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    随着笔记本电脑在体积、重量和性能方面都在不断改进，越来越多的人加入了移动办公的行列。他们希望能像台式用户一样，接入网络，共享资源和服务，其中包括有线网络中应用很多的流媒体服务，比如视频会议、影视点播等。而当需要将一个节点的流媒体内容传送到多个移动节点时，最好的方式就是使用多播。在这种需求的推动下，把流媒体多播应用在移动用户中将在不久的未来变成现实。

    随着人们对无线宽带接入网的深入研究，无线接入所达到的速率已经大大提高，比如最近兴起的基于IEEE802.11b的传输标准的Wi-Fi无线网络，它已经能够达到11Mbit/s速率。而且，流媒体具有很大的压缩比，大约相当于MPEG I 或者MPEG II的1/5；同时还有很大的压缩范围，从几kbit/s到几Mbit/s，因此可适应从窄带到宽带任意的网络带宽。

    但移动用户的流媒体多播服务还没有实现，原因主要有两点：一是移动IP技术还不成熟，移动IP中的多播机制还不完善；二是由于终端主机在接入网上移动，流媒体在移动网络中部署就要面临许多操作性问题。下面就这两点分别展开讨论。

    二、移动IP中的多播支持机制

    移动IP支持多播是一个比较复杂的问题，虽已出现一些解决方案，但各有优缺点，尚未形成标准。下面将几种基本机制进行一下比较。

    1．移动节点为源终端时的多播技术

    在多播中，路由机制如DVMRP和MOSPF等在计算路由时需要用到源节点的网络地址，移动多播路由器（MCR）认为多播数据包是从源节点的主网络发出的。如果移动节点（MN）在外地网络，其发送的数据包将会从不期望的链路到达许多路由器，DVMRP会丢失数据包，MOSPF会基于错误的分布树进行转发，所以这两种路由机制都不能将数据报送至目的地。为了避免这个问题，可以让MN先通过“隧道”技术把组播数据包送给其本地代理（HA），再由HA转发。还有一种方案是MN发送多播数据包时，源地址不用其主地址，而用其所在外地网内的一个地址，如FA或某个暂时地址。这种方法比较直接高效，但是一旦MN移出了该外地网，多播返回的消息便有可能送给其他移动节点。CBT使用单一组分布树，数据包只是基于目的地址进行路由，因此允许MN按正常的方式发送多播数包。

    2．移动节点为目的终端时的多播技术

    移动节点为目的终端时，多播技术可以分三种情况讨论。

    本地代理路由：MN可以向它的主代理登记它所加入的某个多播组，主代理在收到发向该多播组的消息后，再用“隧道”技术把这些消息转送给MN。这种方法与现有网络的互操作性好，组播对FA完全透明，FA不需作任何修改，其缺点是效率比较低。

    外地代理路由：这种方案是由FA来支持多播。如图1所示，MN直接向FA登记，FA负责接收多播消息并向本地子网发送。FA通过IGMP来管理本地组成员，并使用任何路由机制和其他MCR进行交流。这种方案的路由是最优的，通信效率最高，通信流量也是最小。主要缺点是需要FA能提供MCR的功能，而这一点往往难以做到。

    混合路由：在一个子网内往往会出现这种情况，几个MN同属于一个多播组，但它们的主网络各不相同。如图2所示，当主机向该多播组发送消息时，这几个MN收到的消息是一样的，因此可以让一个HA来服务，而不必让各自的HA都来服务。这种方案提高了通信效率，减小了通信流量，但需要对外地代理（FA）和本地代理（HA）进行改动，互操作性受到了限制。

