组播协议原理与应用

了自己的Membership Report的发送,这样的话就会造成交换机 的组播MAC地址表里不会出现关于该主机所在的端口的转发 信息. 在开启IGMP Snooping之后,交换机的CPU在收到Membership Report时,不会将Report报文转发到其他接口,这样其他主机就无 法收到其他主机发出的Membership Report报文,不会产生消息 报告抑制现象,从而保证交换机组播MAC地址表的完整.
停止向该子网发 向该子网发送 送224.5.5.5的组 224.5.5.5的组播 播数据 数据
发送224.5.5.5的 Leave Group
MAC 01-00-5e-05-05-05
端口 1
不需要接收 224.5.5.5的 组播数据
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IGMP Snooping工作原理
消息报告抑制问题
如果主机收到了其他主机发出的Membership Report后,就抑制
Leave Group Membership report
不需要接收组播 数据
还需要接收
Group-Specific Query
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IGMP工作原理
报告抑制
Membership Report 想加入224.5.5.5
于是抑制了关于 224.5.5.5的 Membership Report 的发送
Membership Report
无法将相应端口添加 到组播MAC表中 抑制了 Membership Report的发送
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IGMP Snooping工作原理
取消消息抑制报告带来的问题
如果存在组播路由器,但是由于IGMP Snooping抑制了消息报告,
0a-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
1110
32位IP组播地址
IP组播地址后23位 映射到MAC地址中
48位MAC地址（以太网/FDDI） 0000000100000000010111100
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提纲
组播综述 IGMP工作原理
IGMP Snooping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 Snooping工作原理
为什么需要IGMP Snooping?
开始向该子网发 送224.5.5.5的组 播数据
发送224.5.5.5的 Membership Report 浪费了带宽
需要接收 224.5.5.5的 组播数据
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
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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
发送224.5.5.5的 Membership Report
根据收到的224.5.5.5的 Membership Report, 生成组播MAC地址表.
MAC 01-00-5e-05-05-05 需要接收 224.5.5.5的 组播数据
端口 1
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IGMP Snooping工作原理
IGMP Snooping的工作过程:
种协议 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。 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):
还需要接收 224.5.5.5组播数据
还需要接收 224.5.5.5组 播数据
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IGMP工作原理
查询路由器选举
当子网中有多个路由器时，选举查询者的规则就十分简单：
有较小的IP地址的路由器成为查询者。 所有子网中现有的路由器在收到新路由器的General Query消息 后，就检查源地址。如果它的IP地址的值更小，则会继续发送 查询。 当新的路由器收到其中一个查询，并发现这台路由器有较小 的IP地址时，它就变成非查询者。非查询者将旁听整个IGMP 过程。 所有非查询路由器启动一个查询计时器，无论何时只要收到 来自IGMP的General Query消息，计时器被复位。默认的计时 器持续时间是查询间隔的两倍。如果查询计时器满，就认为 IGMP查询有问题，选择查询者过程重新开始。
一定时间内仍 无人响应,则不 再像该子网转 发组播数据
General Guery
没有响应
没有响应
如果一台组播路由器在3次查 询的时间间隔里没有收到一 个特定子网的Membership Report消息，那么这个路由 器将宣布这个子网中没有组 员,不再向这个子网发送组播 数据。
主机
主机
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IGMP工作原理
锐捷网络技术培训系列课程 -（中级）
组播协议原理与应用
培训组 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
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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
单播 广播 服务器 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。 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
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 用户组播地址 224.0.1.0-238.255.255.255
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IGMP工作原理
IGMPv3 简介
在IGMPv3中主要增加了Group-and-Source-Specific Query ,它能
允许一个组不仅用组地址进行识别，而且也能被源地址识别。 当一个组有多个源时，IGMPv3路由器可以根据组员的请求对 源进行过滤。
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提纲
组播综述 IGMP工作原理
All OSPF router All OSPF DR (Designated Router)
All RIPv2 router All EIGRP router NTP
224.0.0.13
All PIM router
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组播综述
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01-00-5e-
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

组播数据 Membership Report Membership Report
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组播综述
组播体系结构
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.
域内的组播路由协议又分为密集模式与稀疏模式.域内组播路
由协议主要PIM-DM,PIM-SM,DVMRP等协议.
开始向该子网发 送224.5.5.5的组 播数据
发送224.5.5.5的 Membership Report
需要接收 224.5.5.5的 组播数据
并不需要接 收224.5.5.5 的组播数据
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IGMP Snooping工作原理
IGMP Snooping的工作过程:
开始向该子网发 送224.5.5.5的组 播数据
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
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
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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不在同一个子网内
停止向该子网转 发组播数据
Leave Group
不再需要接收 组播数据
主机
主机
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IGMP工作原理
General Query
路由器通过General Query消息向与其连接的所有子网进行轮询
来发现是否有组员存在，并在子网中没有组员时检测到这一 情况 General Query消息被发向“子网中的所有主机”224.0.0.1这个 地址，而且不涉及任何一个具体组播组.
General Query
Gengral Query General Query 主机 主机
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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。 这个消息包含有退出的组的地址，但与Membership Report消 息不同的是，Leave group消息是发向“子网中的所有路由器” 地址224.0.0.2的,而Membership Report是发向想要加入的组播 组地址。
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
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
Group-Specific Query
路由器的Group-Specific Query消息是根据主机发出的Leave
Group消息而发出的，当路由器收到Leave Group消息时，必须 判断子网中是否仍有组员存在。目的地址为该发出Leave Group的主机所在组的组地址。
仍然向该子网发送 组播数据

组播MAC地址:
以太网:01-00-5e-xx-xx-xx
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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 含义 All host All router All DVMRP router
224.0.0.5 224.0.0.6
224.0.0.9 224.0.0.10 224.0.1.1
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组播综述
单播方式与组播方式的对比
单播方式
组播方式
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组播综述
组播的优势:
Baidu Nhomakorabea 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。 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。
收到了关于224.5.5.5的 Report,知道子网中还有主 机希望加入224.5.5.5
也想加入224.5.5.5
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IGMP工作原理
报告抑制
General Guery 抑制了224.5.5.5的 Membership Report的发送 Membership Report 收到了关于 224.5.5.5的 report
并不需要接 收224.5.5.5 的组播数据
需要一个机制,让二层交换机只把组播数据转发给需要接收组播的主机.
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IGMP Snooping工作原理
IGMP Snooping的作用:
IGMP Snooping能使二层交换机将组播数据只朝需要接收的用
户所在的端口转发，从而不会影响到其它的用户。