IP组播基础
IPTV系统中的IP组播技术
IPTV又称为网络电视、宽带电视，是利用宽带网络为用户提供交互式服务的一种业务。
通过IPTV业务，用户可以得到高质量（接近DVD水平）的数字媒体服务，可以自由选择宽带IP网的视频节目，实现媒体提供者和媒体消费者的实质性互动。
IP组播在ADSL上实现IPTV业务是基于IP组播技术的。
组播技术是一种点到多点的网络技术，其目的是减轻网络负载和媒体服务器的负担。
组播方式分为静态组播和动态组播，由于实际应用中用户的需求总是变化的，所以在IPTV中一般采用动态组播。
1. 组播协议从协议角度讲，在IP组播中用到的协议由两部分组成：运行在主机与组播路由器之间的路由协议IGMP （Internet Group Management Protocol）和运行在各个组播路由器之间的组播路由协议，如PIM－SM、PIM－DM、MSDP和DVMRP等。
IP组播的实现主要是基于IGMP协议的，IGMP协议是第三层协议，是TCP/IP的标准之一，所有接收IP组播的机器都需要IGMP。
2. 组播地址从通信层次上讲，IP组播分为两个层面：IP组播和以太网组播。
根据IANA（Internet Assigned Number Authority）规定，组播报文的地址使用D类IP地址，其范围从224.0.0.0到239.255.255.255。
组播MAC地址的高24bit固定为0x015e，同时需要注意的是组播地址都只能作为目的地址，而不能作为源地址来使用。
IP组播地址和MAC地址以一种映射关系相关联，MAC地址的低23位映射为组播MAC的低23位，如图一所示。
组播MAC 地址和组播IP地址的这种映射关系不是唯一对应的，因为在32位IP组播地址可以变化的28bit中只映射了其中的23bit，还剩下5bit是可以自由变化的，所以每32个IP组播地址映射一个组播MAC地址。
DSLAM上实现IP组播基本原理1. DSLAM简介DSLAM（数字用户线路接入复用器）是ADSL系统中的局端设备，其功能是接纳所有的DSL线路，汇聚流量，相当于一个二层交换机。
如何设置IP地址的网络广播和组播配置的方法
如何设置IP地址的网络广播和组播配置的方法在网络通信中，IP地址是一项重要的配置，它可以唯一地标识网络中的设备。
除了单播（点对点通信）外，网络还可以利用广播和组播来进行多点通信。
本文将介绍如何设置IP地址的网络广播和组播配置的方法。
一、网络广播配置方法网络广播是将数据包发送给同一网络中的所有设备，它可以用于向所有设备发送重要信息或者触发特定操作。
要配置网络广播，需要按照以下步骤进行操作：1. 首先，打开计算机的网络设置界面。
具体的操作方式因不同的操作系统而异，一般可以在控制面板或者设置中找到网络设置选项。
2. 在网络设置界面中，找到当前使用的网络连接，并右键点击选择"属性"。
3. 在网络属性界面中，找到"Internet 协议版本4（TCP/IPv4）"选项，并点击"属性"按钮。
4. 在TCP/IPv4属性界面中，选择"使用下面的IP地址"选项，并填写一个有效的IP地址。
其中，IP地址的最后一位要设置为255，代表广播地址。
5. 填写完IP地址后，点击"确定"关闭所有设置窗口。
网络广播配置完成。
二、组播配置方法组播是将数据包发送给一组特定设备，通过组播可以实现多播流媒体、实时通信等功能。
要配置组播，需要按照以下步骤进行操作：1. 首先，打开计算机的网络设置界面，和配置网络广播时的步骤一样。
2. 在网络设置界面中，找到当前使用的网络连接，并右键点击选择"属性"。
3. 在网络属性界面中，找到"Internet 协议版本4（TCP/IPv4）"选项，并点击"属性"按钮。
4. 在TCP/IPv4属性界面中，点击"高级"按钮，打开高级TCP/IP设置界面。
5. 在高级TCP/IP设置界面的"IP 设置"标签下，选择"启用组播"选项。
IP单播广播组播介绍
IP单播广播组播介绍IP（Internet Protocol）是一种网络协议，用于在因特网中传输数据。
在IP协议中，数据被分割成小的数据包，并通过网络节点进行路由传递。
在数据传输过程中，IP协议支持不同类型的数据传输方式，包括单播、广播和组播。
本文将详细介绍这三种 IP 数据传输方式的概念、特点和应用场景。
一、单播（Unicast）单播是IP协议中最基本的数据传输方式，它用于将数据从一个发送方传递到一个接收方。
在这种模式下，数据包从源IP地址发送到目的IP地址，经过网络中的路由器逐跳传递，直到到达目的地。
特点：1.点对点传输：单播传输模式是一对一的通信方式，只有一个发送方和一个接收方之间进行数据传递。
2.可靠性：单播传输模式使用TCP（传输控制协议）或UDP（用户数据报协议）进行传输，确保数据的可靠性和完整性。
3.定向传输：单播传输模式中，数据包根据目的IP地址进行路由，只有目标接收方能够接收和处理该数据包。
应用场景：1.网页浏览：当用户在浏览器中输入网址时，浏览器通过单播方式发送HTTP请求到服务器，服务器将相应的数据通过单播方式回复给浏览器。
2.电子邮件：当发送邮件时，邮件端通过单播方式将邮件从发送方传递到接收方的邮件服务器。
