IP组播技术及其应用_梁娟

３．ＩＰ 组播路由协议 路由器依靠组播转发表来转发组播数据包，转发表的生成，由组播 路由协议来完成。与单播路由路由协议一样，组播路由协议也分为域 内路由协议和域间路由协议。域内路由协议目前比较成熟，域内组播 路由协议可分为密集模 ＤＭ 和稀疏模式 ＳＭ 两大类。 ３．１．ＤＭ 模式 在 ＤＭ 模式下，数据包通过泛洪方式流向每个路由器的所有网络 接口，网络中的任何一个路由器都知道每个目前活动的发送源的组播 地址和源 ＩＰ 地址。由于 ＤＭ 模式总是为使目的客户能（ 下转第 ５９ 页）
向 Ｒ３ 转 发 ； 如 果 Ｒ１ 到 服 务 器 的 数 据 从 Ｒ１ 的 Ｓ０／１ 发 出，则 Ｒ１ 将 选 取从 Ｓ０／１ 端口收到的组播数据流向 Ｒ３ 转发，另一个端口的 ＲＰＦ 检查 失败，组播数据包将被丢弃。
图 １ 逆向路径转发网络结构图
２．ＩＰ 组播的编址 ２．１．ＩＰ 组播地址分配 在组播网内，一个组播群组指定为一个 Ｄ 类地址。组播地址的范 围是： ２２４．０．０．０ 到 ２３９．２５５．２５５．２５５，并被划分为局 部 链 接 组 播 地 址 、预 留组播地址和管理权限组播地址三类。其中，局部链接组播地址范围 在 ２２４．０．０．０－ ２２４．０．０．２５５， 这是为路由协议和其它用途保留的 地 址，路 由 器 并 不 转 发 属 于 此 范 围 的 ＩＰ 包 ； 预 留 组 播 地 址 为 ２２４．０．１．０ － ２３８．２５５．２５５．２５５，可 用 于 全 球 范 围 （ 如 Ｉｎｔｅｒｎｅｔ） 或 网 络 协 议 ； 管 理 权 限 组 播 地 址 为 ２３９．０．０．０－ ２３９．２５５．２５５．２５５，可 供 组 织 内 部 使 用，不 能 用 于 Ｉｎｔｅｒｎｅｔ，可限制组播范围。但地址 ２２４．０．０．０ 是保留的，它不能赋给任何
１．３ 组播分布树 在传送组播数据时，路由器需要构造一个连接所有组播组成员的 树。根据这个树，路由器得出转发分组的一条唯一路径，这个树就称为 分 布 树 。由 于 成 员 可 以 动 态 地 加 入 和 退 出，分 布 树 也 必 须 动 态 更 新 。根 据构造方法的不同，分布树分为源分布树和共享分布树。源分布树以 组播源为根节点构造到所有组播组成员的生成树， 也称最短路径树。 共享分布树的构造方法是以网络中的某一个指定的路由器为根节点， 由此节点生成包含所有组成员的树。使用共享分布树时，组播源需要 首先把组播分组发送给集合点路由器，再由这个路由器转发给其他的 组成员［２］ 。 １．４ 逆向路径转发（ＲＰＦ） ＲＰＦ 是多播路由协议中多播数据转发过程的基础。其工作机制是 当多播信息通过有源树时，多播路由器检查到达的多播数据包的多播 源地址，以确定该多播数据包所经过的接口是否在有源的分支上，如果 在，则 ＲＰＦ 检 查 成 功，多 播 数 据 包 被 转 发 ； 如 果 ＲＰＦ 检 查 失 败，则 丢 弃 该多播数据包。如图 １ 所示。在此网络结构中 Ｓ１ 为一台二层交换机， Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３ 为路由器，ＰＣ１ 为一台组播服务器。Ｓ１ 连接着 ＰＣ１，它不 断 地发送出组播数据流， 路由器 Ｒ１ 和 Ｒ２ 都会接收到该组播数据流，Ｒ２ 又把此组播数据流，通过 Ｒ１ 的 Ｓ０／１ 端口向 Ｒ１ 转发。这样 Ｒ１ 的 Ｓ０／０ 和 Ｓ０／１ 口分别收到相同的组播数据流，如果 Ｒ１ 把两个组播 数 据 流 都 向 Ｒ３ 转发，则会导致 Ｒ３ 收到重复的数据包，造成网路资源的浪费。这 种情况下将采用 ＲＰＦ 技术，选择其中的一个端口收到的组播数据流进 行转发。具体方法是查 Ｒ１ 路由器的单播路由表，如果 Ｒ１ 到服务器的 数据从 Ｒ１ 的 Ｓ０／０ 发出，则 Ｒ１ 将选 取 从 Ｓ０／０ 端 口 收 到 的 组 播 数 据 流
传统的 ＴＣＰ／ＩＰ 通信有单播和广播两种方式。如果要将信息发送 给网络上的多台但并非所有主机，只能采用单播或广播方式。采用单 播方式 实 现 时，由 于 ＩＰ 包 的 重 复 发 送 会 浪 费 大 量 带 宽，同 时 增 加 了 服 务器的负担； 若采用广播方式实现时，不仅要将信息发给一些不需要 的主机而浪费带宽，还可能由于路由环路而引起广播风暴问题。而组 播技术的出现及时解决了以上问题，根据实际情况将应用的成员划分 到一个群组，数据的分发将仅限于组内，组播源仅发送一次信息，组播 路由协议为组播数据包建立树型路由，被传递的信息在尽可能远的分 叉路口才开始复制和分发，这样既实现了网络上信息流量的大大降低， 又保证了信息准确高效地传输。
