多媒体协议及组播
单播、多播、广播、组播、泛播、冲突域、广播域
假设X代表所有的机器，Y代表X中的一部分机器，Z代表一组机器，1代表一台机器，那么1：1 那就是单播；1：Y 那就是多播；1：X 那就是广播；1：Z 那就是组播；Y=X时，多播就是广播；Y=Z多播就是组播；泛播也叫任意播，是指某组中任意发送方对应拓朴结构中几个最接近的接收方之间的通信。
而组播是指单个发送方对应一组选定接收方的一种通信。
一、什么是组播1、组播的特点1）什么是组播？组播是一种数据包传输方式，当有多台主机同时成为一个数据包的接受者时，出于对带宽和CPU负担的考虑，组播成为了一种最佳选择。
2）组播如何进行工作？组播通过把224.0.0.0-239.255.255.255的D类地址作为目的地址，有一台源主机发出目的地址是以上范围组播地址的报文，在网络中，如果有其他主机对于这个组的报文有兴趣的，可以申请加入这个组，并可以接受这个组，而其他不是这个组的成员是无法接受到这个组的报文的。
3）组播和单播的区别？为了让网络中的多个主机可以同时接受到相同的报文，如果采用单播的方式，那么源主机必须不停的产生多个相同的报文来进行发送，对于一些对时延很敏感的数据，在源主机要产生多个相同的数据报文后，在产生第二个数据报文，这通常是无法容忍的。
而且对于一台主机来说，同时不停的产生一个报文来说也是一个很大的负担。
如果采用组播的方式，源主机可以只需要发送一个报文就可以到达每个需要接受的主机上，这中间还要取决于路由器对组员和组关系的维护和选择。
4）组播和广播的区别？如同上个例子，当有多台主机想要接收相同的报文，广播采用的方式是把报文传送到局域网内每个主机上，不管这个主机是否对报文感兴趣。
这样做就会造成了带宽的浪费和主机的资源浪费。
而组播有一套对组员和组之间关系维护的机制，可以明确的知道在某个子网中，是否有主机对这类组播报文感兴趣，如果没有就不会把报文进行转发，并会通知上游路由器不要再转发这类报文到下游路由器上。
2、组播的缺点：1) 与单播协议相比没有纠错机制，发生丢包错包后难以弥补，但可以通过一定的容错机制和QOS加以弥补。
SIP协议栈的多媒体组播设计与实现
式控制模 式便 于管理 ，但 也易造成瓶 颈。ＳＰ的成员 Ｉ 可 以通 过 多点传送 （ ｕ ｉａｔ方式 或单 点传送 （ ｎ。 Ｍ ｈｃ ｓ） Ｕｉ ｃｓ） 式 ， ａｔ方 或者 两者 混合 的方 式进行 通信 ， 合新 型 适 的通信服务 。 例如 即时消息 、 网络 移动通 信 、 用户 跨 跨 设 备的通信 等。Ｉ Ｐ的分布模式不 易造成瓶 颈。ＳＰ能 Ｉ 够 很方 便地 在应 用 系统 中与其 他 协议 协调 工作 ，Ｉ ＳＰ 模 块可 以同 Ｈ． ３应 用相结合 ， ３ ２ 用户可 使用 ＳＰ去定 Ｉ 位被 叫用户 而后重 定向到 Ｈ．２ Ｒ 实 际通信功 能 ３ ３Ｕ Ｌ，
摘
要 ：分析 ＳＰ协议和 其实现 方法 ， 用开 源程 序代码 开发具 有一定ห้องสมุดไป่ตู้实用价值 的 多媒体应 用 Ｉ 利
设 计 并 实现 基 于 ＳＰ协 议 栈 的 Ｉ 网 络 多媒 体 组 播 。 Ｉ Ｐ
关键 词 ： Ｉ ＳＰ协 议 栈 ；多媒 体 ： 播 ； 议 组 协
０ 引 言
基于 Ｉ Ｐ的 ＳＰ协议 是用 于创 建 、修改 、终止 Ｉ Ｉ Ｐ 网络上 的多媒 体会 议或 呼 叫的控 制协议 ，它借鉴 了 Ｈ Ｐ协议 和 Ｓ Ｐ协议 ， 构简单 并具有 可扩展性 。 Ｔｒ ＭＴ 结
台、 电视 台 的 节 目直 播 ， 需 要 向组 播 地 址 发 送 一 份 只 数据 ， 可 以支持成千上万 个用户 。 就 Ｍｉｒｓｆ 也 从 采 用 Ｈ．２ ｃｏｏ ｔ ３ ３协 议 的 Ｎ ｔ ｅ ｔ ｇ转 ｅｍ ｅ ｎ ｉ 向采 用 ＳＰ协 议 的 Ｍｅｓｎ ｅ 开 发 。 Ｉ ｓｅ ｇｒ
组播方案范文
组播方案什么是组播组播（Multicast）是一种在网络中将数据包发送给一组客户端的通信方法。
在传统的单播通信中，数据包从源主机发送到目标主机，而在组播中，数据包被发送到一组特定的目标主机。
组播广播可以有效地在多个客户端之间传输信息，而不需要为每个客户端单独发送单播数据包。
这种通信方式非常适用于像视频流、音频流和实时游戏等需要在多个客户端之间传输大量数据的场景。
组播的优点1.节省带宽资源：组播可以将一份数据包同时发送给多个客户端，避免了单播通信中为每个客户端单独发送数据包的带宽浪费。
2.减少网络负载：组播可以有效地减少网络中的冗余数据传输，减轻网络的负载，提高整体网络性能。
3.实时性高：组播通信可以保持数据的实时性，适用于需要实时传输数据的应用场景，如实时视频直播等。
4.可扩展性强：组播通信支持将新的客户端加入组播组，以及从组播组中剔除客户端，具有强大的可扩展性。
组播的应用场景组播通信广泛应用于以下场景：1.多媒体分发：组播可以在多个客户端之间同时传输大量的视频和音频数据，实现高效的多媒体分发。
2.流媒体直播：组播可用于实现大规模的流媒体直播，将视频流同时发送给多个客户端，提供良好的用户体验。
3.多人实时游戏：组播可以在多个玩家之间实时传输游戏数据，实现多人游戏的联机互动。
4.网络会议：组播可以用于网络会议，将语音和视频数据在多个终端之间同时传输，提供高质量的远程会议体验。
5.内容分发网络（CDN）：CDN可以使用组播技术进行内容的分发，减少源服务器和客户端之间的单播流量。
组播实现方案在实际应用中，组播通信需要综合考虑网络规模、网络设备支持、传输质量等因素选择合适的组播实现方案。
下面介绍几种常见的组播实现方案：IP组播IP组播是基于IP协议的组播传输方式。
在IP组播中，源主机使用特定的组播IP地址将数据包发送给组播组，而组播组中的成员主机使用相同的组播IP地址加入组播组接收数据包。
IP组播需要组播路由器的支持，用于在网络中转发组播数据包。
UDP广播和组播的基础知识介绍
