组播协议原理与应用(ppt 78页)
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多媒体协议及组播共64页PPT资料
由于标准的HTTP服务器可发送这种形式的文 件，也不需要其他特殊协议，它经常被称作 HTTP流传输。
顺序流传输的速度是不能调整的。 在低带宽下，顺序流传输比较适合高质量的短
片段，但用户在观看前，必须经历延迟 。 顺序流文件是放在标准HTTP 或 FTP服务器上，
易于管理。 顺序流传输不适合长片段（低带宽）和有随机
mpg
MPEG-I Video
mp3
MPEG Layer-3 Audio
wav
Wave Audio
aif
Audio Interchange Format
snd
Sound Audio File Format
au
Audio File Format (Sun OS)
avi
Audio Video Interleaved (Microsoft Windows)
流媒体的关键技术
高速缓存：
用来弥补延迟和抖动的影响，并保证数据包 的顺序正确，使媒体数据能连续输出。
使用环形链表结构来存储数据：通过丢弃已 经播放的内容，流可以重新利用空出的高速 缓存空间来缓存后续尚未播放的内容，因此 所需容量并不大。
传输协议：一般采用HTTP/TCP来传输控制信 息，而用RTP/UDP来传输实时音像数据。
流媒体文件格式
压缩媒体文件格式 流文件格式 媒体发布格式
压缩媒体文件格式
通过某种压缩算法对A/V信息重新编码， 使文件大小被处理得更小。
在压缩媒体文件再次成为媒体格式前， 其中数据需要解压缩。
常用视频、音频压缩文件类型
文件格式扩展名 媒体类型与名称
mov
Quicktime Video (Apple)
顺序流传输的速度是不能调整的。 在低带宽下，顺序流传输比较适合高质量的短
片段，但用户在观看前，必须经历延迟 。 顺序流文件是放在标准HTTP 或 FTP服务器上，
易于管理。 顺序流传输不适合长片段（低带宽）和有随机
mpg
MPEG-I Video
mp3
MPEG Layer-3 Audio
wav
Wave Audio
aif
Audio Interchange Format
snd
Sound Audio File Format
au
Audio File Format (Sun OS)
avi
Audio Video Interleaved (Microsoft Windows)
流媒体的关键技术
高速缓存：
用来弥补延迟和抖动的影响，并保证数据包 的顺序正确，使媒体数据能连续输出。
使用环形链表结构来存储数据：通过丢弃已 经播放的内容，流可以重新利用空出的高速 缓存空间来缓存后续尚未播放的内容，因此 所需容量并不大。
传输协议：一般采用HTTP/TCP来传输控制信 息，而用RTP/UDP来传输实时音像数据。
流媒体文件格式
压缩媒体文件格式 流文件格式 媒体发布格式
压缩媒体文件格式
通过某种压缩算法对A/V信息重新编码， 使文件大小被处理得更小。
在压缩媒体文件再次成为媒体格式前， 其中数据需要解压缩。
常用视频、音频压缩文件类型
文件格式扩展名 媒体类型与名称
mov
Quicktime Video (Apple)
组播技术介绍 ppt课件
匹配Group IP
（S， G）
同时匹配Source IP和Group IP
PPT课件
10
组播转发路径-树的概念
组播分布树
单播模型：数据包通过网络沿单一的路径从源主机 向目的主机传递
组播模型：数据包向任一被组播组地址表示的主机 传递；数据包在网络中的传播路径可以用一棵树来 描述－－组播分布树
组播分布树有两种形式： 有源树和共享树
组播技术介绍
组播的概念
单播(unicast)：“一对一”通信，源主机为每一个接 收者都发一份拷贝。
组播(multicast)：“一对多”通信，介于广播单播之 间，源主机将同样的数据报发给多个接受者，但又 不是网络中全部的主机。
广播(broadcast)：“一对多”通信，广播包被发往 网络上的所有主机。这样会产生大量的数据报拷贝。
• 组播MAC地址： – 以太网： 01-00-5e-xx-xx-xx
PPT课件
8
组播地址和组播MAC地址的映射关系
• 来源：多播的L2 MAC地址是通过L3 IP映射出来的 • L2 MAC的前3个字节总是0x01-00-5E • 映射方法：取IP地址后23位作为MAC地址 • 重叠问题：由于不是IP地址的全部(32－4)位参与映射，丢失了5位数据，所以IP地址与MAC地址之间存在重叠－32: 1
• 多播路由使用反向路径转发机制：根据单播路由，查找到源的最佳路径。
• 多播路由表一般是一个四元组：
{S，G，IIF，OIFs}
S： 源IP地址
G： 组IP地址
IIF： 入接口
OIFs： 出接口列表
Tip: OIFs中一定不包含IIF
• 多播路由一般有三种格式：
（*， *， RP） 只匹配RP
TCPIP协议原理Chapter 14 IP组播
组播组成员
共有 90 个ຫໍສະໝຸດ ………4
整理PPT课件
IP Multicast – How Does it Work?