二、广播（Broadcast）广播是一种将数据包传递到网络中的所有主机的传输方式。
在广播模式下，数据包从源IP地址发送到目的IP地址为广播地址的所有主机上，以确保所有主机都能够接收到数据包。
特点：1.一对多传输：广播传输模式是一对多的通信方式，将数据包发送到网络上的所有主机，而不仅仅只有一个目标接收方。
2.无需目标IP地址：在广播模式下，源IP地址可以设置为广播地址，以便将数据包发送到整个网络。
3.简单快捷：广播模式通过使用广播地址，简化了发送方设置目标主机IP地址的过程。
应用场景：1.网络发现：在局域网中，主机可以发送广播消息以寻找其他主机，并建立网络连接。
2.ARP（地址解析协议）查询：当主机要发送数据包时，需要通过广播方式查询目标主机的MAC地址，以便将数据包正确发送到目标主机。
IP组播
IP组播技术随着网络的发展，人们在网络平台上开发了各种业务，如E-mail、TELNET、FTP、WWW 等业务，这些都是点到点的数据传输；而人们更希望在Internet上开视频会议、听现场音乐会、看实况转播等，这些是点到多点或多点到多点的数据传输，需要采用IP组播（IP multicast）通信技术。
目前，这种技术已成为国外各种研究团体和科研机构研究的热点，许多网络厂商纷纷提供能支持IP组播技术的产品，一些网络提供服务商(ISP)也逐渐提供这种高级服务，许多提供大规模网络应用和服务的大公司开始使用组播通信。
IP组播技术的产生IP组播的概念最早在1988年出现在Steve deering的博士论文中，并在1989年Steve deering 对标准IP网络层协议进行了扩展，提出了IP组播规范；1992年3月第一次建立组播主干网MBone，IETF并成功地在组播网上举行了一次会议，才引起了人们的广泛关注。
而第一个WWW浏览器出现在1990年，到1993年已发展到100个WWW站点，所以组播和WWW 虽处于同一时期，但组播的发展远远慢于WWW，主要原因是IP组播通信模式需要状态相当复杂的路由器，要求路由器能提供每个群组和每个源的信息状态，并且随着Internet的越来越复杂给组播的进一步发展带来了困难。
后来，出现的一些设计精巧的组播路由协议（如PIM-DM、PIM-SM等），使组播IP包能正确而又迅速地发送给成千上万的接收者，IP组播的技术和应用开始快速发展。
目前，IP组播可以运行在任意体系结构的网络之上，包括因特网、ATM、帧中继、SMDS 和卫星，并许多应用领域，能应用在视频会议、多媒体、新闻发布和来自太空的远程实况广播。
IP组播的概念IP组播是利用一种协议将IP数据包从一个源传送到多个目的地，将信息的拷贝发送到一组地址，到达所有想要接收它的接收者处。
IP组播是将IP数据包“尽最大努力”传输到一个构成组播群组的主机集合，群组的各个成员可以分布于各个独立的物理网络上。
第五讲 IP组播要点
二、多播协议体系结构
1、体系结构
与TCP/IP网络相似，IP多播技术的体系结构亦由网络层、运 输层、应用层组成，包括多播地址分配管理、因特网组管理 协议、多播路由协议、多播传输协议、多播应用协议几个基 本部分。如图所示。
多播协议体系结构
2、多播分布树 为了向所有接收主机传送多播数据，用多播分布树来描述IP 多播在网络中传输的路径。多播分布树有有源树和共享树两 个基本类型。 有源树也称为基于信源的树或最短路径树(Shortest Path Tree，SPT)。它是以多播源为根构造的从根到所有接收者 路径都最短的分布树。如果组中有多个多播源，则必须为每 个多播源构造一棵多播树。由于不同多播源发出的数据包被 分散到各自分离的多播树上，因此采用SPT有利于网络中数 据流量的均衡。同时，因为从多播源到每个接收者的路径最 短，所以端到端(end to end)的时延性能较好，有利于流量 大、时延性能要求较高的实时媒体。应用SPT的缺点是：要 为每个多播源构造各自的分布树当数据流量不大时，构造 SPT的成本相对较高。
多播的概念
2、IP多播的必要条件 实现IP多播传输，则多播源、接收者及两者之间的下层网络 都必须支持多播。这包括以下几方面：①主机的TCP/IP实现 支持发送和接收IP多播；②主机的网络接口卡支持多播；③ 有一套用于加入、离开、查询的组管理协议，即IGMP(v 1， v2)；④有一套IP地址分配策略，并能将第3层IP多播地址映 射到第2层MAC地址上：⑤支持IP多播的应用软件：⑥所有 介于多播源和接收者之间的路由器、集线器、交换机、 TCP/IP栈、防火墙均需支持多播。 目前，IP多播技术得到硬件、软件厂商的广泛支持。如，以 太网卡几乎都支持多播；Cisco的路由器不仅支持DVMRP， PIM路由协议IGMP组管理协议，而且支持Cisco专有Cisco 组管理协议CGMP，微软的Windows系列操作系统支持IP多 播和IGMPv 1，和IGMPv2。对于不支持IP多播传输的中间 路由器采用IP隧道(Tunneling)技术作为过渡方案。
IP基础知识总结
路由 控制
将分组数据发送到最终目标地址的功能，即使网络复杂多变，也能够通过路由控制到达 目标地址。
跳
在一条链路中可能会布满很多路由器，路由器和路由器之间的数据报传送就是计算机的物理地址，它是用来确 认网络设备位置的地址。