UDP广播和组播的基础知识介绍UDP广播和组播的基础知识介绍━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━UDP可以实现一对多的传输方式，即通过广播和组播把数据发送给一组进程。
下面就介绍下UDP广播和组播的相关知识。
一、广播和组播的基本概念虽然利用TCP协议可以保证数据的可靠、有序的传输，但是TCP仅支持一对以的传输，而且传输时需要在发送端和每一个接受端之间建立单独的数据通信通道，如果需要实现网络会议、网络视频的点播等功能时要向大量主机发送相同的数据包，如果采用单播方式逐个节点传输的话，将会给发送方带来网络堵塞等问题，此时可以考虑实现UDP的多播方式——即广播和组播来实现这样的功能（一对多通信分为广播和组播两种形式）。
广播是指同时向子网中的多台计算机发送消息，并且所有子网中的计算机都可以接收到发送方发来的消息，每个广播消息包含一个特殊的IP地址，这个IP的中子网内主机标志部分的二进制都为1，例如，子网掩码为255.255.255.0，对于子网192.168.0，则这个IP地址为192.168.0.255.然后广播消息又分为本地广播和全球广播两种类型，本地广播是指向子网中的所有计算机发送广播消息，其他网络不会受到本地广播的影响。
IP地址分为两部分——网络标志部分和主机标志部分，这两部分是靠子网掩码来区分的，主机标记部分二进制全部为1的地址成为本地广播地址。
例如：A类网络192.168.0.0，使用子网掩码255.255.0.0，则本地广播地址为：192.168.255.255对于IPv4来说，全球广播使用所有位全为1的IP地址，即255.255.255.255，这个广播地址代表数据报的目的地是网络上所有设备，但是由于路由器会自动过滤全球广播，所以使用这个地址根本就没有任何意义。
然后当接收者分布于多个不同的子网时，广播将不再适用，此时可以通过组播的方式来实现，组播也叫多路广播，组播是将信息从一台计算机发送到本网或全网内指定的计算机上，即发送到那些加入了指定组播组的计算机上，每台计算机都可以通过程序随时加入某个组播组中，也可以随时退出来，就像我们开网了会议一样，可以随时加入会议室进行开会，会议结束和会议进行中都可以随意的退出来。
组播 原理
组播原理
组播是一种在计算机网络中进行多点通信的方式。
通过组播，发送者可以将数据一次性发送给多个接收者，而不需要为每个接收者单独发送数据。
组播的原理是利用IP协议的多播地址和UDP协议实现。
在IPv4网络中，组播地址是一个特殊的IP地址，其范围为224.0.0.0到239.255.255.255。
接收者可以通过加入特定的组播组来接收组播数据。
当发送者想要发送组播数据时，它首先会将数据封装在UDP 包中。
然后，发送者将目标IP地址设置为一个合法的组播地址，并将该UDP包发送到网络上。
路由器在网络中转发组播数据，以便它可以到达所有的接收者。
接收者在想要接收组播数据时，必须加入一个特定的组播组。
接收者会将自己的IP地址设置为组播地址，并告诉网络中的路由器他们希望接收来自该组播组的数据。
路由器会将组播数据转发到这些接收者。
组播的优点是可以减少网络带宽的使用，因为数据只需要一次发送就可以到达多个接收者。
此外，组播还可以实现实时的多媒体传输，如视频会议和流媒体。
总的来说，组播通过利用IP多播地址和UDP协议，可以在计算机网络中实现多点通信，提高网络效率，同时减少带宽的使用。
网络多媒体传输的协议设计与实现
网络多媒体传输的协议设计与实现一、引言随着互联网的迅速发展，网络多媒体传输已经成为日常生活中无法或缺的一部分。
音乐、电影、游戏和视频等多媒体内容在互联网上传输的速度和质量对用户体验有着十分重要的影响，因此网络多媒体传输的协议设计和实现成为了研究的热点和挑战。
本文将从协议设计和实现两个方面，探讨网络多媒体传输的相关技术和方法。
二、协议设计网络多媒体传输的协议设计是网络工程师需要深入研究的内容之一。
网络协议是网络中最重要的组成部分，用于规范网络传输数据的格式、传输速度和执行过程。
1.传输控制协议（TCP）TCP是互联网中最常用的传输协议之一。
在网络多媒体传输过程中，TCP协议可以保证数据的可靠性和顺序性，但也因为TCP 协议需要进行三次握手，所以在多媒体数据实时传输时容易出现延迟和抖动的问题。
2.用户数据报协议（UDP）UDP是一种无连接的传输协议，相比TCP来说更适合视频和音频等实时多媒体数据的传输，因为UDP协议具有轻量、低延迟和无拥塞控制等优点。
但同时也有丢包和乱序等不可靠传输问题。
3.数据报协议组播（DVMRP）DVMRP是用于多播传输数据的协议之一，可以实现数据的实时传输和承载能力的提高。
DVMRP协议可以将数据广播到多个接收器，从而降低了单个接收器的网络负载，同时也有助于提高网络的传输效率和可靠性。
4.实时传输协议（RTP）RTP是一种专门针对音频或视频等实时多媒体数据传输的协议。
RTP协议可以实现实时传输和同步，并且还可以对传输的流添加定位信息，以便接收方更好地处理数据。
5.实时协议控制协议（RTCP）RTCP是RTP的控制协议，用于传输关于RTP流的统计信息和控制信令。
通过RTCP协议，接收端可以告诉发送端有关接收数据的反馈信息，从而使发送端可以对传输的数据进行调整。
三、协议实现协议设计是将理论知识转化为软件接口和协议规范的过程，而协议实现则是将协议设计应用到具体的网络环境中。
1.编程语言在协议实现过程中，选择合适的编程语言对于开发人员至关重要。
第6章多播和Internet组管理协议
Switcher
也想加入224.5.5.5
收到了关于224.5.5.5的 Report,知道子网中还有主 机希望加入224.5.5.5
Host A
Host B
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35
