Internet組播

1、本文格式為Word版，下載可任意編輯Internet組播 組播(multicast)：解決了一個(gè)主機(jī)向特定的多個(gè)接收者發(fā)送消息的方法。 單播方式：單點(diǎn)發(fā)送多點(diǎn)接收的點(diǎn)對點(diǎn)傳輸。 單播方式不能適應(yīng)Internet上諸如流媒體、視頻會(huì)議和視頻點(diǎn)播等多媒體業(yè)務(wù)類業(yè)務(wù)傳輸特性的需求。區(qū)分：單播：將一個(gè)分組發(fā)送到一臺(tái)主機(jī)上；廣播：將一個(gè)分組發(fā)送給指定網(wǎng)絡(luò)中的全部主機(jī)；組播：將一個(gè)分組發(fā)送到一組主機(jī)上。 一、IP組播 IP組播：指一個(gè)IP報(bào)文向一個(gè)“主機(jī)組”的傳送，這個(gè)包含零個(gè)或多個(gè)主機(jī)的主機(jī)組由一個(gè)單獨(dú)的IP地址標(biāo)識(shí) 。主機(jī)組的成員可以動(dòng)態(tài)變化：主機(jī)有權(quán)選擇加入或者退出某個(gè)主機(jī)組；主機(jī)可以加入多個(gè)主機(jī)組

2、；可以向自己沒加入的主機(jī)組發(fā)送數(shù)據(jù)?！敖M播地址”：最高四位為“1110”，范圍從224.0.0.0開頭，到239.255.255.255結(jié)束，通常被稱為D類地址或主機(jī)組地址。除目的地址部格外，組播報(bào)文與一般報(bào)文沒有區(qū)分，網(wǎng)絡(luò)盡力傳送但不保證送達(dá)！IP組播地址可用作數(shù)據(jù)報(bào)的目的地址；不消失在源地址字段、源路由或記錄路由的選項(xiàng)中；不會(huì)生成關(guān)于組播數(shù)據(jù)報(bào)的ICMP差錯(cuò)報(bào)文，發(fā)往組播地址的ping得不到回答。IP組播使用數(shù)據(jù)報(bào)的目的地址來規(guī)定數(shù)據(jù)報(bào)必需通過組播進(jìn)行交付！ 從IP組播地址中衍生第2層組播地址(組播MAC地址) 計(jì)算方法：把IP地址的最終23位拷貝到MAC地址的最終23位，然后把這23位前

3、面的那一位置為0，MAC地址的前24位必需為0x01-00-5E。例如：組播IP地址224.0.1.128，其16進(jìn)制表示為0xE0-00-01-10，最低的23位為0x00-01-10，計(jì)算得出的MAC地址為：0x01-00-5E-00-01-10。“組播地址”分類：永久IP組地址：是周知的，由Internet管理機(jī)構(gòu)安排，用于Internet上的主要服務(wù)以及基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)維護(hù)，是保留地址。臨時(shí)IP組地址：除永久組地址外的非保留D類地址，相應(yīng)于瞬變組播群組，需要使用時(shí)則創(chuàng)建，群組成員為0時(shí)則丟棄。臨時(shí)組地址：由網(wǎng)絡(luò)管理員選擇，需要保證該地址在肯定的范圍內(nèi)沒有其它的主機(jī)組在使用這個(gè)組播地址。永久組地

4、址:從224.0.0.0到224.0.0.255的D類地址，專用于組播選路和群組維護(hù)協(xié)議，路由器禁止轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)往該地址范圍的數(shù)據(jù)報(bào)。 224.0.0.1永久安排給全系統(tǒng)群組，包含一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上的全部主機(jī)和路由器。 224.0.0.2永久安排給全路由器群組，只包含參加的路由器。都用于掌握協(xié)議，不用于通常的數(shù)據(jù)交付；發(fā)往這些地址的數(shù)據(jù)報(bào)只到達(dá)與發(fā)送方處于同一本地網(wǎng)絡(luò)的機(jī)器，沒有對應(yīng)于互聯(lián)網(wǎng)中全部系統(tǒng)和路由器的IP組播地址。IP組播分組的轉(zhuǎn)發(fā)：由支持組播的路由器來處理，主機(jī)發(fā)出的IP組播分組在本子網(wǎng)內(nèi)被全部本組播組成員接收，同時(shí)與該子網(wǎng)直接相連的組播路由器會(huì)把組播報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)到全部包含該組播組成員的網(wǎng)絡(luò)上。生存