在 OSI 网络模型中，网络层负责 IP 地址的定位，而 数据链路层负责 MAC 地址的定位。
屏蔽 IP 地址的一部分以区别网络标识和主机标识。
IP地址构造和分类
保留地址
这些地址用于特殊 目的，不能在局域
网外部路由。
05
IP协议版本
IP Protocol Version
IP协议版本
IPv4
数据报 格式图
IP协议版本
IPv4
版本(Version)
4bit,通信双方使用的版本必须一致，对于 IPv4 版本来说，字段值是 4。
协议(Protocol)
8 bit，这个字段定义了报 文数据区使用的协议。
存活时间 Time To Live，TTL
8 bit，存活时间避免报文在互联网 中迷失，比如陷入路由环路；以秒为 单位。
首部校验和 Header Checksum
16 bit，首部校验和会对字段进行纠 错检查，在每一跳中，路由器都要重 新计算出的首部检验和并与此字段进 行比对，如果不一致，此报文将会被 丢弃。
16 bit，这个字段用来标识所有的分片，因为分片不一定会按序到达，所以到达目标主机的所有分 片会进行重组，每产生一个数据报，计数器加1，并赋值给此字段。
IP协议版本
IPv4
7
标志(Flags)
3 bit，标志用于控制和识别分片
0位
1位
2位
• 保留位 • 必须为0
《IP组播介绍》课件
组播组地址与广播地址的区别
组播组地址
用于标识一个组播组的唯一地址，具有范围限制， 只在特定组播域内有效。
广播地址
用于向一个网络或子网中的所有设备发送信息，没 有范围限制，可以覆盖整个网络。
组播分组的传播方式
1
直接传播
分组从数据源直接传送到组播组内的所有接收者。
2
反向路径树传播
通过建立一棵反向路径树，消息从源节点向下逐级传播，到达目标接收者。
3
核心投递树传播
在组播骨干网络上建立一棵投递树，消息从核心节点向叶子节点传播，到达目标 接收者。
IGMP协议的作用
组播组成员管理
通过IGMP协议，主机可以向交换机报告其加入或离开组播组，实现组播成员的动态管理。
查询与响应机制
交换机会周期性发送查询消息，主机则通过响应消息告知其是否仍然对组播数据感兴趣。
组播路由协议的分类及特点
DMRP
基于源的组播路由协议，适用于 小规模组播。
PIM- D M
基于跳的组播路由协议，适用于 中等规模组播。
PIM- SM
基于跳的组播路由协议，适用于 大规模组播。
PIM协议的介绍
1 PIM-DM
通过建立多棵反向路径树，实现组播数据的传输。
2 PIM-SM
通过组播源注册与轮询机制，实现组播数据的传输。
IP组播介绍
IP组播是一种数据通信方式，可实现将数据同时发送给多个接收者的功能。本 课件将详细介绍IP组播的基本概念、优势及应用场景。
什么是IP组播？
IP组播是一种基于IP网络的数据通信方式，通过使用组播地址将数据同时发送给多个接收者，实现高效的多播 传输。
IP组播的优势和应用场景
IP组播具有高效、节省带宽、可扩展性强的优势，广泛应用于多媒体直播、视 频会议、分布式计算等场景。
IP组播基础53个知识点
1.随着Internet网络的不断发展，网络中交互的各种数据、语音和视频信息越来越多，同时新兴的电子商务、网上会议、网上拍卖、视频点播、远程教学等服务也在逐渐兴起。
这些服务对信息安全性、有偿性、网络带宽提出了要求。
2.现代网络传输技术对以下两项目标给予更高的关注：a)资源发现b)点对多点的IP传输3.实现这两项目标有三种解决方案：单播（Unicast）、广播（Broadcast）、组播（Multicast）4.组播方式更适合点对多点的IP传输。
5.网络中存在信息发送者“源”，接收者A和C提出信息需求，网络采用单播方式传输信息。
6.采用单播（Unicast）方式时，系统为每个需求该信息的用户单独建立一条数据传送通路，并为该用户发送一份独立的拷贝信息。
由于网络中传输的信息量和需求该信息的用户量成正比，因此当需求该信息的用户量庞大时，网络中将出现多份相同信息流。
此时，带宽将成为重要瓶颈，单播方式较适合用户稀少的网络，不利于信息规模化发送。
7.网络中存在信息发送者“源”，接收者A和C提出信息需求，网络采用单播方式传输信息。
8.采用单播（Unicast）方式时，系统为每个需求该信息的用户单独建立一条数据传送通路，并为该用户发送一份独立的拷贝信息。
由于网络中传输的信息量和需求该信息的用户量成正比，因此当需求该信息的用户量庞大时，网络中将出现多份相同信息流。
此时，带宽将成为重要瓶颈，单播方式较适合用户稀少的网络，不利于信息规模化发送。
9.组播的优势主要在于：a)提高效率：降低网络流量、减轻服务器和CPU负荷。
b)优化性能：减少冗余流量、节约网络带宽、降低网络负载。
c)分布式应用：使多点应用成为可能。
10.组播技术有效地解决了单点发送多点接收的问题，实现了IP网络中点到多点的高效数据传送。
利用网络的组播特性可以方便地提供一些新的增值业务，包括在线直播、网络电视、远程教育、远程医疗、网络电台、实时视/音频会议等互联网的信息服务领域。
说如何设置IP地址的网络广播和组播配置
说如何设置IP地址的网络广播和组播配置IP地址是在计算机网络中用来标识和寻址设备的一种地址。
网络广播和组播是在网络中向多个设备发送数据的常用方式。
