BRAS培训-组播技术
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25 Bits 48 Bits 23 Bits
国Hale Waihona Puke Baidu中讯
议程
什么是组播？ 什么是组播？ 组播地址 主机路由器信令: 主机路由器信令 IGMP 组播分发树 组播转发 组播路由协议
国脉中讯
主机-路由器信令: IGMP
主机机如何告诉路由器它的成员身分
路由器从直连的主机了解组成员身分 RFC 1112 规定IGMP版本 规定 版本1 版本
数据包到达正确的接口! 数据包到达正确的接口 转发出所有出局接口. 转发出所有出局接口 (即顺着分布树向下 即顺着分布树向下) 即顺着分布树向下
国脉中讯
议程
什么是组播？ 什么是组播？ 组播地址 主机路由器信令: 主机路由器信令 IGMP 组播分发树 组播转发 组播路由协议
国脉中讯
组播路由与单播路由
新成员报告地址
224.0.0.22 (IGMPv3 路由器)
所有IGMPv3 主机向该地址发送报告 不是象IGMPv1/v2中那样向目标组地址 主机不听或响应这个地址
无报告抑制
所有主机在连线上响应询问 主机的全部IGMP状态发送在一个回应中 响应间隔可以在很大范围内调整 当子网上有大量主机时，这一点非常有用
国脉中讯
单播与组播
单播
服务器 路由器
组播
服务器哦 路由器
国脉中讯
组播的优点
效率增强效: 控制网络流量，降低服务器和CPU的负责 效率增强效 性能更优化: 消除流量冗余 性能更优化 分布式应用: 使多点应用可行 分布式应用
例如： 例如：音频流
组播 单播 0.8 流量 0.4 Mbps 0.2 0 1 20 0.6
符号: 符号 (*,
G) * = All Sources G = Group
A
B
D (RP)
F
C
E
(RP)
PIM Rendezvous Point Shared Tree
接收者 1
接收者 2
国脉中讯
组播分发树
共享分布树
符号:
源1
(*, G) * = All Sources G = Group 源2
国脉中讯
组播地址
一个域内可使用的组播地址
239.0.0.0–239.255.255.255 私有地址空间
类似于 RFC1918 中的单播地址 不能用于internet上传播 用于受限制的组播 相同的地址可能在不同地方的组播应用中 出现
例如
站点-本地范围 站点 本地范围: 239.253.0.0/16 组织-本地范围 组织 本地范围: 239.192.0.0/14 SSM (源特定的组播 范围 源特定的组播)范围 源特定的组播
保留的本地链路地址
224.0.0.0–224.0.0.255 发送时 TTL = 1 例如:
224.0.0.1 224.0.0.2 224.0.0.4 224.0.0.5 224.0.0.13 网段上的所有系统 网段上的所有路由器 DVMRP 路由器 OSPF 路由器 PIMv2 路由器
国脉中讯
组播地址
国脉中讯
Juniper Bras 培训
组播技术
国脉中讯
议程
什么是组播？ 什么是组播？ 组播地址 主机－路由器信令: 主机－路由器信令: IGMP 组播分发树 组播转发 组播路由协议
国脉中讯
组播应用
多媒体
流媒体 培训, 协作通讯 视频音频会议
数据仓库 金融财务应用 任何一对多的”推广” 任何一对多的”推广”式应用
国脉中讯
议程
什么是组播？ 什么是组播？ 组播地址 主机路由器信令: 主机路由器信令 IGMP 组播分发树 组播转发 组播路由协议
国脉中讯
组播转发
组播路由与单播发送路相反
单播发送路由关心数据包到哪里 组播路由关心数据包发自哪里
组播路由采用“反向路径转发” 组播路由采用“反向路径转发”
国脉中讯
组播转发
主机－路由器信令 主机－路由器信令: IGMP
加入一个组
H1 H2 224.1.1.1 H3
Report
主机发送一个 IGMP 报告用于加入一个组
国脉中讯
主机－路由器信令 主机－路由器信令: IGMP
维护一个组( 维护一个组 Group)
224.1.1.1
H1
224.1.1.1
H2
224.1.1.1
适合于企业中密集和疏散馈送组的大规模部署所有生产 网络的最佳选择，无论大小和成员密度。 网络的最佳选择，无论大小和成员密度。
国脉中讯
PIM-SM 最容易忘掉的事情！ 最容易忘掉的事情！
PIM-SM的默认行为是，直 接与成员连接的路由器将在 它们检测到新组播源时加入 最短路径树
国脉中讯
谢 谢！
反向路径转发(RPF) 反向路径转发
什么是RPF? 什么是RPF?