IGMP-报告抑制
报告抑制
R 抑制了224.5.5.5的 Membership Report的发送 General Guery
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6.2.2 IGMP报文
IGMP已经有了两个版本。我们讨 论当前的版本IGMPv2。 IGMP报文有三种报文类型：查询 报文（通用或特殊）、成员关系报 告和退出报告。
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29
IGMP报文分类
IGMPv2报文分类
主机使用的IGMP报文 Membership Report(加入组群报告) Leave Group(离开组群) 路由器使用的IGMP报文 General Query(一般群组成员关系查询) Group-Specific Query(特定群组成员关系查询)
第6章 多播、Internet组管理 协议IGMP和多播路由
2014-12-16
1
主要内容
多播概念 Internet组管理协议(IGMP) 多播路由选择
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2
6.1 多播综述
以太网多播
在物理网络上实现多播
IP多播
在逻辑网络上实现多播
使用以太网多播实现IP多播
基于物理网络实现逻辑网络上的IP多播
2014-12-16 23
6.2.1 IGMP工作原理
组播服务器与需要接收信息的主机处在一个子网
Router
组播——精选推荐
组播⼀、组播概述：（基于UDP）在IP⽹络中，节点之间的通信通常采⽤点到点的⽅式。
点到多点的传输：使⽤⼴播：占⽤不必要的带宽，不需要的⼈，也会接收到。
数据源发送⼀份数据包链路上传输⼀份数据包所有主机都会接收数据包使⽤单播：需要向每⼀个接收者单独发送⼀份数据，当接收者数量增加时，发送源复制的⼯作负荷会⽐例增加，当接收者数据巨⼤时，⼀些接收者接收数据的延时⼤⼤增加，对延时敏感的应⽤如多媒体会议、视频监控。
数据源发送多份数据包链路上传输多份数据包只有数据接收者才会收到数据包使⽤组播：数据源发送⼀份数据包链路上传输⼀份数据包只有数据接收者才会收到数据包组播优缺点：只要是组播都是⽤UDP优点：增强效率，控制⽹路流量，减少服务器和CPU的负载优化性能，消除流量冗余分布式应⽤，使多点传输成为可能缺点：尽最⼤努⼒交付（UDP），不会重传⽆拥塞控制（qos），⽆法保证优先传输数据包重复数据包的⽆需交付组播典型应⽤：多媒体会议、IP视频监控，QQ共享⽩板等多对⼀。
组⽹技术需求：组播地址：224.0.0.0-- 239.255.255.255（没有什么⼴播地址和⽹络地址）本地协议预留组播地址：224.0.0.0--224.0.1.255（保留给某些协议具体使⽤）仅供本地⽹段上的⽹络协议使⽤。
本地管理组地址：（私⽹）239.0.0.0--239.255.255.255⽤户组播地址：（公⽹）224.0.2.0--238.255.255.255组播MAC地址：以太⽹：01-00-5e-xx-xx-xx组播IP地址到组播MAC地址的映射：组播中：32个IP地址对应⼀个MAC组播MAC地址，第⼀个字节的最后⼀位为1。
单播MAC地址，第⼀个字节的最后⼀位为0。
⼆、组播组管理协议：（1）IGMP简介：是运⾏在主机和路由设备之间的协议→ 主机通过组播组管理协议加⼊或离开某些组播组→ 路由设备通过组播组管理协议管理和维护本地的组播组信息常⽤的组播组管理协议为IGMP（管理和维护本地组的信息）加⼊、查询、离开离开时，得表⽰⾃⼰是不是最后⼀个⼈，如果是最后⼀个⼈，路由设备得删除组播组信息（2）、组播分发树模型（路由器和路由器之间）是组播数据的转发路径根据树根位置的不同，组播分发树模型分为：→ 最短路径树模型：源到每⼀个接收者的最短路径（⽐较耗资源）→ 共享树模型：源到每⼀个接收者的路径不⼀定是最短的（3）.组播转发机制：组播转发机制和单播转发机制不同：→ 单播转发关⼼报⽂到哪⾥去（只关⼼报⽂的⽬的地址）→ 组播转发关⼼报⽂从哪⾥来组播转发机制-----当收到两个数据包，会通过单播路由表查询到组播源最短的路径，从⽽确认收哪个数据包，不收哪个数据包，所有没有单播路由表，就不可能有组播转发表。
第12讲多媒体通信协议
– IP地址格式：IP地址有二进制格式和十进制格式两种。二 进制的IP地址共有32位。例10000011，01101011，00000011， 00011000——十进制ＩP地址是131．107．3．24 （每八位 组用一个十进制数表示，用“．”进行分隔）。地址分为A、 B、C、D、E 五类。
主机地址
应用范 围
第8～31位，表示范 大型网络 围0.0.0.0～ 127.255.255.255， 即16 387 064个主机 第16～31位，表示范 网管中心 围128.0.0.0～ 191.255.255.255， 即64 576个主机地址 第24～31位，表示范 校园网或 围192.0.0.0～ 企业网 223.255.255.255， 即 254 个主机地址
实现RSVP的关键技术：路由器对RSVP的支持能力， 包括路由器的QoS编码方案、资源调度策略、可提 供的RSVP连接数量等。 目前，支持RSVP应用开发接口和工具：WinSock v2、RSVP Proshare、RSVP Announce等。
RSVP会话与ATM虚路径概念相吻合，意味着RSVP 可以改变目前LAN—ATM体系结构中不支持QoS的状 况，使采用LAN—ATM体系结构的企业网或园区网能 够充分支持多媒体应用。
– 数据格式：简化了报头格式；增加了扩展包头 –路由选择：基于地址前缀概念来实现，很方便地 建立层次化的路由选择关系，服务提供者可以根 据网络规模来汇聚IP地址，充分利用IP地址空间。