❖The sender (source) sends one copy of a single packet addressed to a group of receivers - multicast group
20
40
60
80
100
Number of Clients
7
整理PPT课件
组播应用
❖一对多
▪ 定时的媒体播放，“推送”服务（股票价格， 天气预报）；
❖多对多
▪ 网络游戏，视频会议
❖有反馈的多对一
▪ 资源发现，数据收集
8
整理PPT课件
IP Multicast Applications
Live TV and Radio Broadcast to the Desktop
R2
…
R3 30 个
30个 R4
30 个
30 个
…
…
共有 90 个主机接收视频节目
3
整理PPT课件
实现点对多点通信的两种途径(2)
❖组播
▪ 发送主机仅发送一个 包；
视频服务器 M 发送 1 次组播
▪ 一旦该包需要转发， 路由器才进行复制；
R1 1个
R2
R3
1个
组播
组播
1个
复制
1个 1个 R4
1 个 组播 1 个
网段的组成员关系信息。
❖组播路由协议
▪ 路由器-路由器之间； ▪ 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布树进行 组播分组转发，主要包括DVMRP、MOSPF、 CBT、PIM-DM、PIM-SM等。
技术培训-pon系统组播-PPT精品文档
• 目前IGMP有以下三个版本：
IGMPv1（RFC 1112）中定义了基本 组成员查询和报告过程 IGMPv2（RFC 2236）在 IGMPv1 的 基础上添加了组成员快速离开的机制等 IGMPv3（RFC 3376）中增加的主要功能 是成员可以指定接收或拒绝来自某些组播
源的报文，以实现对 SSM模型的支持。
查看上联口组播包统计
• 如果是OLT下批量用户上报故障，则需要先检查组播上联口组播流量是否超限，是否存在下行CRC； • Admin\uplink# show uplink_his_perform slot 19 port 4 t 15m in 0 • From 2019-08-19 00:15:00 To 2019-08-19 00:20:00 • slot=19 portNo=4 cardType=415 mapPort=20 • -------------------------------• ByteReceived • ByteSent • FramesSent • FramesReceived =18004545768 =77716 =12809236 =814
特定组查询 224.1.1.1
主机向224.0.0.2发送离开组消息（报文中含有要离开的组地址224.1.1.1）
1秒钟内没有收到该组的报告，发送第二个特定组查询。
二个查询信息后未收到主机响应，组224.1.1.1超时，离开组。
目录
１.
组播原理概述 组播协议 PON系统排查方法 经典案例
组播故障排查和案例
烽火通信科技股份有限公司 网络产出线 刘俊 liujun1fiberhome 2019年8月1日
目录
１.
