组播和IGMP协议ppt课件
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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。
10
因特网的多播
在因特网上进行多播——IP多播。
IP多播就有以下一些特点：
1.多播地址
D类
1110 28位多播组目的地址
D类是专用多播地址，范围 224.0.0.0-239.255.255.255 一个D类多播地址对应特定一组计算机，这组计算机 的集合称为多播主机组。 主机组成员可以是因特网上任何主机，成员是动态的。
多播主干网
• 多媒体会议：这些工作已经在MBONE上使用多年。它们 支持多到多的单一的音频通信，或者多到多的音频视 频通信。 • 数据分发：这些工具提供了同时把数据分发给大量接 收方的能力。例如，一个中心站点能够有效地把更新 后的数据文件推入每个地区办公室。
8
• 博奕和模拟：这些应用已经存在。然而多播服务集成 使应用可以适用于大量用户。多播组能够表示博奕或 者模拟的不同部分。当用户从一部分移到另一部分时， 它们退出并加入到不同的多播组。
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：
6
显然，在因特网范围的多播要靠路由器来实现的，因此这些路 由器必须增加一些能够识别多播的软件。能够运行多播协议的 路由器称为多播路由器（multicast router）。
多播路由器可以是一个单独的路由器，也可以是运行多播软件的 普通路由器。
7
多播的应用
第一个多播应用提供了音频会议功能。这些应用在 可用性和功能方面得到了改进。当前，多播系统的开 发步伐不断加快。新的经过改进的应用正被交付使用 以支持：
显然，多播地址只能用为目的地址，而不用为源地址。
一计算机IP地址与多播组地址是否可以同时存在？
11
多播组地址是一类参加多播组所有主机的组地址，而 不是一般的网络主机IP地址，主机IP地址是在网络中 唯一的位置标识（独立占有），而多播组地址是一组 共有，多播组地址与通常IP地址不相关、不矛盾。
2百度文库永久的组地址：
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
复制
主机X向多播组G的三个主机进行多播。主机X在进行多播时只发送一个数据报，只是 到了路由器R2才进行复制，然后到了R6再复制一次。这就是说，多播的数据报仅在传 送路径分岔时才将数据报复制后继续转发。若不是多播，则源站在一开始就要发送3个 数据报，分别发给主机A,C和D。构成多播组的主机数可以是很大的，如成千上万个。 因此，采用多播协议可明显地减轻网络中各种资源的消耗。
• 实时数据多播：这些应用把实时数据分发给大量的用 户。例如，能够把新闻，证券报价信息提供给许多工 作站的集合。
9
局域网的多播
局域网的多播是用硬件实现的。当以太网上的PC机收到一个 帧时，用PC机网卡硬件就可判断该帧的目的地址是否属于以 下 三种地址之一： 1.本网卡的硬件地址（单播）。 2.全1的目的地址（广播）。 3.地址的第一字节的最低位为1的多播地址，且本站已加入 到该组（多播）。 如果是，就收下该帧，否则就丢弃。
3
单播、广播、多播
• 单播（unicast）:一个主机向网上的单个目的主机发送帧。 • 广播（broadcast）:一个主机向网上的所有其它主机发送帧。 • 多播（multicast）：介于单播和广播之间，帧仅传送给属 于多播组的多个主机。
单播
多播
广播
4
对一组计算机完成相同报传送的方法
1、单播的方法分别传送N次，当N很大时的问题？ 2、广播的方法，分别传送所有计算机，然后由应用 端口确定丢弃，最后 N台接收。其问题是大量无用 数据报经过直至UDP端口的大量处理，才被丢弃， 产生大量资源浪费，网络垃圾。且通过路由器的大 范围广播实际不存在。
组播和IGMP协 议
知识点
• • • • • • 单播、广播、多播概念 以太网多播实现 IP多播地址 IP和以太网多播地址的映射 IP通过以太网的多播实现 多播组管理IGMP协议，IP多播基本工作 原理 • IP多播过程优化处理
2
要求
• • • • • • • • 理解多播概念和主要应用 掌握以太网硬件多播实现方法 掌握IP多播地址分配 理解和掌握互联网多播地址的映射 理解IP多播通过以太网实现的方法 掌握多播组管理IGMP协议和工作原理 了解IP多播基本工作原理 IP多播过程优化处理和多播路由复杂性
224.0.0.1 （子网所有多播主机组地址，即发往224.0.0.1 地址查询时，任何多播主机组都要报告） 224.0.0. 2（子网所有参加多播的路由器组） 224.0.0. 4……（DVMRP路由器） 224.0.1. 1（网络时间协议组NTP） 239.252.0.0-239.255.255.255（限制在一个地点的范围） 239.192.0.0-239.251.255.255（限制在一个组织的范围）
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。
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因特网的多播
在因特网上进行多播——IP多播。
IP多播就有以下一些特点：
1.多播地址
D类
1110 28位多播组目的地址