组播和IGMP协议ppt课件
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：
12
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。
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
广播、组播和多播的概念
广播、组播（多播）及单播网络广播（Broadcast on Network）网络广播是指一个节点同时向相同域中的其它所有节点传输数据包的过程。
组播是一种特殊的广播，其中一组请求收听的选定用户将收到广播。
广播传输通常在局域网（如以太网）中进行，但有时也发生在虚拟局域网（VLAN）中。
IPv6 支持单播（Unicast）、组播（Multicast）以及任意播（Anycast）三种类型，IPv6 中没有关于广播（Broadcast）的具体划分，而是作为组播的一个典型。
网络广播中涉及以下以下重要概念：广播域（Broadcast Domain）：这是一个限定区域，其中的所有设备都可以共享信息。
换句话说，与网络相连，且负责接收广播的所有设备都是同一广播域的一部分。
在一个共享以太网中，工作站通过共享媒体将帧广播到其它所有节点。
其它节点收听广播，只接收寻址到它们的帧。
因此，共享以太网中的所有节点都属于同一广播域。
此外通过虚拟局域网技术可以创建一个虚拟广播域。
广播地址（Broadcast Address）：这是一个特殊地址，当数据包可以寻址到该地址时，可以帮助所有设备打开和处理信息。
例如，MAC 地址，格式为1xFFFFFFFF 是一种广播地址；IP 地址255.255.255.255是通用广播地址。
任何设备都将打开寻址到广播地址的信息，并将它们传送到下一个工作站。
广播风暴（Broadcast Storm）：当主机系统响应一个在网上不断循环的广播数据包或者试图响应一个没有应答的系统时就会发生广播风暴。
随着网络数据包数量的增加，广播风暴可能会引起网络拥塞问题。
为防止广播风暴的发生，需要细心配置网络以阻止非法广播信息的进入。
生成广播信息的应用程序包括地址解析协议（ARP）。
通过该协议，主机发送一个地址解析查询到局域网中的所有计算机上，以实现网络 IP 地址的分配。
有些路由选择协议，如RIP，主要用于支持网络设备“Advertise”网络服务。
计算机网络中的多播路由协议比较分析
计算机网络中的多播路由协议比较分析在计算机网络中，多播（Multicast）是一种将数据同时传输给一组特定接收者的通信方式。
相比于单播（Unicast）和广播（Broadcast）方式，多播可以有效地减少网络带宽的占用，提高数据传输的效率。
为了实现多播通信，网络中需要使用多播路由协议进行数据包的转发和控制。
不同的多播路由协议具有不同的优缺点和适用场景。
本文将对常见的多播路由协议进行比较分析。
1. 协议一：DVMRP（Distance Vector Multicast Routing Protocol）DVMRP是一种基于距离向量的多播路由协议。
它通过在网络中传播多播路由表来实现数据包的转发。
DVMRP采用最小成本树算法，使用RIP协议作为距离向量算法的基础。
DVMRP的优点是简单易实现，适用于小型网络。
然而，DVMRP的缺点是路由器需要维护大量的多播路由表，消耗大量的存储空间和网络带宽。
另外，DVMRP不具备适应网络拓扑变化的能力，因此对于大规模网络或动态网络不太适用。
2. 协议二：IGMP（Internet Group Management Protocol）IGMP是一种用于主机加入和离开多播组的通信协议，也是多播路由协议的一部分。
IGMP提供了主机和网络设备之间的交互机制，使得主机可以在加入或离开多播组时通知网络设备进行相应的路由控制。
IGMP协议有三个版本，分别是IGMPv1、IGMPv2和IGMPv3。
IGMPv1和IGMPv2基于查询/报告机制，而IGMPv3引入了源特定多播（SSM）和组特定多播（GSSM）的支持。
IGMP的优点是简单高效，适用于小型网络和普通多播应用。
然而，IGMP的缺点是缺乏可扩展性，在大型网络或需要高级特性的场景下表现不佳。
3. 协议三：PIM（Protocol Independent Multicast）PIM是一种独立于底层协议的多播路由协议。
PIM协议支持多种底层路由协议，如OSPF（Open Shortest Path First）和BGP（Border Gateway Protocol）。
路由器组播协议书
路由器组播协议书路由器组播协议（Multicast Routing Protocol）是一种网络协议，用于在互联网中实现组播功能。
组播是一种多对多的通信形式，它允许数据包从一个源节点发送到一组目标节点。
相比于单播（点对点）和广播（一对多）通信，组播可以在网络中减少数据包的传输量，提高网络效率。
路由器组播协议定义了路由器之间如何协同工作，以实现组播功能。
路由器组播协议有多种类型，包括DVMRP（Distance Vector Multicast Routing Protocol）、PIM（Protocol Independent Multicast）、IGMP（Internet Group Management Protocol）等。
下面将分别介绍这些协议的特点和原理。
DVMRP是一种最早的路由器组播协议，它基于距离矢量路由算法，通过维护每个目标组播组的树形结构来实现组播功能。
DVMRP协议使用TTL（Time to Live）字段来控制组播数据包的传输范围，每个路由器都根据收到的组播数据包创建或维护一棵组播树，并使用路由表来决定数据包的转发路径。
DVMRP协议的缺点是在大规模网络中的扩展性较差。
