能夠到達數(shù)據(jù)源，這樣進一步減輕了網(wǎng)絡負擔，減小了網(wǎng)絡擁塞的可能性，降低了數(shù)據(jù)源的負擔。
【專利說明】—種基于邏輯環(huán)的可靠多播方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及通信網(wǎng)絡的多播協(xié)議，特別是涉及一種基于邏輯環(huán)的可靠多播方法?！颈尘凹夹g】
[0002]網(wǎng)絡的迅速發(fā)展帶來了許多新的應用:視頻會議、交互式游戲、音頻/視頻電話、實時多媒體點播以及協(xié)同計算等。這些應用的一個重要特征就是在一個會話期間涉及到多個參與者之間的交互。為了更好的支持這些應用的設計與開發(fā)，便誕生了多播協(xié)議。到目前為止，已經(jīng)出現(xiàn)了許多多播協(xié)議，它們中的一些已經(jīng)形成了相應的國際標準。今天Internet世界的四種主流的多播協(xié)議分別是:基于距離向量DVMRP、開放最短路徑優(yōu)先M0SPF、協(xié)議獨立的PM以及基于核心樹的CBT。
[0003]關于可靠多播的問題，目前已有很多人從事該方面的研究并獲得了一些成果。他們當中比較有代表性的是SRM (Scalable Reliable Multicast,可擴展的可靠組播協(xié)議)、RMTP (Reliable Multicast Transport Protocol,可靠組播傳輸協(xié)議)、MTP/MTP-2(Multicast Transport Protoco 1/Vers ion 2,多路廣播傳送協(xié)議 / 版本 2)、RAMP(ReliableAdaptive Multicast Protocol,可靠的自適應多播協(xié)議)。SRM將更多的功能與靈活性留給應用程序去處理，而自身致力于數(shù)據(jù)的可靠傳送；RMTP采用層次樹的方法，最初用來傳送大批的文件；RAMP最初用于傳送巨大的圖象數(shù)據(jù)，因此支持數(shù)據(jù)的拆分與組裝;MTP-2是MTP的改良版本，它們都利用一臺特定的主機(Master)負責維護成員間的關系。
[0004]已有的結論表明:基于接收方的多播協(xié)議優(yōu)于基于發(fā)送方的多播協(xié)議；在越大的網(wǎng)絡區(qū)間里面，基于接收方的多播協(xié)議所獲得的性能益處就越大。影響多播協(xié)議的一個重要問題是關于可靠性的界定問題，從實際的應用情形來看，它可以分為以下四種情況:(I)源順序:來自同一數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)按照發(fā)送的順序遞交給接收者。(2)目的順序:目的成員按照相同的順序接收數(shù)據(jù)，這個順序不必同發(fā)送的順序一致。(3)因果順序:單個成員收到來自多個源的數(shù)據(jù)的時候，這些數(shù)據(jù)可能具有因果關系，必須按照一定的因果順序遞交給接收者。(4)原子順序:這是最嚴格的情形，它要求組中的所有成員按照相同的順序接收來自多個數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)。
[0005]在上面所提到的協(xié)議中，SRM只保證數(shù)據(jù)端到端傳輸?shù)目煽啃远槐ＷC順序，MTP、RMTP只保證目的順序，RAMP同時支持源順序和目的順序，而MTP-2則提供了全局順序。
[0006]綜上所述，多播協(xié)議的出現(xiàn)降低了很多應用的開發(fā)代價，提高了靈活性。然而，同傳統(tǒng)的TCP相比，多播采用的是無連接的方式，它并不保證消息一定到達，也就更談不上到達的順序問題，總的說來，多播協(xié)議是不可靠的。然而在實際的應用中，特別是在CSCW(Computer Supported Cooperative Work,計算機支持的協(xié)同工作)中，確實存在這樣的系統(tǒng):在一個會話期間有多個參與者，從參與者發(fā)出的消息要求可靠的分發(fā)到組中其他成員。新的需求需要新的協(xié)議，因此，亟待提出一種可靠性高、效率高，數(shù)據(jù)丟失率低的多播協(xié)議。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]為克服上述現(xiàn)有技術存在的不足，本發(fā)明之目的在于提供一種基于邏輯環(huán)的可靠多播方法，其通過響應代表代表全組對數(shù)據(jù)源發(fā)出的數(shù)據(jù)進行確認，有效地減少了數(shù)據(jù)源所要處理的數(shù)據(jù)，從而抑制了確認爆炸的問題；同時在檢測到數(shù)據(jù)丟失以后，并不是所有丟失數(shù)據(jù)的站點都要發(fā)出重傳請求，而是采用隨機延時的方法，盡量使得只有一個重傳請求能夠到達數(shù)據(jù)源，這樣進一步減輕了網(wǎng)絡負擔，減小了網(wǎng)絡擁塞的可能性，降低了數(shù)據(jù)源的負擔。