组播原理概述 组播协议标准 PON系统排查方法 经典案例
组播协议学习
组播相关:一、组播协议体系：1)组成员关系协议包括IGMP(互连网组管理协议);2)组播路由协议分为域内组播路由协议及域间组播路由协议;3)域内组播路由协议包括MOSPF，CBT，PIM-SM、PIM-DM、DVMRP等协议;4)域内的组播协议又分为密集，与稀疏模式的协议。
DVMRP，PIM-DM，MOSPF属于密集模式，CBT，PIM-SM属于稀疏模式。
5) 针对域间组播路由有两类解决方案：短期方案和长期方案。
短期方案包括三个协议MBGP/MSDP/PIM-SM：MBGP（组播边缘网关协议），用于在自治域间交换组播路由信息；MSDP（组播信源发现协议），用于在ISP之间交换组播信源信息；以及域内组播路由协议PIM-SM长期方案目前讨论最多的是MASC/MBGP/BGMP，它建立在现有的组播业务模型上，其中MASC实现域间组播地址的分配、MBGP在域间传递组播路由信息、BGMP完成域间路由树的构造。
此外还有一些组播路由策略，如PIM-SSM（特定信源协议无关组播）等，建立在其它的组播业务模型上。
目前仅短期方案MBGP/MSDP/PIM-SM是成熟的，并在许多的运营商中广泛使用。
6)同时为了有效抑制组播数据在链路层的扩散，引入了IGMP Snooping、HGMP，HMVR，RGMP，GMRP等二层组播协议。
名词解释:组播路由协议有距离矢量组播路由协议（DVMRP）、协议无关组播－密集模式（PIM-DM）、协议无关组播-稀疏模式（PIM-SM）、开放式组播最短路径优先（MOSPF）、有核树组播路由协议（CBT）IGMP协议简介：IGMP（Internet Group Management Protocol，因特网组管理协议）是TCP/IP协议族中负责IP组播成员管理的协议。
它用来在IP主机和与其直接相邻的组播路由器之间建立、维护组播组成员关系。
IGMP不包括组播路由器之间的组成员关系信息的传播与维护，这部分工作由各组播路由协议完成。
组播和IGMP协议ppt课件
13
IP多播映射的以太网多播地址范围：
当一个IP多播组传送到一个以太网时，以太网怎样完 成地址转换，传送到其中的几台计算机上？
因特网号码指派管理局
IANA（Internet Assigned Numbers Authority)拥有 00:00:5e:00:00:00--00:00:5e:ff:ff:ff 的以太网 地址（高24位为00:00:5e的地址段），并把其中一 半的地址00:00:5e:00:00:00--00:00:5e:7f:ff:ff分 配给为多播地址，由于以太网多播地址第一字节最 低位必须为1，所以IANA定义的可转化的以太网多 播地址范围为：
12
3.动态的组成员
主机组中的成员是动态的。一个进程可请求其主机参加某个特 定的组，或在任意时间退出该组。 当一个主机新加入某一个主机组时，它就向多播地址中的所有主 机发送报文，声明其组员关系。本地的多播路由器收到此报文后， 就将此报文转发到因特网中其他的多播路由器。 当主机最后一个进程退出某个组时，该主机即不再属于那个组了。 由于组内成员的关系是动态的，因此本地的多播路由器要周期性 地向本地网络上的主机进行轮询，以确定哪些主机仍留在组内。 若经过几次轮询在一个组内已没有主机是其中的成员，多播路由 器就认为该网络中已经没有主机属于该组，以后也就不再向其他 的多播路由器通告组内成员的状况。
3、采用多播方法，由N台计算机构成多播组，一次 只向N台计算机传送。所以，多播更具有实际应用 价值！
5
能够接收发往一个特定多播组地址数据的主机集合称为多播组
R3 R4
A B
多播组G
X
R1
R2
复制
C
多播组G
D
R5 R6
多播组G
IP多播映射的以太网多播地址范围：
当一个IP多播组传送到一个以太网时，以太网怎样完 成地址转换，传送到其中的几台计算机上？
因特网号码指派管理局
IANA（Internet Assigned Numbers Authority)拥有 00:00:5e:00:00:00--00:00:5e:ff:ff:ff 的以太网 地址（高24位为00:00:5e的地址段），并把其中一 半的地址00:00:5e:00:00:00--00:00:5e:7f:ff:ff分 配给为多播地址，由于以太网多播地址第一字节最 低位必须为1，所以IANA定义的可转化的以太网多 播地址范围为：