PIM协议是一种较新的路由器组播协议，它与具体的单播路由协议无关，可以与任何单播路由协议配合使用。
PIM协议采用分层的组播模型，根据网络中各个路由器上的组播组成员关系，构建组播分发树。
PIM协议分为密集模式（PIM-DM）和稀疏模式（PIM-SM）两种工作模式，根据网络中组播的密度选择合适的模式。
在PIM-SM模式下，网络中仅有一部分路由器作为组播组的转发节点，其他路由器只需在需要时加入组播树。
IGMP协议是一种在主机和路由器之间交互的协议，用于管理主机对组播组的成员关系。
主机通过发送IGMP报文给路由器，告知它们对特定组播组的兴趣，路由器据此来决定是否转发组播数据包。
IGMP协议定义了三种报文类型：成员查询、成员报告和成员离开。
.. 组播及组播协议
f
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。
3. 组播路由协议
主要任务 : 构造组播的分布树 ， 使组播分组能够传送到相
应的组播组成员。
根据对网络中的组播成员的分布和使用的不同， 组播路） 和稀疏模式路由协议（SM）
1. ) 密集模式路由协议（DM）：
通常用于组播成员较为集中 、数量较多 －网络的大部分用户、 并且有足够带宽的网路环境 ， 比如公司或园区的局域网。
DM路由协议用定期广播组播报文的方法维护组播分布树。
使用范围： 只使用源分布树（SPT） ，组播流量被广播到网
络中所有的组播路由器 。
DM路由协议有：
组播路由器收到“主机成员报告 ”消息后把该主机加入指定的主机 组，并在设定的周期内向组播地址224.0.0.1 (代表所有支持组播的主机) 发送“主机成员询问 ”消息 。
主机如果还想继续接收组播流量 ，必须发送"主机成员报告"消息。
IGMPv2：
与IGMPv1不同的是它将版本字段和消息类型字段融合 ，把未使用 字段作 了“最大响应时间 ”字段。
采用CGMP的路由器将主机加入或者退出组播组的IGMP消息通知交 换机 , 交换机则根据该消息将该主机所在端口从组播转发表中加入或者删 除。
通过CGMP协议的使用 ， 2层交换机可以掌握接收组播的主机的情况 ， 从 而提 高整个网络的性能和利用率。
3. ) 分 布 树 （ Distribution Tree）
2 .) CGMP协议
Cisco Group management protocol ，全称Cisco组管理协议 。让组播路 由器来配置交换机的组播转发表 ， 从而彻底解决交换网络中的组播问题。
组播主机之间采用的通信协议
组播主机之间采用的通信协议组播（Multicast）是一种在网络中一对多通信的方式，它可以实现一次传输多个数据包给特定的一组主机。
在组播通信中，主机通过采用特殊的通信协议进行数据的组播和接收。
本文将介绍组播主机之间常用的通信协议，包括Internet组管理协议（IGMP）和组播路由协议（PIM）。
一、Internet组管理协议（IGMP）Internet组管理协议（Internet Group Management Protocol，简称IGMP）是组播通信中用于管理主机和路由器之间的组播组成员关系的协议。
它使得主机可以通过向路由器发送IGMP报文，表明自己希望加入或离开某个组播组，从而实现组播数据的传输。
IGMP的工作原理如下：当一个主机要加入或离开一个组播组时，它会发送IGMP报文给所连接的路由器。
路由器收到报文后，会根据其中的信息，更新自己的组播组成员表。
这样，路由器就知道哪些主机属于哪个组播组，从而能够正确地转发组播数据。
IGMP报文的格式包括报文类型、报文校验和、组播组地址等字段。
其中，报文类型指示了该报文是加入组播组还是离开组播组，组播组地址指明了加入或离开的组播组的地址。
通过这些字段，IGMP实现了组播通信中的成员管理。
二、组播路由协议（PIM）组播路由协议（Protocol Independent Multicast，简称PIM）是用于实现组播数据在网络中的路由转发的协议。
PIM协议主要分为两种模式：稠密模式（Dense-mode）和稀疏模式（Sparse-mode），根据网络的特点选择适合的模式。
稠密模式适用于网络中组播组成员较多的情况。
在稠密模式下，路由器会广播组播数据，即使没有任何主机要接收。
这样可以确保组播数据能够到达每一个主机，但会产生大量的冗余数据。
稠密模式使用的PIM协议是PIM-DM。
稀疏模式适用于网络中组播组成员较少的情况。
在稀疏模式下，路由器只有在有主机要接收组播数据时，才会转发组播数据。
PIM协议解析组播路由协议的工作原理与组播树构建策略
PIM协议解析组播路由协议的工作原理与组播树构建策略随着互联网的快速发展，网络通信的需求也在不断增加。
而组播技术作为一种高效的数据传输方式，被广泛应用于多媒体、在线教育、实时通信等领域。
在组播通信中，路由协议起到了至关重要的作用，而PIM（Protocol Independent Multicast）协议作为一种常用的组播路由协议，具备了良好的适应性和兼容性，可用于不同的网络环境。
本文将从PIM协议的工作原理和组播树构建策略两方面进行探讨。
一、PIM协议的工作原理PIM协议是一种基于源的组播路由协议，它通过建立一棵组播树来实现数据的传输。
在PIM协议中，有两种关键的角色，分别是RP （Rendezvous Point）和DR（Designated Router）。
首先，RP作为数据的分发点，负责将数据从源节点转发到组播树上的其他节点。
在PIM协议中，RP的选举可以采用静态配置或自动选举的方式，具体选择哪种方式取决于网络中的具体需求。
RP在接收到数据后，将根据组播组地址，将数据转发给组播树上的相应分支。
其次，DR作为局域网的代表，负责将RP发送的数据进行分发，并维护组播树的结构。
在PIM协议中，DR会定期发送Hello消息以保证与其他DR的连接正常，并通过特定的协议消息来交换相关的组播信息。