在设置IP地址的网络广播和组播配置时，需要进行以下步骤：一、了解网络广播和组播的基本概念网络广播是将数据传输给网络中的所有设备，而组播是将数据传输给特定的设备组。
网络广播的IP地址是特殊地址（如255.255.255.255），而组播的IP地址属于特定的组播地址段。
二、设置IP地址在网络广播和组播配置中，需要设置设备的IP地址。
IP地址由四个字节组成，每个字节范围从0到255。
可以通过以下步骤设置IP地址：1. 打开设备的网络设置界面。
2. 进入IP地址配置选项。
3. 输入设备的IP地址。
确保IP地址在网络中是唯一的，不与其他设备冲突。
4. 设置子网掩码。
子网掩码可以帮助确定IP地址的网络部分和主机部分。
5. 配置默认网关。
默认网关是连接本地网络和其他网络的设备，用于转发数据包。
6. 配置DNS服务器地址。
DNS服务器用于将域名解析为相应的IP 地址。
三、设置网络广播网络广播可以将数据传输给网络中的所有设备。
在设置网络广播配置时，需要进行以下步骤：1. 打开设备的网络设置界面。
2. 进入网络广播配置选项。
3. 启用网络广播功能。
4. 输入广播IP地址（例如255.255.255.255）。
5. 配置网络广播端口。
四、设置组播组播可以将数据传输给特定的设备组。
在设置组播配置时，需要进行以下步骤：1. 打开设备的网络设置界面。
2. 进入组播配置选项。
3. 启用组播功能。
4. 输入组播IP地址。
组播IP地址是特定的地址段，范围为224.0.0.0到239.255.255.255。
5. 配置组播端口。
五、测试网络广播和组播配置在设置完成后，可以进行网络广播和组播的测试，以确保配置正确。
可以使用网络广播和组播的工具或应用程序发送数据包，然后检查设备是否接收到数据。
IP组播组网与配置
IP组播组网与配置北研所VRP路由组内容Geekometer基本组网形态内容Geekometer组播全局配置缺省情况下组播功能是关闭的启动组播•Quidway(config)#ip multicast-routing•只有运行了这个命令，才能运行其他的组播命令关闭组播•Quidway(config)#no ip multicast-routing•运行这个命令之后，所有的组播配置都会被清除内容GeekometerIGMP配置一旦启动了组播，IGMP自动在每个接口上开始运行。
一般情况下IGMP 不需要任何配置。
在某些情况下，可以使用如下命令进行一些必要的配置（均为接口配置命令）：•ip igmp access-group acl-number[version]限制接口上接受哪些组的加入请求•ip igmp join-group group-addr静态加入某个组播组（代替网络上的主机加入）•ip igmp query-interval seconds调整发送查询报文的周期•ip igmp query-max-response-time seconds调整最大响应时间字段值（告诉主机快点还是慢点对查询做出反应）•ip igmp querier-timeout seconds查询器的超时时间（网段上有多个路由器时要选出一个作为查询器）•ip igmp version version-number选择IGMP的版本号，缺省为版本2（以便网络上有低版本主机时...）内容GeekometerPIM-DM配置命令内容Geekometer配置PIM-SM网络的RP通常，我们只在网络内配置一个C-BSR和一个C-RP，而且通常都是同一台路由器，该路由器应该是网络的核心或者连通性比较好。
•配置C-BSR（全局命令）•ip pim bsr-candidate interface-name[mask-len[priority]]•配置C-RP（全局命令）•ip pim rp-candidate interface-name[group-list acl-number[priority]]推荐将RP和BSR都配置在一个LoopBack接口上，这样可以减少由于物理接口UP/DOWN造成的震荡。
如何设置IP地址的网络广播和组播配置的方式
如何设置IP地址的网络广播和组播配置的方式IP地址是用于在计算机网络中标识和定位设备的唯一数字标识符。
在网络中，有两种常见的通信方式，即广播和组播。
广播是指将数据包发送给同一网络中的所有设备，而组播是指将数据包发送给特定的一组设备。
本文将介绍如何设置IP地址的网络广播和组播配置的方式。
一、IP地址的网络广播配置方式网络广播是将数据包发送给同一网络中的所有设备，让所有设备都能够接收并处理这些数据。
要设置IP地址的网络广播，可以按照以下步骤进行操作：1. 确定广播地址：广播地址是网络中的一个特殊地址，用于将数据包发送给该网络中的所有设备。
广播地址通常是网络地址的最后一位为255，比如，如果网络地址是192.168.0.0，那么广播地址就是192.168.0.255。
2. 配置广播地址：在计算机的网络设置中，将IP地址配置为广播地址，以便将数据包发送给所有设备。
3. 打开广播功能：在计算机的操作系统中，确保广播功能处于打开状态，以便接收并处理广播数据包。
二、IP地址的组播配置方式组播是将数据包发送给特定的一组设备，这组设备被称为组播组。
