IP组播技术培训教材.doc

IP组播技术 唐 宏  目录 一、 概述 1 1.1 IP组播技术简介 1 1.2 IP组播需要解决的问题 3 1.3 IP组播应用的历史和现状 4 1.4 IP 组播的优点 4 1.5 IP 组播的缺点 5 1.6 IP组播的应用 5 1.7 国内外组播应用概况 7 1.8 IP组播技术概况小节 7 二、 组播技术 8 2.1 组播体系结构 8 2.2 组播地址 8 2.2.1 组播地址划分 8 2.2.2 组播地址映射 9 2.2.3 自治域AS系统和预留组播地址段 9 2.2.4 运营商组播地址分配原则 10 2.3 组成员关系协议 10 2.3.1 IGMP 10 2.3.2 IGMP snooping 11 2.3.3 IGMP Proxy 12 2.3.4 CGMP 13 2.3.5 GMRP 16 2.4 域内组播路由协议 17 2.4.1 PIM-SM 17 2.4.2 PIM-DM 18 2.4.3 DVMRP 19 2.5 域间组播路由协议 19 2.5.1 MBGP 20 2.5.2 MSDP 21 三、 组播技术实现方案 25 3.1 域内基于PIM-DM/IGMP/隧道技术实现 25 3.2 域内基于PIM-SM/IGMP/隧道技术实现 27 3.3 域间基于MBGP/MSDP技术实现 30 3.4 域间技术未来发展 37 四、 参考文献 38  概述 IP组播技术简介 传统的IP通信是在一个源IP主机和一个目标IP主机之间（单播）或者一个源IP主机和网络中所有的IP主机之间（广播）进行的。 如果我们要将信息发送给网络中的多个而非所有IP主机，要么由源IP主机分别向网络中的多个目标IP主机单播发送IP包，要么采用广播方式。 如果使用单播方式，会遇到两个主要问题。假定在单播方式中，主机A希望将一个包发给五个主机。这暗示着主机A知道每个接收者的IP地址。此时主机A需将相同的包发给五个不同的IP地址。随着接收者数量的增多、需要发出的包数也呈线性增加。换言之，对于N个接收者，便要发出同一个包的N份拷贝。试想主机发送的是一段实时声音或影像剪辑，那么在接收者数量较少的情况下，尽管仍然可以接受，但随着接收者数量的增多，发送主机必然不堪重负，各个包之间的延迟也会令人不堪忍受，而且，路由器上的链路也会严重消耗宝贵的带宽。另—个主要问题是主机并不知道接收者位于何处。如果需要通信的接收者不发生改变，数据就可以正常进入。但这也造成了很大的限制，因为新的接收者不可动态加入或者离开当前的组。 那么广播方式的情况又如何呢?凡是本地子网上的主机，都会接收到数据，而且每个包只需发送一次。最主要的问题有两个，第一个是只有同一个子网上的接收者才能收到数据，其他子网上的接收者不能收到，因为路由器会阻止广播通信。第二个问题是每个主机都需要处理Ethernet广播，判断数据是不是发给自己的。IP包必须从Ethernet帧里提取出来、而见由于目标IP地址也是一个广播地址，所以包的UDP或者TCP部分也需要提取出来，并在协议堆栈中向上传递。如果有一个进程在等待着数据，就必须传至应用层。如果没有进程在等待数据，数据就必须抛弃。显然，对那些“无辜”的、没有数据要求的主机，这个过程是对宝贵的主机处理时间的一个极大浪费，也会成为许多用户抱怨的对象。 因此，广播方式不仅会将信息发送给不需要的IP主机而浪费带宽，也可能由于路由回环引起一场严重的广播风暴；单播方式由于IP包的重复发送而白白浪费掉大量带宽，也增加了服务器的负载。可以说传统的IP通信技术不能有效地解决单点发送多点接收的问题。 组播是指信源将信息发向所有网络节点的某个确定子集的点到多点的通信形式。IP组播是指在IP网络中数据包以尽力传送的形式发送到所有网络节点的某个确定子集，这个子集称为组播组。IP组播的基本思想是源IP主机只发送一份数据，一个或多个接收者可接收相同数据的拷贝。即允许源IP主机向网上所有IP主机的一部分（子集）发送IP分组，只有该子集内的主机（目标主机）可以接收该分组，而网络中其它IP主机不能收到该分组。这种逻辑上的子集（目标主机）就是组播组，用D类IP地址（224.0.0.0～239.255.255.255）来标识。 为了向所有接收主机传送组播数据，用组播分布树来描述IP组播在网络中传输的路径。组播分布树有两个基本类型：有源树和共享树。 　　有源树是以组播源作为有源树的根，有源树的分支形成通过网络到达接收主机的分布树，因为有源树以最短的路径贯穿网络，所以也常称为最短路径树（SPT）。 　　共享树以组播网中某些可选择的组播路由中的一个作为共享树的公共根，这个根被称为汇合点（RP）。共享树又可分为单向共享树和双向共享树。单向共享树指组播数据流必须经过共享树从根发送到组播接收机。