PIM协议的核心原理是，当有源节点发送组播数据时，数据会逐级向上转发，直到达到RP所在的点。
然后，RP根据组播组地址的信息，将数据转发到相应的组播树分支。
最终，数据将通过组播树传输到所有接收组的成员节点。
这种数据转发方式保证了组播通信的高效和可扩展性。
二、组播树构建策略组播树的构建是PIM协议中的一个重要环节，合理的组播树结构能够提高组播传输效率和可靠性。
PIM协议提供了两种组播树构建策略，分别是源特定树（SPT，Source- Specific Tree）和共享树（Shared Tree）。
首先，SPT是一种基于源的组播树构建策略，它在数据传输时以特定源作为树的根节点。
组播知识点
组播知识点以下是一些组播的重要知识点：1. 组播地址：组播使用特定的组播地址来标识一组接收者。
组播地址范围在 IPv4 中为 224.0.0.0 至 239.255.255.255，在 IPv6 中为 FF00::/8。
2. 组播协议：组播需要使用特定的协议来管理组播成员、发送和接收组播数据。
常见的组播协议包括 IGMP（Internet Group Management Protocol）用于 IPv4，MLD（Multicast Listener Discovery）用于 IPv6。
3. 组播路由器：组播路由器负责在网络中转发组播数据。
它们根据组播地址和组播协议来确定如何将数据转发到相应的接收者。
4. 组播成员：接收组播数据的设备被称为组播成员。
它们可以通过加入相应的组播组来接收特定的组播数据流。
5. 组播应用：组播被广泛应用于多媒体流媒体、视频会议、软件更新、网络监控等领域。
它可以有效地传输大量数据到多个接收者，同时减少网络负载。
6. 组播安全：组播也面临一些安全挑战，如组播源的认证、组播数据的保密性和完整性保护等。
为了确保组播的安全，可以使用加密和认证技术。
7. 组播路由协议：除了基本的组播协议，还有一些高级的组播路由协议，如 PIM （Protocol Independent Multicast）和 DVMRP（Distance Vector Multicast Routing Protocol），用于优化组播数据的传输路径。
了解组播的基本概念和知识点对于理解网络通信和多媒体应用的工作原理非常重要。
它提供了一种高效的方式来传输数据到多个接收者，提高了网络的效率和性能。
组播实现原理
组播实现原理组播（Multicast）是一种网络通信方式，它允许一台主机向一组特定的主机同时发送消息。
相比于广播（Broadcast）只能发送给所有主机的消息，组播可以选择性地发送给特定的一组主机，提供了更加灵活和高效的消息传输机制。
本文将讨论组播的实现原理，并介绍组播的应用场景和优势。
组播实现原理：组播实现依赖于因特网组管理协议（Internet Group Management Protocol, IGMP）和路由协议。
IGMP是一种协议，它允许主机加入特定的组播组，并且在网络中传递组播组的成员信息。
路由协议则负责维护和传输组播数据包，确保数据在组播组成员之间有效传递。
具体的组播实现过程如下：1.主机加入组播组：主机通过发送IGMP协议报文加入特定的组播组。
这个过程包括选择一个合适的接口，向接口发送加入组播组的请求，然后等待组播组的成员资格确认。
2.路由器转发加入报文：当主机发送加入组播组的请求后，接收到这个请求的路由器会将请求向上转发，直到达到组播组的控制器。
控制器会记录下加入组播组的主机信息，并将确认信息返回给主机。
路由器还可以根据需要加入组播组，以便接收特定的组播数据。
3.路由器构建组播树：路由器通过使用多播路由协议来构建组播树。
组播树由一系列多播路由器组成，每个多播路由器负责将数据包从源主机转发到组播组的所有成员主机。
多播路由器根据组播组成员的状态和目标主机的位置，计算出最佳的路径，以保证数据包传输的高效和可靠。
4.数据传输：当源主机想要向组播组传输数据时，它会将数据包发送到组播IP地址。
源主机的本地路由器会将数据包复制并发送到多个接口，这些接口连接着组播组的成员主机。
多播路由器将根据组播树的信息，将数据包沿着最佳路径转发给组播组的成员主机。
组播的应用场景和优势：组播广泛应用于多媒体流传输、金融交易系统、实时协同编辑、多人在线游戏等领域。
它具有以下优势：1.减少网络流量：相较于广播，组播可以选择性地将数据包发送给特定组的成员，减少了不必要的网络流量。
组播技术(单播、广播、组播)
单播、广播、组播随着Internet 的不断发展，数据、语音和视频信息等多种交互业务与日俱增，另外新兴的电子商务、网上会议、网上拍卖、视频点播、远程教学等对带宽和实时数据交互要求较高的服务逐渐兴起，这些服务对信息安全性、可计费性、网络带宽提出了更高的要求。
在网络中，存在着三种发送报文的方式：单播、广播、组播。
下面我们对这三种传输方式的数据交互过程分别进行介绍和对比。
1.1.1 单播方式的信息传输过程采用单播（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，如图1-1：假设用户B、D 和E 需要该信息，则信息源Server 必须分别和用户B、D、E 的设备建立传输通道。
由于网络中传输的信息量和要求接收该信息的用户量成正比，因此当用户数量很庞大时，服务器就必须要将多份内容相同的信息发送给用户。
因此，带宽将成为信息传输中的瓶颈。
从单播信息的传播过程可以看出，单播的信息传输方式不利于信息规模化发送。
1.1.2 广播方式的信息传输过程如果采用广播（Broadcast）方式，系统把信息传送给网络中的所有用户，不管他们是否需要，任何用户都会接收到广播来的信息，如图1-2：假设用户B、D 和E需求该信息，则信息源Server 通过路由器广播该信息，网络其他用户A 和C 也同样接收到该信息，信息安全性和有偿服务得不到保障。