12
3.动态的组成员
主机组中的成员是动态的。一个进程可请求其主机参加某个特 定的组，或在任意时间退出该组。 当一个主机新加入某一个主机组时，它就向多播地址中的所有主 机发送报文，声明其组员关系。本地的多播路由器收到此报文后， 就将此报文转发到因特网中其他的多播路由器。 当主机最后一个进程退出某个组时，该主机即不再属于那个组了。 由于组内成员的关系是动态的，因此本地的多播路由器要周期性 地向本地网络上的主机进行轮询，以确定哪些主机仍留在组内。 若经过几次轮询在一个组内已没有主机是其中的成员，多播路由 器就认为该网络中已经没有主机属于该组，以后也就不再向其他 的多播路由器通告组内成员的状况。
3、采用多播方法，由N台计算机构成多播组，一次 只向N台计算机传送。所以，多播更具有实际应用 价值！
5
能够接收发往一个特定多播组地址数据的主机集合称为多播组
R3 R4
A B
多播组G
X
R1
R2
复制
C
多播组G
D
R5 R6
多播组G
组播技术基础PPT课件
第19页/共63页
组播分发树
源 S1
最短路径树（基于源的分发树）
A
B
C
D E
接收者 R1
接收者 R2 第20页/共63页
源 S2
F 组播路由项 (S, G), iif, oiflist •S 源地址 •G 组地址 •iif 入接口 •oiifs 出接口列表
组播分发树
源 S1
最短路径树（基于源的分发树）
• 允许主机指定接收某些网络发送的某些组播组， • 相比以前的版本，增加了主机的控制能力，不仅可以指定组播组，
还能指定组播的源。
第18页/共63页
内容
• 为什么组播? • 组播编址技术 • 主机-路由器通告协议- - - - IGMP • 组播分发树- - - -SPT • 组播转发- - - -RPF • 组播路由协议- - - -PIM • 组播配置命令 • 组播配置示例
IGMP的三个标准 RFC 1112 -- IGMP版本1 Windows 95支持
• RFC 2236 -- IGMP版本2（是目前的标准） Windows98后的版本及大多数UNIX系统
• IGMP版本3目前仍然是一个草案（draft） draft-ietf-idmr-igmp-v3-03.txt
• IGMPv3 版本3的成员身份查询(Version 3 Membership quer y) 版本3的成员身份报告(Version 3 membership report)
第13页/共63页
IGMP
H1
加入一个组
H2
H3
224.1.1.1
报告
主机向路由器发送加入组的IGMP报文
第14页/共63页
第31页/共63页
.. 组播及组播协议
f
使用共享分布树时 ， 组播源需要首先把组播分组发送给集合
点路由器 ， 再由这个路由器转发给其他的组成员。
3. 组播路由协议
主要任务 : 构造组播的分布树 ， 使组播分组能够传送到相
应的组播组成员。
根据对网络中的组播成员的分布和使用的不同， 组播路） 和稀疏模式路由协议（SM）
1. ) 密集模式路由协议（DM）：
通常用于组播成员较为集中 、数量较多 －网络的大部分用户、 并且有足够带宽的网路环境 ， 比如公司或园区的局域网。
DM路由协议用定期广播组播报文的方法维护组播分布树。
使用范围： 只使用源分布树（SPT） ，组播流量被广播到网
络中所有的组播路由器 。
DM路由协议有：
组播路由器收到“主机成员报告 ”消息后把该主机加入指定的主机 组，并在设定的周期内向组播地址224.0.0.1 (代表所有支持组播的主机) 发送“主机成员询问 ”消息 。
主机如果还想继续接收组播流量 ，必须发送"主机成员报告"消息。
IGMPv2：
与IGMPv1不同的是它将版本字段和消息类型字段融合 ，把未使用 字段作 了“最大响应时间 ”字段。
采用CGMP的路由器将主机加入或者退出组播组的IGMP消息通知交 换机 , 交换机则根据该消息将该主机所在端口从组播转发表中加入或者删 除。
通过CGMP协议的使用 ， 2层交换机可以掌握接收组播的主机的情况 ， 从 而提 高整个网络的性能和利用率。
3. ) 分 布 树 （ Distribution Tree）
2 .) CGMP协议
Cisco Group management protocol ，全称Cisco组管理协议 。让组播路 由器来配置交换机的组播转发表 ， 从而彻底解决交换网络中的组播问题。