要设置IP地址的组播，可以按照以下步骤进行操作：1. 确定组播地址：组播地址是一个特殊的IP地址，用于标识组播组。
组播地址的范围是224.0.0.0至239.255.255.255。
可以根据需要选择一个未被使用的组播地址。
2. 加入组播组：在计算机的网络设置中，配置IP地址并加入指定的组播组。
这样，计算机就能够接收并处理发送给该组播组的数据包。
3. 配置路由器：如果组播组跨越多个网络，需要在网络中的路由器上配置组播路由。
这样，路由器就能够将组播数据包传递到正确的网络中。
4. 设置应用程序：在开发应用程序时，需要根据指定的组播地址来编写代码，以便应用程序能够接收和处理组播数据包。
总结：以上是设置IP地址的网络广播和组播配置的方式。
通过广播，可以将数据包发送给同一网络中的所有设备，实现全网通信；通过组播，可以将数据包发送给特定的一组设备，实现多播通信。
IP网络基础知识
总长度：16位，包含IP头在内的数据单元的总长度（字节数）。
标识符：16位，标明一个数据报或分段的数据。 标志：3位, 数据报是否分段标志。 分段偏移量字段：如果一个数据报被分成2个以上的段，分段偏移量字段指出该段在 被传送的初始数据报中的偏移量。因此，该字段指出一个段在整个数据报中的位置。
IP数据包报文结构
数据报头中的16位标识、3位标志和13位片偏移三个字段用作控制分片和重组。
5 IP层相关协议
IP层相关协议——ICMP
1. ICMP: 控制信息协议。ICMP负责根据网络上的设备状态发出和检查
报文，是传递网络控制信息的主要手段，还提供差错报告功能。
Ping:
ping 135.252.134.132 ping 135.252.135.132 ping 127.0.0.1 (查看本机TTL)
192.168.0.0—192.168.255.255
环回地址：127.0.0.0用于网络软件测试以及本机进程间的通信 。 直接广播地址：主机号各位全为“1”的IP地址用于广播之用，叫做直接广 播地址。
有限广播地址：32比特全为“1”的IP地址用于本网广播，该地址叫做有限 广播地址。主机在启动过程中，往往不知道本网的网络号，这时候，若想 向本网广播，就要使用有限广播地址。
DSCP，差分服务代码点（Differentiated Services Code Point），使用前6位。
IP数据包报文结构
4位版本
4位首部长 度
8位服务类型(TOS)
16位标识
3位标志
8位生存时间(TTL)
8位协议
32位源IP地址
32位目的IP地址
16位总长度(字节为单位) 13位片偏移
组播基本概念
组播基本概念组播IP地址----224.0.0.0到239.255.255.255组播IP地址用于标识一个IP组播组。
IANA（internet assigned number authority）把D类地址空间分配给IP组播，其范围是从224.0.0.0到239.255.255.255。
如下图所示(二进制表示)，IP组播地址前四位均为1110八位组（1）八位组（2）八位组（3）八位组（4）1110组播组可以是永久的也可以是临时的。
组播组地址中，有一部分由官方分配的，称为永久组播组。
永久组播组保持不变的是它的ip地址，组中的成员构成可以发生变化。
永久组播组中成员的数量都可以是任意的，甚至可以为零。
那些没有保留下来供永久组播组使用的ip组播地址，可以被临时组播组利用。
224.0.0.0～224.0.0.255为预留的组播地址（永久组地址），地址224.0.0.0保留不做分配，其它地址供路由协议使用224.0.1.0～238.255.255.255为用户可用的组播地址（临时组地址），全网范围内有效239.0.0.0～239.255.255.255为本地管理组播地址，仅在特定的本地范围内有效。
常用的预留组播地址列表如下：224.0.0.0 基准地址（保留）224.0.0.1 所有主机的地址224.0.0.2 所有组播路由器的地址224.0.0.3 不分配224.0.0.4 dvmrp（Distance Vector Multicast Routing Protocol，距离矢量组播路由协议）路由器224.0.0.5 ospf（Open Shortest Path First，开放最短路径优先）路由器224.0.0.6 ospf dr（Designated Router，指定路由器）224.0.0.7 st (Shared Tree，共享树)路由器224.0.0.8 st 主机224.0.0.9 rip-2 路由器224.0.0.10 Eigrp(Enhanced Interior Gateway Routing Protocol ,增强网关内部路由线路协议)路由器224.0.0.11 活动代理224.0.0.12 dhcp 服务器/中继代理224.0.0.13 所有pim (Protocol Independent Multicast,协议无关组播)路由器224.0.0.14 rsvp （Resource Reservation Protocol，资源预留协议）封装224.0.0.15 所有cbt 路由器224.0.0.16 指定sbm（Subnetwork Bandwidth Management，子网带宽管理）224.0.0.17 所有sbms224.0.0.18 vrrp（Virtual Router Redundancy Protocol，虚拟路由器冗余协议）组成员关系协议(IGMP)IGMP协议运行于主机和与主机直接相连的组播路由器之间，主机通过此协议告诉本地路由器希望加入并接受某个特定组播组的信息，同时路由器通过此协议周期性地查询局域网内某个已知组的成员是否处于活动状态（即该网段是否仍有属于某个组播组的成员），实现所连网络组成员关系的收集与维护。