图 ２ 推理机工作模型 ●
［ 责任编辑： 张艳芳］
（ 上接第 ３３ 页） 件编写适合教学的课件， 进一步做到多媒体技术和语 言传授的有机结合。
４．注 重 各 种 媒 体 的 结 合 运 用 计算机多媒体辅助教学手段的诸多特色与功能是传统的教学手 段无法比拟的， 但这并不意味着就能够完全抛弃传统的教学工具。英 语教师的渊博知识和扎实基本功是其人格魅力的有机组成部分， 对学 生具有持续连贯的、耳濡目染的影响力， 在单词教授过程中， 放弃粉笔 和黑板而用多媒体展示笔画和书写过程， 教读课文不是自己泛读而是 由课件录音领读， 长期下去失去交流， 必将影响到学习的效果。所以， 老师应根据课程内容需要选择最合适的媒体和手段， 合理地将多媒体 和常规媒体结合起来， 发挥最大的教学效益。 综上所述， 多媒体是教育改革中的一种新型教学手段， 在英语教
该 推 理 机 工 作 模 型 的 描 述 采 用 ＵＭＬ 顺 序 图［２］表 示 ， 如 图 ２ 所 示 。 推理步骤如下：
（ １） 外界为推理机提供原始事实， 并发出推理消息 ｉｎｆｅｒ（ｆａｃｔｓ）； （ ２） 推理机根据得到的原始事实， 和可利用的规则集初始化全局 数 据 库 、工 作 规 则 集 和 控 制 策 略 对 象 ； （ ３） 控制策略对象根据全局数据库中的事实和工作规则集中的规 则， 进行匹配操作， 并将匹配后产生的新的事实填入全局数据库中； （ ４） 推理机从全局数据库中得到全部事实， 并挑选出最终结论。 其中， 推理机根据多定义的控制策略接口， 调用一种控制策略对 象， 来完成在 推 理 过 程 中 的 推 理 方 向 、冲 突 消 解 以 及 匹 配 算 法 选 择 的 功能。这种面向接口的设计使得更换不同的推理机制非常方便， 只需 更换特定的推理控制策略对象更换已有的策略对象， 即可完成整套推 理机制的更换。 ３．结束语 本文提出了一种基于分层架构的专家系统教学平台， 旨在灵活地 展 现 专 家 系 统 的 基 本 概 念 、原 理 和 推 理 实 现 的 动 态 过 程 。 为 了 能 够 灵 活地展示不同推理算法的特点， 推理机采用了一种基于面向对象的推 理模型设计， 从 而 使 整 个 教 学 平 台 能 够 适 应 不 同 推 理 控 制 策 略 、匹 配 算 法 的 变 更 。科
● 【参 考 文 献 】
［ １］ ＧｕｕｓＳｃｈｒｅｂｅｒ 等 著 ， 史 忠 植 ， 梁 永 全 ， 吴 斌 等 译．知 识 工 程 和 知 识 管 理［Ｍ］， 北 京： 机械工业出版社， ２００３．４． ［ ２］ Ｍａｒｔｉｎ Ｆｏｗｌｅｒ．ＵＭＬＤｉｓｔｉｌｌｅｄ － Ａ Ｂｒｉｅｆ Ｇｕｉｄｅ ｔｏ ｔｈｅ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｏｂｊｅｃｔ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ Ｌａｎｇｕａｇｅ［Ｍ］． Ａｍｅｒｉｃａ： Ａｄｄｉｓｏｎ－ Ｗｅｓｌｅｙ． ２００４．
【关键词】ＩＰ 组播； 组播分布树； 组播路由协议 【Ａｂｓｔｒ ａｃｔ】Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ａｎｄ ｓｏｍｅ ｃｏｎｃｅｐｔｓ ｏｆ ＩＰ ｍｕｌｔｉｃａｓｔｉｎｇ， ＩＰ ｍｕｌｔｉｃａｓｔｉｎｇ ａｄｄｒｅｓｓｉｎｇ ａｎｄ ＩＰ ｍｕｌｔｉｃａｓｔｉｎｇ ｒｏｕｔｉｎｇ ｐｒｏｔｏｃｏｌ， ａｎｄ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｔｈｅ ｗｏｒｋｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ａｎｄ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ＩＰ ｍｕｌｔｉｃａｓｔｉｎｇ． 【Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ】ＩＰ ｍｕｌｔｉｃａｓｔｉｎｇ； ｍｕｌｔｉｃａｓｔ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｔｒｅｅｓ； ｍｕｌｔｉｃａｓｔ ｒｏｕｔｉｎｇ ｐｒｏｔｏｃｏｌ
