IP组播基础

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