只有当组播数据报在与源连接的上行接口上接收后，路由器才转 只有当组播数据报在与源连接的上行接口上接收后， 发它(即 它跟从分布树). 发它 即：它跟从分布树
反相路径检查
组播用的路由表按数据包中的“ 地址进行检验。 组播用的路由表按数据包中的“源” IP 地址进行检验。 如果数据报到达源地址路由表规定的接口，然后才开始RPF检验 如果数据报到达源地址路由表规定的接口，然后才开始 检验 否则， 检验失效。 否则，RPF检验失效。 检验失效
主机发送一个离开信息到 224.0.02 路由器发送一个特殊的查询信息到224.1.1.1 路由器发送一个特殊的查询信息到 3 seconds没有收到 没有收到~IGMP Report 没有收到 224.1.1.1组超时 组超时
国脉中讯
主机-路由器信令 IGMPv3 主机 路由器信令: 路由器信令
“组播 路由不象单播发送路由 你必 组播 路由不象单播发送路由. 须分别加以考虑。它不象OSPF。它 须分别加以考虑。它不象 。 也不象RIP.它不象任何你可能熟悉 也不象 它不象任何你可能熟悉 的东西。 的东西。”
国脉中讯
组播路由的类型
密集模式
采用“Push” 模式 流量在整个网络上泛滥 不要则删除– 密集发送与删除行为(一般每三分钟一次) PIM-DM状态刷新消除了这个行动
S1 E0
X
S0 S2
包来自错误的端口! 包来自错误的端口 丢弃！ 丢弃！
国脉中讯
组播转发 仔细看看: 仔细看看 RPF 产查通过
来自组播源 151.10.3.21的包 的包
S0 S1 S2 E0
RPF检查通过 检查通过! 检查通过
单播路由表 Network Interface 151.10.0.0/16 S1 S1 198.14.32.0/24 S0 204.1.16.0/24 E0
其它预留地址 – 224.0.1.0 – 224.0.1.255 – 这个范围内不是本地的 (传输时 传输时TTL > 1) 传输时 – Examples:
224.0.1.1 NTP 网络时间协议 224.0.1.6 NSS 名称业务服务器 224.0.1.32 Mtrace 路由器 224.0.1.78 Tibco 组播
A
B
D (RP)
F
C
E
(RP)
PIM Rendezvous Point Shared Tree Source Tree
接收者 1
接收者 2
国脉中讯
组播分发树
分发树的特 征
源或最短路径树
使用更多内存O(S x G)，但是你可以从源到所有接收者之 间获得最优路径； 降低延迟
共享的
采用更小内存O(G)，但是你可以从源到所有接收者之间获 得次优路径; 可能会引入额外的延迟
所有客户端都收听一个8K的音频流
40
60
80
100
＃客户端数量
国脉中讯
议程
什么是组播？ 什么是组播？ 组播地址 主机－路由器信令: 主机－路由器信令: IGMP 组播分发树 组播转发 组播路由协议
国脉中讯
组播地址
组播组地址
224.0.0.0–239.255.255.255 “D” 类地址空间
最高位为 = “1110”
主机安静的离开， 主机安静的离开，没有主动退出 每次) 路由器发送三次查询 (60 secs 每次 没有任何的成员回应信息 组超时 (最坏情况 延时 3 minutes) 最坏情况 延时~=
国脉中讯
主机－路由器信令 主机－路由器信令: IGMP
离开一个组(IGMPv2) 离开一个组
H1 H2 224.1.1.1 Leave to #1 224.0.0.2 Group Specific Query to 224.1.1.1 #2 H3
国脉中讯
组播转发 举例: 举例 RPF 检查
源 151.10.3.21
RPF 检查失败 包从错误的端口到达路由器! 包从错误的端口到达路由器! 组播包
国脉中讯
组播转发 再仔细看看: 再仔细看看 RPF 检查失败
来自组播源 151.10.3.21的包 的包
组播检查失败! 组播检查失败
单播路由表 Network Interface 151.10.0.0/16 S1 S1 198.14.32.0/24 S0 204.1.16.0/24 E0
– 不支持共享的树
国脉中讯
PIM-SM (RFC 2362)
PIM-SM (RFC 2362) 支持源和共享的树 – 假定无主机需要组播业务，除非他们特别要求采用会 假定无主机需要组播业务， 合点(RP) 合点
发送者和接收者在这一点“会合”，了解对方的存在 发送者由它们的第一跳路由器注册RP 接收者由它们的本地指定路由器 (DR)“加入到” 共享的树(根 在RP)
实验室工作和路由器性能测试
国脉中讯
PIM-DM — 评价
主要用途: 主要用途:
– 测试实验室和路由器性能
优点: 优点:
– 易于配置—两个命令即可 – 简单的滥发和删除机制
可能的问题... 可能的问题...
