TCPIP原理与应用_第11章_IP组播.ppt

第11章 IP组播 11.1 IP组播概念 11.2 IP组播模型 ★ 11.3 Internet组管理协议(IGMP) ★ 11.4 组播路由 11.5 组播路由协议 ★ 11.1 IP组播概念 传统的IP通信有两种方式： 单播unicast——在一台源IP主机和一台目的IP主机之间进行。 广播broadcast——在一台源IP主机和网络中所有其它的IP主机之间进行。 考虑将信息发送给网络中的多个主机而非所有主机的情形，根据上述两种通信方式： 1．采用广播方式，这种方法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。 2．采用单播方式，源主机分别向那些多个主机以单播方式发送IP 包，但IP 包的重复发送会浪费掉大量带宽，也增加了网络服务设备的负载。 问题：无论采用广播方式还是单播方式，都不能有效地解决单点发送多点接收的问题。 IP 组播：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（D类地址）。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目标主机可以接收该数据。 IP 组播的主要优点： 1． 降低主机和CPU负荷，增强网络效率； 2．控制网络流量，消除流量冗余，优化网络性能； 3． 支持分布式应用。 应用的实例包括：视频会议、共享公告板、“推送”技术(例如广告和信息订阅等) 、远程学习、财务数据发布、服务器复制、分布式数据库等等。 11.2　IP组播模型 标准IP组播模型定义了主机组和IP组播路由应有的功能机制，以及为上层服务的组播业务形式。 主机组(host group)是IP组播模型的核心。主机组由多个主机组成，其中，源主机构造以一个D类IP地址（即IP组播地址）为目的地址的数据包，以IP数据报尽力而为方式转发到对应主机组的各个主机。 D类的地址空间是专为IP组播组地址而定义的。每个组播组地址都落在从224.0.0.0到239.255.255.255的空间范围内。 这个地址空间中的一部分地址被保留，被某些特殊的组功能、一些人们熟知的组播应用以及某些管理范畴的组播程序所使用。其余的地址部分可以在需要进行组播传送的时候动态分配。(224.0.0.1该子网内所有系统组；224.0.0.2该子网内所有路由组；224.0.0.9 RIP v2) 如果主机组所在网络是以太网、类似根据IEEE802.2标准实现的环形网和总线网，它们都直接支持组播，可以直接处理组播。 以太网支持IP组播地址到以太网组播地址的映射，映射方法： 将IP组播地址的低23位代替特定的以太网地址01.00.5e.00.00.00（16进制）中的低23位。例如：IP组播地址224.66.60.89(其2进制为0100001001011001)映射到以太网的地址为：01.00.5e.42.3c.59（16进制）。 按此规则，IP组播地址范围为224.0.0.0~239.255.255.255，映射到以太网组播地址为01.00.5E.00.00.00~　01.00.5E.7F.FF.FF 。 多对一映射 如果主机组所在网络支持网络广播而不支持组播的网络，则将IP组播地址简单映射为本地广播地址。 同一般路由器一样，组播路由器的作用是组播数据的寻路和转发控制，这类路由器及链路在网络中形成了一个控制组播数据传送的逻辑结构，称为组播传递结构(delivery structure)，这种结构一般是树形的结构，称为传递树。 IP组播模型如图12-2所示。 在IP组播模型中： 1）若干个接收者构成一个主机组，并定义一个组地址，每个组地址代表发送者与接收者之间的一个会话（ session）。 2）主机组中的主机可以采用系统所定义的组播地址告诉其所在组播路由器，实现加入（退出）某个组播组。 3）由组播路径上的路由器建立一棵从发送者为根的组播传递树，传递树延伸到所有的、其中至少有一个组播组成员的网络中。 4）发送者使用组播组地址发送以相应组播组地址为其目的地址的单个IP分组。 11.3 Internet组管理协议（IGMP） 按照协议的作用范围，组播协议分为主机-路由器之间的组管理协议，以及路由器-路由器之间的各种组播路由协议。 Internet组管理协议（IGMP）在RFC 1112中定义。RFC 2236定义了IGMP版本2，它引入了一些增强的新功能来提高IGMP的效率。 主机使用组播地址发送IGMP消息通知本地的边缘组播路由器想加入的组，组播路由器通过IGMP协议来维护一个组播成员列表，并且定期发送“成员询问”消息以确认各个成员是否仍然存在。 1． IGMP报文 IGMP是IP 层的一部分。IGM