从广播信息的传播过程可以看出，广播的保密性和有偿性比较差。
并且当同一网络中需求该信息的用户量很小时，网络资源利用率将非常低，带宽浪费严重。
因此，广播不利于对特定用户进行数据交互，并且还严重的占用带宽。
1.1.3 组播方式传输信息综上所述，单播方式适合用户较少的网络，而广播方式适合用户稠密的网络，当网络中需求某信息的用户量不确定时，单播和广播方式效率很低。
IP组播技术的出现及时解决了这个问题。
当网络中的某些用户需要特定信息时，组播信息发送者（即组播源）仅发送一次信息，借助组播路由协议为组播数据包建立组播分发树，被传递的信息在距离用户端尽可能近的节点才开始复制和分发，如图1-3。
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多媒体协议及组播
实时流传输协议
n RTP（Real-time Transport Protocol）实时 传输协议。
n RTCP（Real-time Transport Control Protocol）实时传输控制协议
n RTSP（Real Time Streaming Protocol）实 时流协议
3. A/V Helper程序及A/V服务器之间运行实时流 控制协议（RTSP），交换A/V传输所需的控 制信息。RTSP提供了操纵播放、快进、快倒、 暂停及录制等命令的方法。
4. A/V服务器使用RTP/UDP协议将A/V数据传输 给A/V客户程序（Helper程序）即可播放输出。
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n 实现流传输的两种方法
u 实时流传输（realtime streaming）：若 视频为实时广播，或使用流传输媒体 服务器，或应用如RTSP的实时协议， 即为实时流传输。
u 顺序流传输（progressive streaming）： 若使用HTTP服务器，文件即通过顺序 流发送。
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顺序流传输
多媒体协议及组播
常用流文件格式
文件格式扩展名
asf rm ra rp rt swf viv
媒体类型与名称
Advanced Streaming Format (Microsoft) Real Media (Video/Audio) 文件 (Real Networks) Real Audio 文件 (Real Networks) Real Pix 文件 (Real Networks) Real Text 文件 (Real Networks) Shock Wave Flash (Macromedia) Vivo Movie 文件 (Vivo Software)
压缩情况
可以 有 有 没有 没有 没有 没有 可以
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流文件格式
n 经过特殊编码，使其适合在网络上边下 载边播放，而不是等到下载完整个文件 才能播放。
n 将压缩媒体文件编码成流文件，必须加 入一些附加信息，如：计时、压缩和版 权信息。
n 可以在网上以流的方式播放标准媒体文 件，但效率不高。
n 顺序下载，在下载文件的同时用户可观看在线 媒体，在给定时刻，用户只能观看已下载的那 部分，而不能跳到还未下载的部分。
n 由于标准的HTTP服务器可发送这种形式的文 件，也不需要其他特殊协议，它经常被称作 HTTP流传输。
n 顺序流传输的速度是不能调整的。 n 在低带宽下，顺序流传输比较适合高质量的短
RTP报文头格式
0
78
15 16
31
V=2 PX
CSRC 计数
M
载荷类型
序号
时间戳
同步源（SSRC）标识符
作用源（CSRC）标识符
前12个字节是必须的。CSRC标识符列表只有在混合器 （mixer）插入时才存在
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RTP报文说明
n V(version)：RTP版本，现为2。 n P(padding)：填充标志。若设置则报文包含一个填充的八位
n RSVP（Resource Reserve Protocol） n MMS（Microsoft Media Server protocol）
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实时传输协议RTP
n RTP（Real-time Transport Protocol）是用于同 步传输实时多媒体数据流的一种传输协议。
n RTP被定义为在一对一或一对多的传输情况下 工作，其目的是提供时间信息和实现流同步。
流传输基本原理图
Web Browser HTTP/TCP 检索 Web
Server
Metafile
A/V Player（Helper）
RTSP/TCP 控制 RTP/UDP 数据
定位
A/V Server
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流媒体文件格式
n 压缩媒体文件格式 n 流文件格式 n 媒体发布格式
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n 媒体信号带宽与网络连接必须是匹配的。 n 需要专用的流媒体服务器，如：RealServer、
Windows Media Server、QuickTime Streaming Server。这些服务器允许对媒体发送进行更多 级别的控制，因而系统设置、管理比标准 HTTP服务器更复杂。 n 需要特殊网络传输协议，如：RTSP （Realtime Streaming Protocol）或MMS （Microsoft Media Server）。