– 滥发和删除行为效率低 – 复杂的判断机制 – 混合控制和数据板
导致网络中每个路由器中(S, G)状态 导致网络中每个路由器中(S, G)状态 可能导致不确定的拓扑行为
– 232.0.0.0 – 232.255.255.255 – 主要针对基于Internet的广播
国脉中讯
组播地址 IP 组播MAC 地址映射 组播MAC
(FDDI 和Ethernet)
32 Bits 1110 5 Bits Lost 28 Bits
239.255.0.1 01-00-5e-7f-00-01
H3
X
Suppressed Report
X
Suppressed Query
路由器定期发送查询包到224.0.0.1 路由器定期发送查询包到 一个组只有一个成员回应查询 其他成员都抑止回应
国脉中讯
主机－路由器信令 主机－路由器信令: IGMP
离开一个组 (IGMPv1)
H1 H2 H3 #1
General Query #2
国脉中讯
议程
什么是组播？ 什么是组播？ 组播地址 主机路由器信令: 主机路由器信令 IGMP 组播分发树 组播转发 组播路由协议
国脉中讯
组播分发树
最短路径或源分布树
源1 符号: 符号 (S, G) S = Source G = Group
源
2
A
B
D
F
C
E
接收者 1
接收者2
国脉中讯
组播分发树
共享分布树
疏散模式
采用“Pull” 模式 业务流只发给请求的地方 显式加入行为
国脉中讯
PIM-DM
协议无关
支持下面所有的路由协议: static, RIP, IGRP, EIGRP, IS-IS, BGP, and OSPF
使用反相路径转发
根据组播组成员身份充斥网络、然后删 判断机制，用来删除冗余的流
适合与。。。 适合与。。。
在Windows 95上获得支持 上获得支持
RFC 2236 规定 规定IGMP版本 版本2 版本
Windows和大部分 和大部分UNIX 系统的最新业务装置中支持 和大部分
IGMP 版本 在IETF草案中有规定 版本3 草案中有规定
draft-ietf-idmr-igmp-v3-07.txt
国脉中讯
国Hale Waihona Puke Baidu中讯
议程
什么是组播？ 什么是组播？ 组播地址 主机路由器信令: 主机路由器信令 IGMP 组播分发树 组播转发 组播路由协议
国脉中讯
主机-路由器信令: IGMP
主机机如何告诉路由器它的成员身分
路由器从直连的主机了解组成员身分 RFC 1112 规定IGMP版本 规定 版本1 版本
数据包到达正确的接口! 数据包到达正确的接口 转发出所有出局接口. 转发出所有出局接口 (即顺着分布树向下 即顺着分布树向下) 即顺着分布树向下
国脉中讯
议程
什么是组播？ 什么是组播？ 组播地址 主机路由器信令: 主机路由器信令 IGMP 组播分发树 组播转发 组播路由协议
国脉中讯
组播路由与单播路由
新成员报告地址
224.0.0.22 (IGMPv3 路由器)
所有IGMPv3 主机向该地址发送报告 不是象IGMPv1/v2中那样向目标组地址 主机不听或响应这个地址
无报告抑制
所有主机在连线上响应询问 主机的全部IGMP状态发送在一个回应中 响应间隔可以在很大范围内调整 当子网上有大量主机时，这一点非常有用
国脉中讯
单播与组播
单播
服务器 路由器
组播
服务器哦 路由器
国脉中讯
组播的优点
效率增强效: 控制网络流量，降低服务器和CPU的负责 效率增强效 性能更优化: 消除流量冗余 性能更优化 分布式应用: 使多点应用可行 分布式应用
例如： 例如：音频流
组播 单播 0.8 流量 0.4 Mbps 0.2 0 1 20 0.6
符号: 符号 (*,
G) * = All Sources G = Group
A
B
D (RP)
F
C
E
(RP)
PIM Rendezvous Point Shared Tree
接收者 1
接收者 2
国脉中讯
组播分发树
共享分布树
符号:
源1
(*, G) * = All Sources G = Group 源2
国脉中讯
组播地址
一个域内可使用的组播地址
239.0.0.0–239.255.255.255 私有地址空间
类似于 RFC1918 中的单播地址 不能用于internet上传播 用于受限制的组播 相同的地址可能在不同地方的组播应用中 出现
例如
站点-本地范围 站点 本地范围: 239.253.0.0/16 组织-本地范围 组织 本地范围: 239.192.0.0/14 SSM (源特定的组播 范围 源特定的组播)范围 源特定的组播