科技信息
○ＩＴ 技术论坛○
ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ
２００８ 年 第 ８ 期
ＩＰ 组播技术及其应用
梁 娟 １ 赵开新 ２ （ １．河南机电高等专科学校计算机科学与技术系 河南ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ新乡 ４５３００２；
２．武汉理工大学计算机研究生院 湖北 武汉 ４３００７０）
【摘 要】文中介绍了 ＩＰ 组播技术的一些概念、ＩＰ 组播的优点、ＩＰ 组播编址技术和 ＩＰ 组播的路由协议，并分析了 ＩＰ 组播技术的工作 原 理 和 ＩＰ 组播技术的应用。
群 组［２］ 。 ２．２．ＩＰ 组播地址到硬件组播地址的映射 以太网传输单播 ＩＰ 报文时， 目的 ＭＡＣ 地址 时 接 收 者 的 ＭＡＣ 地
址，而 传 输 组 播 报 文 时，目 的 ＭＡＣ 地 址 是 组 播 ＭＡＣ 地 址 。 组 播 ＭＡＣ 地 址 和 组 播 ＩＰ 地 址 是 对 应 的 。 ＩＡＮＡ （Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ａｓｓｉｇｎｅｄ Ｎｕｍｂｅｒ Ａｕｔｈｏｒｉｔｙ） 规定， 组播 ＭＡＣ 地址的高 １４ｂ 为 ０ｘ０１００５ｅ，ＭＡＣ 地址的低 ２３ｂ 为 组 播 ＩＰ 地 址 的 低 ２３ｂ。 由 于 ＩＰ 组 播 地 址 的 后 ２８ 位 中 只 有 ２３ 位被映射到 ＭＡＣ 地址，所以在映射 过 程 中 丢 失 了 ５ 位 地 址 信 息，这 样 会导致了 ３２ 个 ＩＰ 地址映射到同一个 ＭＡＣ 地址上， 这 样 在 组 播 的 过 程中会降低组播的效率，要采用其它的一些技术来避免。
●
学中的应用前景十分广阔， 两者的有机结合预示着英语教学的新时代 已经来临。作为新时期的英语教师， 我们一定要掌握并合理运用多媒 体进行教学， 激发学生的学习兴趣， 充分发挥教师的主导作用， 调动学 生的主动性和创造性， 最大限度地提高课堂教学效率。科
包。 １．２ 组播组 使用同一个 ＩＰ 组播地址接收组播数据包的所有主机构成了一个
主 机 组 ，也 称 为 组 播 组 。一 个 组 播 组 的 成 员 是 随 时 变 动 的 。一 台 主 机 可 以随时加入或离开组播组，同时一台主机也可以属于几个组播组。此 外，不属于某一个组播组的主机也可以向该组播组发送数据包。
２．２ 推理框架 为了使本专家系统教学平台能够动态的更换不同的推理控制策 略和匹配算法， 使其能够展现出不同控制策略和匹配算法的特性， 从 而 帮 助 学 生 更 好 地 理 解 推 理 机 原 理 。本 专 家 系 统 教 学 平 台 中 的 推 理 机 的设计采用一种基于面向对象的推理模型， 同时采用了面向接口编程 的思想使得本平台系统能够动态地变更控制策略和匹配算法。
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起到一定的教学目的本系统的知识表示中规则的逻辑形式需要选择 一种即简单容易实现又能满足表现复杂规则的表示类型， 因此本系统 中的专家系统规则中的条件与结论的关系采用多对一的形式， 即一条 产生式规则的条件部分可以是若干个事实的组合， 但结论部分只能含 有 一 个 结 论 事 实 。对 于 一 对 一 类 型 的 规 则 多 对 一 类 型 规 则 已 经 包 含 这 种情况； 对于一对多类型和多对多类型的规则， 可以按结论将它拆成 多条多对一型的规则。这样的设计不但使规则统一起来， 而且实现起 来难度也不大。
１．ＩＰ 组播的基本概念 １．１．ＩＰ 组播 ＩＰ 组 播（ＩＰ Ｍｕｌｔｉｃａｓｔｉｎｇ） 通 过 使 用 特 定 的 ＩＰ 组 播 地 址，按 照 尽 最 大努力投递的原则，将 ＩＰ 数据包传输到一个组播组的所有主机。 广播和组播不同，广播路由器不转发，不能跨网段，而组播路由器 通过一定设置可以被转发，可以跨网段； 广播方式下的主机被默认为 是接收者， 而组播方式需要主机主动加入组播组中， 才可以接收数据