组播路由协议
组播路由协议的优化策略
减少网络拥塞：通过控制组播报文的发送速率，避免网络拥塞的发生 提高传输效率：采用高效的组播协议，减少报文在传输过程中的冗余 优化路由算法：根据网络实际情况，选择合适的路由算法，提高组播传输的效率 加强安全管理：对组播报文进行加密和认证，确保数据传输的安全性和可靠性
08
组播树的维护
组播树的建立：通过组播协议，建立组播树，实现组播消息的传递
组播树的维护：定期更新和维护组播树，确保其稳定性和可靠性
组播树的故障处理：当组播树出现故障时，采取相应的措施进行修复 和恢复 组播树的优化：根据网络状况和组播业务需求，对组播树进行优化 和调整
05
组播路由协议的特点与优势
组播路由协议的特点
部署难度大：组 播路由协议的部 署相对复杂，需 要配置多个参数， 且对网络环境有 一定的要求。
兼容性问题：不 同的组播路由协 议可能存在兼容 性问题，需要仔 细考虑协议之间 的互操作性。
06
组播路由协议的实现与部署
组播路由协议的实现方式
组播路由协议的基本原理 组播路由协议的分类 组播路由协议的实现方式 组播路由协议的部署与配置
MBGP协议应用场景：MBGP协议适用于大型网 络中，需要支持组播业务的应用场景，如视频会 议、流媒体等。
04
组播路由协议的工作原理
组播源的确定
组播源的确定方式：通过组播源 的IP地址和端口号来确定
组播源的确定结果：如果组播路 由器加入该组播组，则可以接收 该组播源发送的组播报文
添加标题
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基于MBGP的组播路由协议
MBGP协议概述：MBGP是BGP协议的扩展，用 于支持组播路由。
MBGP协议功能：MBGP协议通过扩展BGP协议， 支持组播路由信息的传递和路由表的构建。
组播
因此组播方式解决了单播情况下数据的重复拷贝及带宽的重复占用，也解决了广播方式下带宽资源的浪费。
产生背景
组播通常，在传统的络通讯中，有两种方式，一种是源主机和目标主机两台主机之间进行的“一对一”的通 讯方式，即单播，第二种是一台源主机与络中所有其他主机之间进行的通讯，即广播。那么，如果需要将信息从 源主机发送到络中的多个目标主机，要么采用广播方式，这样络中所有主机都会收到信息，要么，采用单播方式， 由源主机分别向各个不同目标主机发送信息。可以看出来，在广播方式下，信息会发送到不需要该信息的主机从 而浪费带宽资源，甚至引起广播风暴：而单播方式下，会因为数据包的多次重复而浪费带宽资源，同时，源主机 的负荷会因为多次的数据复制而加大，所以，单播与广播对于多点发送问题有缺陷。
IGMP建立并且维护路由器直联段的组成员关系信息。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进行组播数据包转发。域间组播路由协议在各自治域间发布具有 组播能力的路由信息以及组播源信息，以使组播数据在域间进行转发。
组播IP用于标识一个IP组播组。IANA（internet assigned number authority）把D类空间分配给IP组播， 其范围是从224.0.0.0到239.255.255.255。如二进制表示，IP组播前四位均为1110八位组⑴八位组⑵八位组⑶ 八位组⑷1110
众多的组播路由协议中，应用最多的协议是 PIM-SM稀疏模式协议无关组播。
在PIM-SM域中，运行PIM-SM协议的路由器周期性的发送Hello消息，用以发现邻接的PIM路由器，并且负责 在多路访问络中进行指定路由器（DR）的选举。这里，DR负责为其直连组成员朝着组播分发树根节点的方向发送 "加入/剪枝"消息，或是将直连组播源的数据发向组播分发树。
产生背景
组播通常，在传统的络通讯中，有两种方式，一种是源主机和目标主机两台主机之间进行的“一对一”的通 讯方式，即单播，第二种是一台源主机与络中所有其他主机之间进行的通讯，即广播。那么，如果需要将信息从 源主机发送到络中的多个目标主机，要么采用广播方式，这样络中所有主机都会收到信息，要么，采用单播方式， 由源主机分别向各个不同目标主机发送信息。可以看出来，在广播方式下，信息会发送到不需要该信息的主机从 而浪费带宽资源，甚至引起广播风暴：而单播方式下，会因为数据包的多次重复而浪费带宽资源，同时，源主机 的负荷会因为多次的数据复制而加大，所以，单播与广播对于多点发送问题有缺陷。