[0008]為達上述及其它目的，本發(fā)明提出一種基于邏輯環(huán)的可靠多播方法，包括如下步驟:
[0009]步驟一，創(chuàng)建多播組，將網(wǎng)絡中的各成員逐一加入各多播組；
[0010]步驟二，同組中的成員按照加入的先后順序形成一個環(huán)，令牌沿著該環(huán)在成員之間進行傳遞，持有令牌的成員作為響應代表對來自源的數(shù)據(jù)進行確認；
[0011]步驟三，接收方進行差錯檢測，在產(chǎn)生數(shù)據(jù)丟失的情形下發(fā)送重傳請求要求數(shù)據(jù)源重新進行發(fā)送。
[0012]進一步地，在步驟一中，創(chuàng)建多播組及成員加入的原則為:如果待加入的多播組已經(jīng)存在，則直接加入成為其中的一員；否則就創(chuàng)建新的多播組。
[0013]進一步地，在步驟二中，差錯檢測包括如下步驟:
[0014]發(fā)送方維護一個序號計數(shù)器，該計數(shù)器的數(shù)值為下一個待發(fā)送的數(shù)據(jù)包的序號；
[0015]每發(fā)送一次，計數(shù)器增加I ;
[0016]接收方維護每個成員的期望接收的序號值，如果接收到的序號大于期望值，則說明發(fā)生了數(shù)據(jù)丟失。
[0017]進一步地，在步驟二中，差錯檢測包括如下步驟:
[0018]所述響應代表對數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)進行響應，響應信息中包含了確認的對象；
[0019]其他成員通過對該響應信息進行分析判斷數(shù)據(jù)是否丟失。
[0020]進一步地，在步驟二中，根據(jù)重傳請求中包含的請求重傳數(shù)據(jù)的序號，其他成員判斷是否發(fā)生數(shù)據(jù)丟失。
[0021]進一步地，在步驟三中，所述重傳請求以多播的方式發(fā)送到多播組中，并采取隨機延時的方法，盡可能保證只有一個重傳請求發(fā)送給發(fā)送方
[0022]進一步地，于步驟三之后，還包括如下步驟:
[0023]實時對令牌進行檢測，若檢測到令牌丟失，則進行令牌恢復。
[0024]進一步地，令牌檢測方法如下:
[0025]如果一個數(shù)據(jù)源或響應代表的數(shù)據(jù)在發(fā)送數(shù)次以后都沒有得到確認，則數(shù)相應的站點認為令牌已經(jīng)丟失，進入恢復過程。
[0026]進一步地，令牌恢復通過所述響應代表重新構造并發(fā)送成員列表實現(xiàn)。
[0027]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明一種基于邏輯環(huán)的可靠多播方法，通過響應代表代表全組對數(shù)據(jù)源發(fā)出的數(shù)據(jù)進行確認，有效地減少了數(shù)據(jù)源所要處理的數(shù)據(jù)，從而抑制了確認爆炸的問題；同時在檢測到數(shù)據(jù)丟失以后，并不是所有丟失數(shù)據(jù)的站點都要發(fā)出重傳請求，而是采用隨機延時的方法，盡量使得只有一個重傳請求能夠到達數(shù)據(jù)源，這樣進一步減輕了網(wǎng)絡負擔，減小了網(wǎng)絡擁塞的可能性，降低了數(shù)據(jù)源的負擔。此外通過多種手段進行數(shù)據(jù)的丟失檢測，能夠很好地保證檢測的正確性。【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1為本發(fā)明一種基于邏輯環(huán)的可靠多播方法的步驟流程圖；
[0029]圖2為本發(fā)明較佳實施例的狀態(tài)轉(zhuǎn)換示意圖。
【具體實施方式】
[0030]以下通過特定的具體實例并結合【專利附圖】

【附圖說明】本發(fā)明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭示的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其它優(yōu)點與功效。本發(fā)明亦可通過其它不同的具體實例加以施行或應用，本說明書中的各項細節(jié)亦可基于不同觀點與應用，在不背離本發(fā)明的精神下進行各種修飾與變更。