第11章 IP组播
Page 23
• 稀疏模式：用于网络带宽有限，组播组成员较少且比较 分散的网络，例如Internet。主要使用组共享组播树。 相关的协议：PIM稀疏模式(PIM-SM)和基于核心树协 议第2版(CBTv2)。 • PIM-SM适用于只有较少的接收者，以及流量不大的组 播，这个协议可以同时处理几个组播数据流，非常适合 应用于WAN 或者是Internet。 • CBT：选择一个路由器作为核心，并广播公布其地址， 其它成员向它发送加入报文表示它愿意加入这个组。 当核心路由器收到每一个组成员发来的加入报文后，这 个共享树就形成了。
Page 12
2） 退出组播组 当主机发现本机中没有任何进程对某个组感兴趣了， 它就向相邻的组播路由器发送退出报告报文，报文中给 出要退出的组地址。 3） 监视成员关系 组播路由器要监视每个接口的网段上是否存在某些 组的成员，以后收到这些组的数据报就可向此端口发送。 因此，组播路由器会周期性(默认间隔125s) 在所有接口 广播发送一般查询报文。另外，如果组播路由器收到主 机的退出报告报文，还会在相应接口上广播发送针对退 出组的特殊查询报文。 主机收到查询报文时，如果它还愿意在相应组中， 就以广播的方式响应成员报告报文。 如果某网段有多个主机愿意呆在同一个组中，不需 要每个主机都响应成员报告报文，只要有一个响应就能 说明，路由器的这个网段存在此组的成员，以提高通信 效率。 Page 13
Page 17
主机A
192.1.1.1
主机A
源
A
A 224.1.1.1信息流 B D F
C
E
C 192.2.2.2
E 192.3.3.3
主机B
主机C
接收器
接收器
Page 18
IP组播技术综述
近年来，随着Internet的迅速普及和爆炸性发展，在Internet上产生了许多新的应用，其中不少是高带宽的多媒体应用，譬如网络视频会议、网络音频/视频广播、AOD/VOD、股市行情发布、多媒体远程教育、CSCW协同计算、远程会诊。
这就带来了带宽的急剧消耗和网络拥挤问题。
为了缓解网络瓶颈，人们提出各种方案，归纳起来，主要包括以下四种：●增加互连带宽；●服务器的分散与集群，以改变网络流量结构，减轻主干网的瓶颈；●应用QoS机制，把带宽分配给一部分应用；●采用IP Multicast(译为组播、多播或多路广播，下文不加区分)技术。
比较而言，IP组播技术有其独特的优越性——在组播网络中，即使用户数量成倍增长，主干带宽不需要随之增加。
这个优点使它成为当前网络技术中的研究热点之一。
本文简单介绍了组播的发展、分析了组播网络的体系结构、算法和协议，讨论了组播技术的应用，总结了组播技术的难点，希望通过本文能使读者对组播技术有总体的了解。
一、IP组播发展简史20世纪80年代中期，斯坦福大学的博士生S. E. Deering发表Host group: A multicast extension to the Internet Protocol (RFC0966) 和Host extensions for IP Multicasting (RFC0988) 两篇论文。
他总结出：“OSPF 的链路状态机制完全能被扩展用来支持组播……，RIP的基本机制能被用来作为一种新的距离向量的组播路由协议的基础。
”这些论断提出了IP组播的可能性。
1988年，D. Waltzman, C. Portridge, S. E. Deering发表题为《距离向量组播路由协议》的文章（RFC1075），它是组播路由协议的首次实践；1991年12月，S. E. Deering发表了他的博士论文《数据报互连网络中的组播路由》（RFC1112）。
第08章 IPv6组播(v4.0)
14
MLDv1中的查询器选举 中的查询器选举
RTA RTB
FE80::1/64
FE80::2/64
路由器发出查询报文
选举原则பைடு நூலகம்
链路本地地址最小的路由器会成为链路上的查询器 如果查询器失效，则重新发起查询器的选举过程 抢占原则。任何时候地址最小的路由器会成为查询器
13
MLDv1
MLDv1基于查询/响应机制 基于查询/ 基于查询 路由器发出两种类型的查询报文
普遍组查询 特定组查询
主机发出报告报文来响应。同时， 主机发出报告报文来响应。同时，主机在启动时 主动发送报告报文。 主动发送报告报文。 主机发出离开报文来表示离开一个组播组
主动报告加入组 发出普遍查询 响应查询 路由器 主机 离开组消息 特定组查询
0000000000000000000000……00000000000000000000000