IGMP建立并且维护路由器直联段的组成员关系信息。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进行组播数据包转发。域间组播路由协议在各自治域间发布具有 组播能力的路由信息以及组播源信息，以使组播数据在域间进行转发。
组播IP用于标识一个IP组播组。IANA（internet assigned number authority）把D类空间分配给IP组播， 其范围是从224.0.0.0到239.255.255.255。如二进制表示，IP组播前四位均为1110八位组⑴八位组⑵八位组⑶ 八位组⑷1110
众多的组播路由协议中，应用最多的协议是 PIM-SM稀疏模式协议无关组播。
在PIM-SM域中，运行PIM-SM协议的路由器周期性的发送Hello消息，用以发现邻接的PIM路由器，并且负责 在多路访问络中进行指定路由器（DR）的选举。这里，DR负责为其直连组成员朝着组播分发树根节点的方向发送 "加入/剪枝"消息，或是将直连组播源的数据发向组播分发树。
《组播技术基础》课件
组播数据传输
组播数据的传输方式
通过多播地址将数据发送给组播 组的成员。
组播数据的可靠性保证
通过使用错误检测和纠正技术， 重传机制以及反馈机制来保证数 据的可靠传输。
组播数据的损耗率和延迟 问题
通过优化网络拓扑结构和数据传 输协议来降低损耗率和延迟。
组播技术的应用
1
IPTV
将多个节目同时传送给多个用户。
组播路由选择
1
组播路由选择的基本原理
基于多播数据报 的源-目的导向的路由选择。
2
组播路由选择算法
- PIM-DM算法：Dense mode下的组播路由选择算法。
- PIM-SM算法：Sparse mode下的组播路由选择算法。
- CBT算法：核心为CBH（core-based hierarchy）结构。
2
视频会议
实现远程多方视频通信。
3
多媒体直播
将音视频实时传输给大量受众。
4
内容分发网络（CDN）
通过在网络边缘缓存数据，提供高效的内容传输服务。
总结
组播技术的优势
减少网络带宽占用、提高数据传输效率、支持大规模媒体分发。
组播技术的未来发展趋势
更高效的组播路由选择算法、更稳定的传输技术、更广泛的应用场景。
组播的应用场景
多媒体直播、视频会议、内容分发网络（CDN）等。Fra bibliotek组播协议
1 IGMP协议介绍
用于主机与组播路由器之间的通信，用以管理组播组的成员关系。
2 PIM协议介绍
在组播网络中，用于构建和维护多播 routing information base（RIB）。
3 DVMRP协议介绍
用于在Internet上支持组播，是一种边界路由协议。
4-3 组播路由协议介绍(华为数通课件)
第1节 DVMRP 节 第2节 MOSPF 节 第3节 PIM-DM 节 第4节 PIM-SM 节
22
PIM-SM
PIM-SM原理 PIM-SM原理
PIM-SM（Protocol Independent Multicast Sparse Mode）称为协议独立组播－稀疏模式，属于稀疏模式的组 播路由协议 稀疏模式默认所有主机都不需要接收组播包，只向明确需 要组播包的主机转发 PIM-SM模型实现组播转发的核心任务是构造并维护一棵 单向共享树 共享树选择PIM中某一路由器作为公用根节点，称为汇聚 点RP（Rendezvous Point）。组播数据通过RP沿共享树
PIM-DM
PIM-DM原理 PIM-DM原理 PIM-DM（Protocol Independent Multicast Dense Mode） 称为协议独立组播－密集模式，属于密集模式的组播路由协议 PIM-DM假设网络中的每个子网都存在至少一个对组播源感兴趣 的接收站点，因此组播数据包被扩散到网络中的所有点 对没有组播数据转发的分支进行Prune剪枝操作，只保留包含接 收者的分支 为了使剪掉的有组播数据转发需求的分支能够重新接收组播数据 流，剪掉的分支可以周期性地恢复成转发状态 为了减少等待被剪掉的分支恢复成转发状态的延时时间，密集模 式组播路由协议使用Graft嫁接机制主动恢复组播报文的转发
MSDP对等体 加入消息
工作过程（续）
域E RP 域C
（S, 224.2.2.2） S, 224.2.2.2 加入消息
域B
RP
R
域D
R RP
R
RP
R
RP
R
域A 源
32
MSDP
MSDP对等体 组播数据流