　　三、流媒体在移动网络中分配时面临的问题及解决办法

    1．不同网络间的移动

    在横跨多个业务提供者的自治系统中，人们不能简单地利用原始的多播，因为核心路由器可能不支持多播。但是，基于用户层或网络层的应用程序，通过使用如UDP隧道多播协议（UMTP）和不带显式隧道的自动多播（AMT）的IETF协议来连接这些能多播的岛屿，将基于多播的应用扩展到一个不支持多播的网络。当移动主机从一个支持多播的网络移动到另一个不支持多播的网络，UMTP或AMT隧道必须在端客户和支持多播路由的中间节点间被提前建立。这种方法在客户移动到新的接入网时，可以通过在两个网络的边界和活动的UMTP隧道间安装网关代理来轻易地实现。

    2．网络移动检测

    可以实现在不同层发现新的无线接入点、子网或域。在移动主机（MH）的位置变换中，第一次移动检测发生在第2层，在那里客户根据接收到的无线电信号强度来决定它是否转换到了一个新的无线接入点。只要它切换到一个新的无线接入点，并且在第2层完成变换，客户需要计算出它是否在一个新的子网或域内。使用第3层触发机制（如路由广播或移动IP的ICMP广播），可以决定客户是否在不同的子网中。如果客户参加了实时通信会话，可以使用服务器广播那样的应用层检测机制。不过相较而言，使用第2层机制能够更快地取得变换通知。

    3．加入／离开的等待时间

    获取网络参数配置时间和IGMP加入／离开的等待时间增加了瞬时数据的损失和带宽的浪费。为了在客户移动中维持最小损失和等待时间，应该通过采取某些触发机制最小化转换时间，并且提供几乎瞬时的多播流的传输。多媒体流的触发技术可以在几个层实施，如第2层、第3层和应用层。同时需要避免与离开的等待时间相关的带宽的浪费。

    4．负载平衡

    在一个内容分布网络中，有多个本地内容服务器，当移动客户在蜂窝之间移动时，本地内容服务器需要相互之间的协调来将多媒体内容传输到移动客户。特别是当某个服务器严重负载时，相邻服务器需要能够将多媒体内容指向属于多播组的移动客户。基于全球定位系统（GPS）的定位可以选出一个候补的服务器。

    5．内容缓冲

    通过缓冲这个处理方法，流内容被动态地复制，离用户更近，可以提供更好的质量。对于一个随选流会话，信源使用多播来减少网络中带宽的使用，但是在多播开始前，这会引入客户延迟。分等级缓冲减少了等待时间和送到客户的流媒体的带宽使用。这样，当分级区域缓冲服务器在等待得到多播流时，它通过发送被请求流的前缀，减少了初始客户端的延迟。当移动主机从一个蜂窝移动到另一个蜂窝，并且在这个过程中接受一个新的多媒体代理的服务时，代理的前缀缓冲增加了快速触发技术的速度。使用一个RTSP服务器可以提供一个典型的流缓冲代理。但是关于缓冲仍然存在问题，如传输损失、变换损失、缓冲一致、接入记帐、授权和版权保护。

    6．安全

    当信源是多播媒体流时，信源可能会对一个基于节目类型和观众特性的特定流（音频或视频）进行加密。在内容提供者、本地联播台和商业环境中的客户之间，许多情况下都需要安全的内容分配来促进一个正确的商业模型。组密钥管理和媒体加密是移动多播的两个非常重要因素。由于应用的一对多的本质，通过采用中央集权的密钥管理构造可以使密钥分布成为可能，密钥管理构造由基于SAP的安全协会来补充完善。媒体的加密可以在不同层提供，如基于802.11的WEP,IPSec和传输层的安全RTP。作为重复变换的结果，一个移动客户易收到异类接入（如802.11,CDMA1XRTT）和IP地址改变的影响，因此很难保持第2层和第3层基于安全联系。在移动多播环境中，安全RTP（SRTP）优于标准IPSec加密，因为它避免了头部的封装，也不需要与IPSec有关的隧道建立时间。

    四、结论

    本文简单分析了用多播技术为移动用户提供流媒体服务是可行的并且具有广阔的前景。并且针对这项服务中实现中遇到的难点进行了介绍和分析，即移动IP多播机制和流媒体在移动网络中移动时面临的问题及解决办法。相信随着研究的进一步深入，这项服务将会得到实现。