[0031]在介紹本發(fā)明之前，首先給出本發(fā)明所使用的以下定義:
[0032](I)定義1:環(huán)(Ring):由多播組中的計算機組成的邏輯結構，對應于數(shù)據(jù)結構中的循環(huán)鏈表；多播組中的每一臺計算機都維護一個。
[0033](2)定義2:令牌(Token):是一個標志，它可以在組中的計算機之間進行傳遞，擁有該標志的計算機就成為響應代表。
[0034](3)定義3:響應代表(Token Holder):多播組中的一臺計算機，由它代表組中的全體成員對來自源的信息進行確認。
[0035]圖1為本發(fā)明一種基于邏輯環(huán)的可靠多播方法的步驟流程圖，如圖1所示，本發(fā)明一種基于邏輯環(huán)的可靠多播方法，包括如下步驟:
[0036]步驟101，創(chuàng)建多播組，將成員逐一加入各多播組。在本發(fā)明較佳實施例中，創(chuàng)建多播組及成員加入的原則是:如果待加入的多播組已經(jīng)存在，則直接加入成為其中的一員；否則就創(chuàng)建新的多播組。具體算法簡單描述如下:
[0037]算法I新成員的加入
[0038]
【權利要求】
1.一種基于邏輯環(huán)的可靠多播方法，包括如下步驟: 步驟一，創(chuàng)建多播組，將網(wǎng)絡中的各成員逐一加入各多播組； 步驟二，同組中的成員按照加入的先后順序形成一個環(huán)，令牌沿著該環(huán)在成員之間進行傳遞，持有令牌的成員作為響應代表對來自源的數(shù)據(jù)進行確認； 步驟三，接收方進行差錯檢測，在產(chǎn)生數(shù)據(jù)丟失的情形下發(fā)送重傳請求要求數(shù)據(jù)源重新進行發(fā)送。
2.如權利要求1所述的一種基于邏輯環(huán)的可靠多播方法，其特征在于，在步驟一中，創(chuàng)建多播組及成員加入的原則為:如果待加入的多播組已經(jīng)存在，則直接加入成為其中的一員；否則就創(chuàng)建新的多播組。
3.如權利要求1所述的一種基于邏輯環(huán)的可靠多播方法，其特征在于，在步驟二中，差錯檢測包括如下步驟: 發(fā)送方維護一個序號計數(shù)器，該計數(shù)器的數(shù)值為下一個待發(fā)送的數(shù)據(jù)包的序號； 每發(fā)送一次，計數(shù)器增加I ; 接收方維護每個成員的期望接收的序號值，如果接收到的序號大于期望值，則說明發(fā)生了數(shù)據(jù)丟失。
4.如權利要求1所述的一種基于邏輯環(huán)的可靠多播方法，其特征在于，在步驟二中，差錯檢測包括如下步驟: 所述響應代表對數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)進行響應，響應信息中包含了確認的對象； 其他成員通過對該響應信息進行分析判斷數(shù)據(jù)是否丟失。
5.如權利要求1所述的一種基于邏輯環(huán)的可靠多播方法，其特征在于，在步驟二中，根據(jù)重傳請求中包含的請求重傳數(shù)據(jù)的序號，其他成員判斷是否發(fā)生數(shù)據(jù)丟失。
6.如權利要求1所述的一種基于邏輯環(huán)的可靠多播方法，其特征在于:在步驟三中，所述重傳請求以多播的方式發(fā)送到多播組中，并采取隨機延時的方法，保證只有一個重傳請求發(fā)送給發(fā)送方
7.如權利要求1所述的一種基于邏輯環(huán)的可靠多播方法，其特征在于，于步驟三之后，還包括如下步驟: 實時對令牌進行檢測，若檢測到令牌丟失，則進行令牌恢復。
8.如權利要求7所述的一種基于邏輯環(huán)的可靠多播方法，其特征在于，令牌檢測方法如下: 如果一個數(shù)據(jù)源或響應代表的數(shù)據(jù)在發(fā)送數(shù)次以后都沒有得到確認，則相應的站點認為令牌已經(jīng)丟失，進入恢復過程。
9.如權利要求8所述的一種基于邏輯環(huán)的可靠多播方法，其特征在于:令牌恢復通過所述響應代表重新構造并發(fā)送成員列表實現(xiàn)。
【文檔編號】H04L12/18GK103618659SQ201310597994
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年11月22日 優(yōu)先權日:2013年11月22日
【發(fā)明者】熊鵬, 蔣鑫, 吳明 申請人:上海電機學院