22
PIM-SM
PIM-SM原理 PIM-SM原理
PIM-SM（Protocol Independent Multicast Sparse Mode）称为协议独立组播－稀疏模式，属于稀疏模式的组 播路由协议 稀疏模式默认所有主机都不需要接收组播包，只向明确需 要组播包的主机转发 PIM-SM模型实现组播转发的核心任务是构造并维护一棵 单向共享树 共享树选择PIM中某一路由器作为公用根节点，称为汇聚 点RP（Rendezvous Point）。组播数据通过RP沿共享树
PIM-DM
PIM-DM原理 PIM-DM原理 PIM-DM（Protocol Independent Multicast Dense Mode） 称为协议独立组播－密集模式，属于密集模式的组播路由协议 PIM-DM假设网络中的每个子网都存在至少一个对组播源感兴趣 的接收站点，因此组播数据包被扩散到网络中的所有点 对没有组播数据转发的分支进行Prune剪枝操作，只保留包含接 收者的分支 为了使剪掉的有组播数据转发需求的分支能够重新接收组播数据 流，剪掉的分支可以周期性地恢复成转发状态 为了减少等待被剪掉的分支恢复成转发状态的延时时间，密集模 式组播路由协议使用Graft嫁接机制主动恢复组播报文的转发
MSDP对等体 加入消息
工作过程（续）
域E RP 域C
（S, 224.2.2.2） S, 224.2.2.2 加入消息
域B
RP
R
域D
R RP
R
RP
R
RP
R
域A 源
32
MSDP
MSDP对等体 组播数据流
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含义 All host All router All DVMRP router All OSPF router All OSPF DR (Designated Router) All RIPv2 router All EIGRP router
NTP All PIM router
VRRP
第12页
组播综述பைடு நூலகம்
❖ 用户组播地址 224.0.1.0-238.255.255.255
组播MAC地址:
❖ 以太网:01-00-5e-xx-xx-xx
第11页
组播综述
常见保留组播IP地址
地址 224.0.0.1 224.0.0.2 224.0.0.4 224.0.0.5 224.0.0.6 224.0.0.9 224.0.0.10 224.0.1.1 224.0.0.13 224.0.0.18
❖ 解决点到多点的通信,可以通过单播和组播方式来实现.
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组播综述
单播方式与组播方式的对比
单播方式
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组播方式
组播综述
组播的优势:
❖ 单播可以通过建立多个点对点的连接来达到点对多点的传输。 这种方式将在源点(服务器)与各个接收点建立连接，从服务器 开始，就将有多份数据流分别流向分散的接收点。这种方式 将加重服务器的负荷，增大对服务器性能的要求；同时还在 网络中造成大流量，从而增加网络的负载，导致网络拥塞。
锐捷网络技术培训系列课程 -（中级）
组播协议原理与应用
技术培训中心 高志岩
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前言
本PPT主要介绍了组播协议原理和实际应用，适 用于对组播协议有一定了解的工程师和网络维护人员。
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课程目标
通过本课程的学习，您可以掌握如下知识点：
❖ 组播相关概念 ❖ IGMP以及IGMP Snooping工作原理 ❖ 组播路由协议 ❖ 组播在实际工程中的应用
IP组播地址后23位 映射到MAC地址中
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提纲
组播综述 IGMP工作原理 IGMP Snooping工作原理 组播路由协议 组播在实际工程中的应用
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IGMP工作原理
为什么需要IGMP?