2001:DB8:000000000000000……0000000000000000000000000 拷贝32位长的” 拷贝 位长的”network prefix”，2001:DB8到空地址的前面部分 位长的 ， 到空地址的前面部分 2001:DB8:000000000000……000000000000000000000:F 拷贝RIID字段值 到空地址的最后 个比特 字段值F到空地址的最后 拷贝 字段值 到空地址的最后4个比特
与MLDv1的不同之处 的不同之处
增加了对特定组播源过滤的支持 路由器和主机维护了与MLDV1不同的组播地址状态信 息 增加了特定源组查询（Multicast-Source-AddressSpecific Query） 查询器选举机制
与MLDv1的相同之处 的相同之处 MLDv2协议是一个非对称协议，路由器和主机分 协议是一个非对称协议， 协议是一个非对称协议 别维护了不同的组播地址状态信息
IP组播
1 IP组播基础IP组播技术有效地解决了单点发送、多点接收的问题。
组播源只发送一份数据，被传递的信息在距组播源尽可能远的网络节点才开始被复制和分发，并且只发送给需要该信息的接收者。
说明：本章所涉及的交换机和交换机图标，是指使能了二层组播功能的路由器。
• 1.1 IP组播简介介绍IP组播的定义、目的和受益。
• 1.2 原理描述介绍IP组播的基本概念、组播服务模型、组播地址和组播协议。
• 1.3 应用场景介绍IP组播的应用场景。
1.1 IP组播简介介绍IP组播的定义、目的和受益。
定义作为IP传输三种方式之一，IP组播通信指的是IP报文从一个源发出，被转发到一组特定的接收者。
相较于传统的单播和广播，IP组播可以有效地节约网络带宽、降低网络负载，所以被广泛应用于IPTV、实时数据传送和多媒体会议等网络业务中。
目的传统的IP通信有两种方式：单播（Unicast）和广播（Broadcast）。
•对于单播通信，信息源为每个需要信息的主机都发送一份独立的报文。
•对于广播通信，信息源将信息发送给该网段中的所有主机，而不管其是否需要该信息。
如果要将数据从一台主机发送给多个主机而非所有主机，可以采用广播方式，也可以由源主机采用单播方式向网络中的多台目标主机发送多份数据，如图1-1所示。
图1-1 采用单播和广播方式进行点到多点传输数据示意图•采用单播方式时，网络中传输的信息量与需要该信息的用户量成正比。
当需要该信息的用户数量较大时，信息源需要将多份内容相同的信息发送给不同的用户，这对信息源以及网络带宽都将造成巨大的压力。
因此，该传输方式不利于信息的批量发送，只适用于用户稀少的网络。
•采用广播方式时，不需要接收信息的主机也将收到该信息，这样不仅信息的安全性得不到保障，而且会造成同一网段中信息泛滥。
因此，该传输方式不利于与特定对象进行数据交互，同时会浪费大量的带宽。
由上述可见，传统的单播和广播通信方式不能有效地解决单点发送、多点接收的问题。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
IP组播基础
Geekometer
单播vs组播
组播是基于UDP的!!!
•尽力投递:
报文丢失是不可避免的。
因此组播应用程序不能依赖组播网络进行可靠性保证，必须针对组播网络的这个特点进行特别设计。
“可靠组播”目前仍然处于研究阶段。
•没有拥塞避免机制:
缺少TCP窗口机制和慢启动机制，组播可能会出现拥塞。
如果可能的话，组播应用程序应该尝试检测并避免拥塞。
•报文重复:
某些组播协议的特殊机制（如Assert机制和SPT切换机制）可能会造成偶尔的数据包的重复。
组播应用程序应该容忍这种现象。
•报文失序:
同样组播协议有的时候会造成报文到达的次序错乱，组播应用程序必须自己采用某种手段进行纠正（比如缓冲池机制等）。
适合于组播的应用
•多媒体
–流媒体
–培训、联合作业场合的通信
–视频/音频会议
•数据仓库
•金融应用（股票）
•任何的“单到多”数据发布应用
内容
•为什么组播?
•组播编址
•主机-路由器通告:IGMP •组播分发树
•组播转发
•组播路由协议
一个组播组就是一个IP地址，不表示具体的主机，而是表示一系列系统的集合，主机加入某个组播组即声明自己接收某个IP地址的报文。
•IP组播组地址
–224.0.0.0–239.255.255.255
–“D”类地址空间
•第一个字节的高四位=“1110”
•保留的本地组播组地址
–224.0.0.0–224.0.0.255
–发送报文时TTL=1
–例如:
•224.0.0.1子网的所有系统
•224.0.0.2子网的所有路由器
•224.0.0.4DVMRP路由器
•224.0.0.5OSPF路由器
•224.0.0.13PIMv2路由器
•管理范围地址（Administratively Scoped Addresses）
–239.0.0.0–239.255.255.255
–私有地址空间
•类似于RFC1918的单播地址
•不能用于Internet全局传输
•用于有限范围内的组播传输
239.255.0.1
01-00-5e-7f-00-01
23Bits
48Bits
Multicast Addressing
内容
•为什么组播?