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RTCP报文格式
n 见P.311 图13-5 n 分为三个部分：
1. 报文头：规定报文类型、长度及发送 方标识符。
2. 发送方信息。 3. 接收方报告块（可以为多个）。
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RTP转换器和混合器
n RTP转换器用来改变RTP报文中的数据类 型。例如将高速的视频流转换成低带宽 的视频流。
n 接收方报告（Receiver Report）：提供非主动 发送方的参与者的接收统计信息。
n 源描述报告（Source DEScription）：被RTP发 送方用来提供本地能力信息。
n BYE（goodBYE）：一个源离开一个会话时将 使用此消息。
n APP（APPlication defined）：在开发了新应用 和新特征时作为试验使用。
n RTSP在体系结构上位于RTP和RTCP之上， 它使用TCP或RTP完成数据传输。
n 本身并不发送数据流，只控制实时数据 的发送。
多媒体协议及组播
HTTP与RTSP的比较
n HTTP传送HTML，而RTSP传送的是多媒 体数据。
n HTTP请求由客户机发出，服务器作出响 应；使用RTSP时，客户机和服务器都可 以发出请求，即RTSP可以是双向的。
n RTSP在语法和操作上与HTTP/1.1类似， 因此HTTP的扩展机制大都可加入RTSP。
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资源预留协议RSVP
n RSVP（Resource reSerVe Protocol）是 Internet上的网络控制协议，运行在IP和 UDP的上层。
n 使用RSVP预留一部分网络资源，能在一 定程度上为流媒体的传输提供QoS。
多媒体协议及组播
2020/11/14
多媒体协议及组播
网络上A/V传输的两种方式
n 下载：文件大，存储容量大，网络带宽 有限，下载时间长，延迟大。
n 流（stream）传输：音视频服务器将时基 媒体向用户计算机进行连续、实时传送， 用户不必等到整个文件全部下载完毕， 而只需经过很短的启动延时即可进行观 看。当时基媒体在客户机上播放时，文 件的剩余部分将在后台从服务器内继续 下载。
片段，但用户在观看前，必须经历延迟 。 n 顺序流文件是放在标准HTTP 或 FTP服务器上，
易于管理。 n 顺序流传输不适合长片段（低带宽）和有随机
访问要求的视频，也不支持现场广播。
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实时流式传输
n 总是实时传送，特别适合现场事件，也支持随 机访问，用户可快进或后退以观看前面或后面 的内容。
RTP载荷类型
n 见P.307~308 表13-1 n RTP不仅支持音/视频流，任何连续数据
流的应用都可使用RTP服务。
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实时传输控制协议RTCP
n RTCP（Real-time Transport Control Protocol） 和RTP一起提供流量控制和拥塞控制服务。
n 在RTP会话期间，各参与者周期性地传送 RTCP包。RTCP包中含有已发送的数据包的数
n RTP通常使用UDP来传送数据，但RTP也可以 在TCP或ATM等其他协议之上工作。
n 当应用程序开始一个RTP会话时将使用两个端 口：一个给RTP，一个给RTCP。
n RTP本身并不能为按顺序传送数据包提供可靠
的传送机制，也不提供流量控制或拥塞控制，
它依靠RTCP提供这些服务。
多媒体协议及组播
多媒体协议及组播
媒体发布格式
n 是一种专门针对多媒体文件的html语言 格式。
n 用来对视听数据进行组织和安排。
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常用媒体发布格式
文件格式扩展名
asf smi ram rpm asx xml
媒体类型和名称
Advanced Streaming Format Synchronised Multimedia Integration Language (smil) RAM File Embedded RAM File ASF Stream Redirector eXtensible Markup Language
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流媒体的概念
n 指在网络上使用流传输技术的连续时基 媒体，如：音频、视频或多媒体文件。
n 流媒体在播放前并不下载整个文件，只 将开始部分内容存入内存，流媒体的数 据流随时传送随时播放，只是在开始时 有一些延迟。
n 流媒体实现的关键技术就是流传输。
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流传输的定义
n 现在泛指通过网络传送媒体（如视频、 音频）的技术总称。
量、丢失的数据包的数量等统计资料，服务
器利用这些信息动态地改变传输速率，甚至 改变有效载荷类型。
n RTCP也使用UDP进行通信，它和 RTP配合使
用，能以有效的反馈和最小的开销使传输效
率最佳化，因而特别适合传送网上的实时数
据。
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RTCP定义了五种反馈的控制信息
n 发送方报告（Sender Report）：由RTP数据流 的源通过组播发送，提供发送方观察到的传输 和接收统计信息。
压缩媒体文件格式
n 通过某种压缩算法对A/V信息重新编码， 使文件大小被处理得更小。