保留的本地链路地址
224.0.0.0–224.0.0.255 发送时 TTL = 1 例如:
224.0.0.1 224.0.0.2 224.0.0.4 224.0.0.5 224.0.0.13 网段上的所有系统 网段上的所有路由器 DVMRP 路由器 OSPF 路由器 PIMv2 路由器
国脉中讯
组播地址
国脉中讯
Juniper Bras 培训
组播技术
国脉中讯
议程
什么是组播？ 什么是组播？ 组播地址 主机－路由器信令: 主机－路由器信令: IGMP 组播分发树 组播转发 组播路由协议
国脉中讯
组播应用
多媒体
流媒体 培训, 协作通讯 视频音频会议
数据仓库 金融财务应用 任何一对多的”推广” 任何一对多的”推广”式应用
国脉中讯
议程
什么是组播？ 什么是组播？ 组播地址 主机路由器信令: 主机路由器信令 IGMP 组播分发树 组播转发 组播路由协议
国脉中讯
组播转发
组播路由与单播发送路相反
单播发送路由关心数据包到哪里 组播路由关心数据包发自哪里
组播路由采用“反向路径转发” 组播路由采用“反向路径转发”
国脉中讯
组播转发
主机－路由器信令 主机－路由器信令: IGMP
加入一个组
H1 H2 224.1.1.1 H3
Report
主机发送一个 IGMP 报告用于加入一个组
国脉中讯
主机－路由器信令 主机－路由器信令: IGMP
维护一个组( 维护一个组 Group)
224.1.1.1
H1
224.1.1.1
H2
224.1.1.1
适合于企业中密集和疏散馈送组的大规模部署所有生产 网络的最佳选择，无论大小和成员密度。 网络的最佳选择，无论大小和成员密度。
国脉中讯
PIM-SM 最容易忘掉的事情！ 最容易忘掉的事情！
PIM-SM的默认行为是，直 接与成员连接的路由器将在 它们检测到新组播源时加入 最短路径树
国脉中讯
谢 谢！
反向路径转发(RPF) 反向路径转发
什么是RPF? 什么是RPF?
只有当组播数据报在与源连接的上行接口上接收后，路由器才转 只有当组播数据报在与源连接的上行接口上接收后， 发它(即 它跟从分布树). 发它 即：它跟从分布树
反相路径检查
组播用的路由表按数据包中的“ 地址进行检验。 组播用的路由表按数据包中的“源” IP 地址进行检验。 如果数据报到达源地址路由表规定的接口，然后才开始RPF检验 如果数据报到达源地址路由表规定的接口，然后才开始 检验 否则， 检验失效。 否则，RPF检验失效。 检验失效
主机发送一个离开信息到 224.0.02 路由器发送一个特殊的查询信息到224.1.1.1 路由器发送一个特殊的查询信息到 3 seconds没有收到 没有收到~IGMP Report 没有收到 224.1.1.1组超时 组超时
国脉中讯
主机-路由器信令 IGMPv3 主机 路由器信令: 路由器信令
“组播 路由不象单播发送路由 你必 组播 路由不象单播发送路由. 须分别加以考虑。它不象OSPF。它 须分别加以考虑。它不象 。 也不象RIP.它不象任何你可能熟悉 也不象 它不象任何你可能熟悉 的东西。 的东西。”
国脉中讯
组播路由的类型
密集模式
采用“Push” 模式 流量在整个网络上泛滥 不要则删除– 密集发送与删除行为(一般每三分钟一次) PIM-DM状态刷新消除了这个行动
S1 E0
X
S0 S2
包来自错误的端口! 包来自错误的端口 丢弃！ 丢弃！
国脉中讯
组播转发 仔细看看: 仔细看看 RPF 产查通过
来自组播源 151.10.3.21的包 的包
S0 S1 S2 E0
RPF检查通过 检查通过! 检查通过
单播路由表 Network Interface 151.10.0.0/16 S1 S1 198.14.32.0/24 S0 204.1.16.0/24 E0
其它预留地址 – 224.0.1.0 – 224.0.1.255 – 这个范围内不是本地的 (传输时 传输时TTL > 1) 传输时 – Examples:
224.0.1.1 NTP 网络时间协议 224.0.1.6 NSS 名称业务服务器 224.0.1.32 Mtrace 路由器 224.0.1.78 Tibco 组播
A
B
D (RP)
F
C
E
(RP)
PIM Rendezvous Point Shared Tree Source Tree
接收者 1
接收者 2
国脉中讯
组播分发树
分发树的特 征
源或最短路径树