❖ 组播服务器与需要接收组播信息的主机在同一个子网内
服务器
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主机
主机
只要主机开启了组播流接收程序,都可以收到组播数据
❖ 组播设备： 能支持组播数据分发的网络设备 运行组播协议
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组播综述
组播协议体系结构
❖ 组播协议分为主机-路由器之间的组成员关系协议和路由器-路 由器之间的组播路由协议.
❖ 组成员关系协议包括IGMP(Internet 组管理协议 ).组播路由协 议分为域内组播路由协议及域间组播路由协议.
Membership Report
主机
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组播数据
Membership Report
主机
General Query
General Query
Gengral Query
IGMP工作原理
Leave Group
❖ 当主机退出一个组时，它用Leave Group消息通知本地的路由 器。
IP地址到MAC地址的映射
❖ 例如,组播IP地址224.10.10.10就映射为组播MAC地址01-00-5e0a-0a-0a
此5位地址不作映射，因此32个IP 组播地址映射成一个MAC地址
32位IP组播地址 1 1 1 0
48位MAC地址（以太网/FDDI） 0000000100000000010111100
❖ 域内组播路由协议主要有PIM-DM,PIM-SM等协议.
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组播综述
组播IP地址:
❖ 组播地址范围 224.0.0.0-239.255.255.255
❖ 保留组播地址 224.0.0.0-224.0.0.255
❖ 本地管理组播地址 239.0.0.0-239.255.255.255
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IGMP工作原理
Membership Report
❖ Membership Report用于指示一台主机希望加入一个组播组 当主机首次加入到一个组时，它会主动向组发送 Membership Report。
❖ Membership Report还用来响应本地路由器发出的General Query 和Group-Specific Query消息
IGMP定义
❖ IGMP:Internet 组管理协议 用于主机与路由器之间交互信息的一种协议 主机动态加入/离开组 路由器组成员关系的维护
❖ 所有要加入组播组的主机和所有连接到有组播主机的子网中的 路由器都必须使用IGMP
❖ IGMP消息不能被路由器转发，只能限制在本地网段内部。 IGMP的TTL参数永远是1，保证了IGMP的使用范围。
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提纲
组播综述 IGMP工作原理 IGMP Snooping工作原理 组播路由协议 组播在实际工程中的应用
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组播综述
组播定义:与广播和单播的区别
主机
服务器
单播 广播 组播
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组播综述
为什么需要组播?
❖ 随着数据通讯技术的不断发展，传统的数据通讯业务已不能 满足人们对信息的需求。视频点播，网络电视，视频会议等 点到多点业务已经被广泛的应用起来。
IGMP工作原理
为什么需要IGMP?
❖ 组播服务器与需要接收组播信息的主机不在同一个子网内
路由器收到服务器发送的 组播报文,将其隔离在服
务器所在的子网内
服务器
需要接收组播数 据的主机无法接 收到组播数据
主机
主机
需要一种机制,能够让路由器将组播数据转发到有接收需求的主机所在的子网
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IGMP工作原理
❖ 组播则不然，发送方仅发一份数据包，此后数据包只是在需 要复制分发的地方才会被复制分发，每一个网段中都将保持 只有一份数据流。这样就可以减轻服务器的负担，节省网络 带宽。
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组播综述
组播组件
❖ 组播源：以组播地址为目的地址发送报文
❖ 组播接收者： 能接受组播数据 同一个组中可能有多个组播成员，具有相同的组播地址 组成员可以动态加入或者离开组
❖ IGMP的版本目前有V1/V2/V3三种。
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IGMP工作原理
IGMP报文分类(以IGMPv2为例):
❖ 主机使用的IGMP报文: Membership Report Leave Group
❖ 路由器使用的IGMP报文: General Query Group-Specific Query