基于安全组播的会议系统设计与实现

论文摘要

通信技术在不断的发展,特别是网络的大众化,许多新兴的应用也不断出现,诸如多媒体会议、分布式系统、计算机协同工作等。其中多媒体会议逐渐成为一个研究的热点。目前国内外主流的多媒体会议系统主要有两类:基于H.323协议的多媒体会议系统以及基于IP层组播的多媒体会议系统。而这两类系统都存在着一些缺陷,前者不能最有效的利用网络带宽,而后者的IP层组播则存在一些安全隐患。本论文就是针对这种状况,在国家863课题“基于端到端虚电路架构的网络安全计算模型及其关键技术的研究”的背景下,在端到端虚电路架构的网络模型上开发出基于安全组播的会议系统。相对于市场上的其他会议系统,该系统具有很多优势。首先它采用端到端的虚电路网络架构,这使得网络中的数据传输质量达到使用专线网络的标准,极大的减小了网络拥塞、丢包等现象的发生;其次,系统采用IP层组播技术进行数据传输,会议平台没有使用任何硬件设备,完全通过软件实现,大大节省了系统成本;最后,该系统利用本课题提出的组播安全接入策略以及端到端虚电路架构的特点,有效的解决了IP层组播面临的大部分安全问题。除此之外,该组播会议系统还可以基于IP层组播运行,也可以基于应用层组播运行,这样使软件的灵活性有了很大的提高。目前整个系统以及该网络模型已经通过了四川省软件测评中心的测试。该论文结构安排如下:1、根据国内外相关研究状况,提出本系统的设计目标并描述了所具备的优点。2、介绍相关基础知识,包括端到端的虚电路、组播、多媒体传输以及在实现时所要了解的编程基础。3、描述该组播会议系统需要实现的基本功能,并分别从IP层组播与应用层组播两个分支详细分析了各功能的实现的基本原理及实现思想。4、设计系统的总体架构与数据流程,重点分析了系统的一个关键部分:线程池。并详细描述了系统各个部分的详细设计与实现方法。5、最后是对系统进行了全面的测试,并对结果进行了分析,结果表明该系统运行在端到端虚电路架构的网络安全计算模型上,具有高效稳定的传输性能,并有效的解决了组播的安全接入以及数据安全问题。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 背景
• 1.2 研究的目的与意义
• 1.3 国内外相关研究分析
• 1.3.1 多媒体会议系统
• 1.3.2 IP 层组播安全
• 1.4 主要工作及论文结构
• 1.4.1 主要工作
• 1.4.2 论文结构安排
• 1.5 本章小结
• 第二章 相关知识介绍
• 2.1 端到端的虚电路
• 2.2 网络体系结构
• 2.3 组播
• 2.3.1 IP 组播概念
• 2.3.2 应用层组播
• 2.4 音频传输
• 2.4.1 实时传输协议
• 2.4.2 实时传输控制协议
• 2.4.3 音频转换
• 2.5 LINUX 音频编程基础
• 2.5.1 声卡驱动
• 2.5.2 Linux 音频设备文件
• 2.6 本章小结
• 第三章 系统分析与设计
• 3.1 IP 层组播会议系统
• 3.1.1 功能描述
• 3.1.2 成员接入控制
• 3.1.3 组密钥更新策略
• 3.1.4 组成员信息的建立与更新
• 3.1.5 组成员级别设置
• 3.1.6 发送与接收数据
• 3.1.7 消息格式
• 3.1.8 音频处理
• 3.2 应用层组播会议系统
• 3.2.1 功能描述
• 3.2.2 成员接入控制
• 3.2.3 组成员信息的建立于更新
• 3.2.4 组成员级别设置
• 3.2.5 发送与接收数据
• 3.2.6 消息格式
• 3.3 本章小结
• 第四章 系统实现
• 4.1 系统开发平台
• 4.2 系统总体架构与流程
• 4.3 各模块设计与实现
• 4.3.1 配置模块及线程池的初始化
• 4.3.2 数据加解密模块
• 4.3.3 成员信息维护模块
• 4.3.4 数据发送模块
• 4.3.5 数据接收模块
• 4.4 两种关键机制的实现
• 4.4.1 音频冲突检测
• 4.4.2 应用层组播转发机制
• 4.5 用户界面设计
• 4.6 本章小结
• 第五章 系统测试
• 5.1 测试环境
• 5.2 测试用例及结果
• 5.2.1 安全接入
• 5.2.2 数据安全
• 5.2.3 组成员状态维护
• 5.2.4 创建虚电路
• 5.2.5 数据发送与接收
• 5.2.6 系统可靠性与稳定性
• 5.2.7 网络带宽占用状况
• 5.3 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻硕期间取得的研究成果