使用更多内存O(S x G)，但是你可以从源到所有接收者之 间获得最优路径； 降低延迟
共享的
采用更小内存O(G)，但是你可以从源到所有接收者之间获 得次优路径; 可能会引入额外的延迟
所有客户端都收听一个8K的音频流
40
60
80
100
＃客户端数量
国脉中讯
议程
什么是组播？ 什么是组播？ 组播地址 主机－路由器信令: 主机－路由器信令: IGMP 组播分发树 组播转发 组播路由协议
国脉中讯
组播地址
组播组地址
224.0.0.0–239.255.255.255 “D” 类地址空间
最高位为 = “1110”
主机安静的离开， 主机安静的离开，没有主动退出 每次) 路由器发送三次查询 (60 secs 每次 没有任何的成员回应信息 组超时 (最坏情况 延时 3 minutes) 最坏情况 延时~=
国脉中讯
主机－路由器信令 主机－路由器信令: IGMP
离开一个组(IGMPv2) 离开一个组
H1 H2 224.1.1.1 Leave to #1 224.0.0.2 Group Specific Query to 224.1.1.1 #2 H3
国脉中讯
组播转发 举例: 举例 RPF 检查
源 151.10.3.21
RPF 检查失败 包从错误的端口到达路由器! 包从错误的端口到达路由器! 组播包
国脉中讯
组播转发 再仔细看看: 再仔细看看 RPF 检查失败
来自组播源 151.10.3.21的包 的包
组播检查失败! 组播检查失败
单播路由表 Network Interface 151.10.0.0/16 S1 S1 198.14.32.0/24 S0 204.1.16.0/24 E0
– 不支持共享的树
国脉中讯
PIM-SM (RFC 2362)
PIM-SM (RFC 2362) 支持源和共享的树 – 假定无主机需要组播业务，除非他们特别要求采用会 假定无主机需要组播业务， 合点(RP) 合点
发送者和接收者在这一点“会合”，了解对方的存在 发送者由它们的第一跳路由器注册RP 接收者由它们的本地指定路由器 (DR)“加入到” 共享的树(根 在RP)
实验室工作和路由器性能测试
国脉中讯
PIM-DM — 评价
主要用途: 主要用途:
– 测试实验室和路由器性能
优点: 优点:
– 易于配置—两个命令即可 – 简单的滥发和删除机制
可能的问题... 可能的问题...
– 滥发和删除行为效率低 – 复杂的判断机制 – 混合控制和数据板
导致网络中每个路由器中(S, G)状态 导致网络中每个路由器中(S, G)状态 可能导致不确定的拓扑行为
– 232.0.0.0 – 232.255.255.255 – 主要针对基于Internet的广播
国脉中讯
组播地址 IP 组播MAC 地址映射 组播MAC
(FDDI 和Ethernet)
32 Bits 1110 5 Bits Lost 28 Bits
239.255.0.1 01-00-5e-7f-00-01
H3
X
Suppressed Report
X
Suppressed Query
路由器定期发送查询包到224.0.0.1 路由器定期发送查询包到 一个组只有一个成员回应查询 其他成员都抑止回应
国脉中讯
主机－路由器信令 主机－路由器信令: IGMP
离开一个组 (IGMPv1)
H1 H2 H3 #1
General Query #2
国脉中讯
议程
什么是组播？ 什么是组播？ 组播地址 主机路由器信令: 主机路由器信令 IGMP 组播分发树 组播转发 组播路由协议
国脉中讯
组播分发树
最短路径或源分布树
源1 符号: 符号 (S, G) S = Source G = Group
源
2
A
B
D
F
C
E
接收者 1
接收者2
国脉中讯
组播分发树
共享分布树
疏散模式
采用“Pull” 模式 业务流只发给请求的地方 显式加入行为
国脉中讯
PIM-DM
协议无关
支持下面所有的路由协议: static, RIP, IGRP, EIGRP, IS-IS, BGP, and OSPF
使用反相路径转发
根据组播组成员身份充斥网络、然后删 判断机制，用来删除冗余的流
适合与。。。 适合与。。。
在Windows 95上获得支持 上获得支持
RFC 2236 规定 规定IGMP版本 版本2 版本
Windows和大部分 和大部分UNIX 系统的最新业务装置中支持 和大部分
IGMP 版本 在IETF草案中有规定 版本3 草案中有规定
draft-ietf-idmr-igmp-v3-07.txt
国脉中讯