应用层多播将多播功能迁移到应用层,避免了多播应用对网络基础设施的依赖,易于大规模的部署和实施,其灵活性和可扩展性是IP多播所不可比拟的。同时网络层功能的上移为实现高层功能提供了便利。在多点可靠数据发布应用中应用层协议可以在构造数据分发路径时建立层次式的体系结构,规范成员节点的管理,便于进行差错控制和拥塞控制。本文在综述应用层多播和可靠多播的发展现状的基础上,重点研究了面向密集型可靠多播应用的应用层可靠多播协议和关键技术。论文工作的成果和创新点主要体现在下列几个方面:1.设计了树状可靠多播协议RALMP。协议以端到端的传输延迟作为逻辑链路的性能度量,同延迟也是评价协议对网络资源占用量的标准之一。多播功能的迁移便于将组成员的管理结构和数据分发树的建立过程结合起来。RALMP利用多播分发路径的树型结构,对组成员进行层次化的管理,父节点负责向其孩子节点转发和重传数据,孩子节点向父节点报告接收状态,节点信息的交互被限制在与节点临近的局部范围内。仿真试验结果表明了该协议的有效性。2.提出了构造和维护覆盖网络的分布式自组织算法。利用各节点维护的局部信息和相互间的协作完成覆盖网络的建立和维护。组成员的加入、邻居节点的探测、链路性能的测量都由节点自发完成。分布式算法可避免集中式算法受中心节点瓶颈的约束,有更好的可扩展性。为RALMP设计的快速割裂恢复策略使得在部分节点发生故障的情况下能够迅速恢复数据分发路径。还为RALMP设计了拓扑优化算法,使得它更能够适应多播模型中组成员动态变化的特点。3.选用了TCP作为建立单播隧道的传输层协议。RALMP在应用层上建立覆盖网络中的链路,节点间通过TCP建立端到端的可靠逻辑信道,并且仅需考虑由成员节点的不友好退出造成的数据丢失。与使用UDP的多播相比,采用TCP有助于屏蔽底层网络拓扑及传输差错,将IP分组级的差错控制和顺序保障交给传输层负责,从而简化了应用层协议。4.改进了可靠多播中基于接收方的差错控制机制,引入了基于发送方机制的部分特性。由接收端负责发现传输错误,自行记录数据的接收状态。孩子节点以否定应答NAK的形式向父节点报告丢包事件,父节点以询问方式获得其子节点的接收状态。错误恢复采用选择性重传策略。基于接收方的机制与基于发送方相结合能够在合理利用网络带宽的前提下,保证数据的可靠性。