受控组播组播击术教程方案.docx

组播技术白皮书 摘要 IP 组播技术实现了 IP 网络中点到多点的高效数据传送因为组播能够有效地节约网络带宽降低 网络负载所以在实时数据传送多媒体会议数据拷贝游戏和仿真等诸多方面都有广泛的应用本文 介绍了组播的基本概念和目前通用的组播协议以及组播组网的基本方案并针对组播业务需求和运营过 程中面临的问题提出了电信级的可运营可管理的受控组播解决方案包括信源管理用户管理和 组播安全控制等方面的内容 关键词 组播 运营管理 受控组播 IGMP DVMRP PIM-SM PIM-DM MBGP MSDP 1 组播概述 1.1 组播技术的产生原因 传统的IP通信有两种方式第一种是在一台源 IP 主机和一台目的 IP 主机之间进行即单播 unicast 第二种是在一台源 IP 主机和网络中所有其它的 IP 主机之间进行即广播 broadcast 如果要将信息发送给网络中的多个主机而非所有主机则要么采用广播方式要么由源 主机分别向网络中的多台目标主机以单播方式发送 IP 包采用广播方式实现时不仅会将信息发送给不 需要的主机而浪费带宽也可能由于路由回环引起严重的广播风暴采用单播方式实现时由于 IP 包的 重复发送会白白浪费掉大量带宽也增加了服务器的负载所以传统的单播和广播通信方式不能有效地 解决单点发送多点接收的问题 IP 组播是指在 IP 网络中将数据包以尽力传送best-effort 的形式发送到网络中的某个确定节 点子集这个子集称为组播组multicast group IP 组播的基本思想是源主机只发送一份数据 这份数据中的目的地址为组播组地址组播组中的所有接收者都可接收到同样的数据拷贝并且只有组播 组内的主机目标主机可以接收该数据网络中其它主机不能收到组播组用 D 类 IP 地址 224.0.0.0 239.255.255.255 来标识 1.2 组播技术的市场前景 IP 组播技术有效地解决了单点发送多点接收的问题实现了 IP 网络中点到多点的高效数据传送 能够大量节约网络带宽降低网络负载作为一种与单播和广播并列的通信方式组播的意义不仅在于 此更重要的是可以利用网络的组播特性方便地提供一些新的增值业务包括在线直播网络电视远 程教育远程医疗网络电台实时视频会议等互联网的信息服务领域 组播从 1988 年提出到现在已经经历了十几年的发展许多国际组织对组播的技术研究和业务开展进行了 大量的工作随着互联网建设的迅猛发展和新业务的不断推出组播也必将走向成熟尽管目前端到端的 全球组播业务还未大规模开展起来但是具备组播能力的网络数目在增加一些主要的 ISP 已运行域间 组播路由协议进行组播路由的交换形成组播对等体在 IP 网络中多媒体业务日渐增多的情况下组播 有着巨大的市场潜力组播业务也将逐渐得到推广和普及 2 组播技术的基本原理 组播技术涵盖的内容相当丰富从地址分配组成员管理到组播报文转发路由建立可靠性等诸 多方面下面首先介绍组播协议体系的整体结构之后从组播地址组播成员管理组播报文转发域内 组播路由和域间组播路由等几个方面介绍有代表性的协议和机制 2.1 组播协议体系结构 根据协议的作用范围组播协议分为主机-路由器之间的协议即组播成员管理协议以及路由器-路 由器之间协议主要是各种路由协议组成员关系协议包括 IGMP 互连网组管理协议组播路由协议 又分为域内组播路由协议及域间组播路由协议两类域内组播路由协议包括 PIM-SM PIM-DM DVMRP 等 协议域间组播路由协议包括 MBGP MSDP 等协议同时为了有效抑制组播数据在二层网络中的扩散 引入了 IGMP Snooping 等二层组播协议 通过 IGMP 和二层组播协议在路由器和交换机中建立起直联网段内的组成员关系信息具体地 说就是哪个接口下有哪个组播组的成员域内组播路由协议根据 IGMP 维护的这些组播组成员关系信 息运用一定的组播路由算法构造组播分发树在路由器中建立组播路由状态路由器根据这些状态进行 组播数据包转发域间组播路由协议根据网络中配置的域间组播路由策略在各自治系统AS Autonomous System 间发布具有组播能力的路由信息以及组播源信息使组播数据能在域间进行转发 2.2 组播地址机制 2.2.1组播I P 地址 IP组播地址用于标识一个 IP 组播组IANA 把 D 类地址空间分配给组播使用范围从 224.0.0.0 到 239.255.255.255 如下图所示二进制表示IP 组播地址前四位均为1110 2.2.2组播地址的划分 整个 IP 组播地址的空间划分如下图所示 其中224.0.0.0 到 224.0.0.255 地址范围被 IANA 预留地址 224.0.0.0 保留不做分配其它地址 供路由协议及拓扑查找和维护协议使用该范围内的地址属于局部范畴不论生存时