D类是专用多播地址，范围 224.0.0.0-239.255.255.255 一个D类多播地址对应特定一组计算机，这组计算机 的集合称为多播主机组。 主机组成员可以是因特网上任何主机，成员是动态的。
多播主干网
• 多媒体会议：这些工作已经在MBONE上使用多年。它们 支持多到多的单一的音频通信，或者多到多的音频视 频通信。 • 数据分发：这些工具提供了同时把数据分发给大量接 收方的能力。例如，一个中心站点能够有效地把更新 后的数据文件推入每个地区办公室。
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• 博奕和模拟：这些应用已经存在。然而多播服务集成 使应用可以适用于大量用户。多播组能够表示博奕或 者模拟的不同部分。当用户从一部分移到另一部分时， 它们退出并加入到不同的多播组。
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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：
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显然，在因特网范围的多播要靠路由器来实现的，因此这些路 由器必须增加一些能够识别多播的软件。能够运行多播协议的 路由器称为多播路由器（multicast router）。
多播路由器可以是一个单独的路由器，也可以是运行多播软件的 普通路由器。
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多播的应用
第一个多播应用提供了音频会议功能。这些应用在 可用性和功能方面得到了改进。当前，多播系统的开 发步伐不断加快。新的经过改进的应用正被交付使用 以支持：
显然，多播地址只能用为目的地址，而不用为源地址。
一计算机IP地址与多播组地址是否可以同时存在？
11
多播组地址是一类参加多播组所有主机的组地址，而 不是一般的网络主机IP地址，主机IP地址是在网络中 唯一的位置标识（独立占有），而多播组地址是一组 共有，多播组地址与通常IP地址不相关、不矛盾。
2百度文库永久的组地址：
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
复制
主机X向多播组G的三个主机进行多播。主机X在进行多播时只发送一个数据报，只是 到了路由器R2才进行复制，然后到了R6再复制一次。这就是说，多播的数据报仅在传 送路径分岔时才将数据报复制后继续转发。若不是多播，则源站在一开始就要发送3个 数据报，分别发给主机A,C和D。构成多播组的主机数可以是很大的，如成千上万个。 因此，采用多播协议可明显地减轻网络中各种资源的消耗。
• 实时数据多播：这些应用把实时数据分发给大量的用 户。例如，能够把新闻，证券报价信息提供给许多工 作站的集合。
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局域网的多播
局域网的多播是用硬件实现的。当以太网上的PC机收到一个 帧时，用PC机网卡硬件就可判断该帧的目的地址是否属于以 下 三种地址之一： 1.本网卡的硬件地址（单播）。 2.全1的目的地址（广播）。 3.地址的第一字节的最低位为1的多播地址，且本站已加入 到该组（多播）。 如果是，就收下该帧，否则就丢弃。
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单播、广播、多播
• 单播（unicast）:一个主机向网上的单个目的主机发送帧。 • 广播（broadcast）:一个主机向网上的所有其它主机发送帧。 • 多播（multicast）：介于单播和广播之间，帧仅传送给属 于多播组的多个主机。
单播
多播
广播
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对一组计算机完成相同报传送的方法
1、单播的方法分别传送N次，当N很大时的问题？ 2、广播的方法，分别传送所有计算机，然后由应用 端口确定丢弃，最后 N台接收。其问题是大量无用 数据报经过直至UDP端口的大量处理，才被丢弃， 产生大量资源浪费，网络垃圾。且通过路由器的大 范围广播实际不存在。
组播和IGMP协 议
知识点
• • • • • • 单播、广播、多播概念 以太网多播实现 IP多播地址 IP和以太网多播地址的映射 IP通过以太网的多播实现 多播组管理IGMP协议，IP多播基本工作 原理 • IP多播过程优化处理
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要求
• • • • • • • • 理解多播概念和主要应用 掌握以太网硬件多播实现方法 掌握IP多播地址分配 理解和掌握互联网多播地址的映射 理解IP多播通过以太网实现的方法 掌握多播组管理IGMP协议和工作原理 了解IP多播基本工作原理 IP多播过程优化处理和多播路由复杂性
224.0.0.1 （子网所有多播主机组地址，即发往224.0.0.1 地址查询时，任何多播主机组都要报告） 224.0.0. 2（子网所有参加多播的路由器组） 224.0.0. 4……（DVMRP路由器） 224.0.1. 1（网络时间协议组NTP） 239.252.0.0-239.255.255.255（限制在一个地点的范围） 239.192.0.0-239.251.255.255（限制在一个组织的范围）