•组播编址
•主机-路由器通告:IGMP •组播分发树
•组播转发
•组播路由协议
•主机如何告诉路由器组播组成员关系
--通过IGMP协议：Internet组管理协议:
•路由器向直连的所有主机询问组播组成员关系•RFC1112--IGMP版本1
Windows95支持
•RFC2236--IGMP版本2
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
•draft-ietf-idmr-igmp-v3-??.txt
•其应用仍然在测试阶段
–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。
内容
•为什么组播?
•组播编址
•主机-路由器通告:IGMP •组播分发树
•组播转发
•组播路由协议
组播分发树
不同分发树的特征
•源树（最短路径树）
占用内存较多O(S x G)，但路径最优，延迟最小•共享树
占用内存较少O(G)，路径不是最优的，引入额外的延迟
内容
•为什么组播?
•组播编址
•主机-路由器通告:IGMP •组播分发树
•组播转发
•组播路由协议
•组播路由和单播路由是相反的
–单播路由关心数据报文要到哪里去。
–组播路由关心数据报文从哪里来。
•组播路由使用“反向路径转发”机制(RPF, Reverse Path Forwarding)
反向路径转发(RPF)
•何谓RPF?
路由器收到组播数据报文后，只有确认这个数据报文是从自己到源的出接口上到来的，才进行转发，否则丢弃报文。
•RPF检查
•在单播路由表中查找到组播报文源地址的路由
•如果该路由的出接口就是报文的入接口，RPF成功
•否则RPF失败
内容
•为什么组播?
•组播编址
•主机-路由器通告:IGMP •组播分发树
•组播转发
•组播路由协议
组播路由vs单播路由
组播路由不是单播路由！是完完全全的新东西，不象OSPF，也不象RIP，不象你熟悉的任何东西。
不过，不要害怕啊，一会儿就懂了。
组播路由协议的类型
•密集模式（Dense-mode）
•使用“推”（Push）模型（先给你，可以不要）
•组播数据整网络的泛滥（Flood）
•下游不想接收的话则剪枝（Prune）
•泛滥、剪枝、泛滥、剪枝…周而复始(通常3分钟折腾一次)•稀疏模式（Sparse-mode）
•使用“拉”（Pull）模型（你要了，才给你）
•组播数据只发送到有需要的地方
•有显式的加入（Join）过程
组播路由协议一览
•目前，主要有4个组播路由协议:–DVMRPv3(草案)
–DVMRPv1(RFC1075)已经废止。
–MOSPF(RFC1584)
–PIM-DM(Internet草案)
–PIM-SM V2(RFC2362)
–其他(CBT,OCBT,QOSMIC,SM,等等)
距离矢量组播路由协议（Distance Vector Multicast Routing Protocol），一个较为古老，具有实验性质的协议，现已经不常使用，鲜有厂家设备支持。
•密集模式协议
–基于距离矢量
•类似于RIP
•最大32跳
–DVMRP依赖自己找回来的单播路由:
•进行RPF检查
•创建“截断广播树”(TBT,一种组播分发树型结构)
–使用特殊的“毒性逆转”机制
–使用泛滥和剪枝机制
•组播数据开始时延TBT向下泛滥
•当下游不需要该数据时对TBT枝杈进行剪枝
•剪枝每过一定时间超时，重新延枝杈进行泛滥
•广泛用于MBONE(古老的组播实验网络，很少有人在里面玩儿了)
–慢收敛—类似RIP
–路由器中组播路由状态信息庞杂，到处都是(S,G)
–不支持共享树
–最大不能超过32跳
–不适合于大规模的网络（泛滥剪枝机制、可伸缩性差）
MOSPF(RFC1584)
•对OSPF单播路由协议的扩展
–OSPF:路由器使用链路状态通告来获取整个网络的可用链路信息–MOSPF:在OSPF链路状态通告中包含组播信息，以此构建组播分发树(每个路由器都维护整个网络的最新拓扑信息)
•组成员关系LSA（链路状态通告）向OSPF路由域整网泛滥，这样MOSPF路由器就可以计算出接口列表
•使用狄杰克斯特拉算法（Dijkstra algorithm）来计算最短路径树
–为每个(S
,G)对都需要单独的计算
Net
MOSPF评价
•与单播路由协议相关，仅在OSPF网络内运行•可伸缩性不好
,G)对都需要使用Dijkstra算法进行计算！
–每个组播(S
Net
–不支持共享树
•不适合于…
–通用的组播网络，其中发送者可能会非常的多
•如IP/TV—(每个IP/TV客户端都是一个组播源)
•支持厂家较少，市场鲜有使用
PIM-DM
PIM可是
好东西啊！
PIM-DM泛滥与剪枝
PIM-DM Assert机制
PIM-DM评价
•对于小型网络来说非常有效•优势:
–易于配置--总共只有两条命令
–实现机制简单（泛滥剪枝）
•潜在问题...
–泛滥剪枝过程不够高效
–复杂的Assert机制
–控制和数据平面混合
•导致网络内部的所有路由器上都有(S,G)
•可能会导致非确定性的拓扑行为–不支持共享树
PIM-SM(RFC2362)
PIM-SM共享树加入
PIM-SM SPT切换。