5、期值(TTL,Time-to-Live)：打算組播報(bào)文傳遞的范圍，假如TTL值等于或者小于設(shè)置的路由器端口TTL門限值，路由器將不再轉(zhuǎn)發(fā)該報(bào)文。組播系統(tǒng)的三個(gè)概念性組成部分：組播編址方法必需適應(yīng)兩個(gè)相互沖突的目標(biāo)：允許安排地址時(shí)的本地自治；同時(shí)定義具有全局含義的地址。有效的通知和交付機(jī)制主機(jī)需要一種通知機(jī)制把自己參加的組播群組通知給路由器；路由器需要一種交付機(jī)制把組播分組傳輸給主機(jī)。有效的網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)工具組播轉(zhuǎn)發(fā)工具的設(shè)計(jì)目標(biāo)是既有效又具有動(dòng)態(tài)性，應(yīng)當(dāng)能夠沿最短路徑路由組播分組；不應(yīng)當(dāng)沿?zé)o法到達(dá)群組成員的路徑發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)；應(yīng)當(dāng)允許主機(jī)在任何時(shí)刻參與或退出群組。二、Internet群組管理協(xié)議 IGM

6、PInternet組管理協(xié)議IGMP：是TCP/IP的標(biāo)準(zhǔn)之一，全部接收IP組播的機(jī)器都需要IGMP，組播路由器和實(shí)現(xiàn)組播的主機(jī)用IGMP來進(jìn)行群組成員信息的通信。IGMP的兩個(gè)工作階段：第一階段：當(dāng)主機(jī)加入一個(gè)新組播群組時(shí)，要把一個(gè)IGMP報(bào)文發(fā)送給組播地址中的每個(gè)主機(jī)，宣布其成員；本地組播路由器接收到這個(gè)報(bào)文后，向互聯(lián)網(wǎng)上其它組播路由器傳播這個(gè)群組成員信息，以建立必要的路由。其次階段：為適應(yīng)動(dòng)態(tài)的成員，本地組播路由器周期性地輪詢本地網(wǎng)絡(luò)上的主機(jī)，以便確定現(xiàn)在各個(gè)群組中有哪些主機(jī)，若經(jīng)過若干次輪詢后，某個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)始終沒有某群組中的成員，則組播路由器認(rèn)為該群組中不再有本網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)，停止向其它組

7、播路由器通告該群組的成員信息。主機(jī)使用IGMP消息通告本地的組播路由器其想接收組播流量的主機(jī)組地址。主機(jī)組成員表：組播路由器通過IGMP協(xié)議為其每個(gè)端口都維護(hù)一張主機(jī)組成員表，并定期探詢表中的主機(jī)組的成員，以確定該主機(jī)組是否存活。群組參照計(jì)數(shù)器：IGMP維護(hù)一個(gè)群組參照計(jì)數(shù)器，初始值為1，新應(yīng)用程序加入群組時(shí)給相應(yīng)項(xiàng)的計(jì)數(shù)器加1；一個(gè)應(yīng)用程序退出群組時(shí)該計(jì)數(shù)器值減1，當(dāng)該計(jì)數(shù)器的值為0時(shí)，主機(jī)就通知組播路由器它將要退出這個(gè)群組。IGMP軟件響應(yīng)各種IGMP報(bào)文的動(dòng)作： IGMP報(bào)文格式每個(gè)IGMP報(bào)文準(zhǔn)確包含8個(gè)八位組 8八位組IGMP報(bào)文格式 類型字段： 標(biāo)識(shí)報(bào)文的類型。 暫停時(shí)間：當(dāng)路由器

8、輪詢?nèi)航M成員時(shí)，容納了群組成員計(jì)算的最大隨機(jī)時(shí)延間隔，以0.1秒計(jì)，群組中的每臺(tái)主機(jī)都延遲0到該指定值之間的一段隨機(jī)時(shí)間，然后進(jìn)行響應(yīng)，默認(rèn)的最大值為10秒。 校驗(yàn)和：包含該報(bào)文的校驗(yàn)和。群組地址：用于指定特定群組、包含0或表示全部群組，路由器向特定群組發(fā)送查詢時(shí)，或主機(jī)發(fā)送成員報(bào)告時(shí)會(huì)填寫該字段。在任何狀況下IGMP都不支持查找地址：IGMP并未供應(yīng)允許主機(jī)發(fā)覺群組IP地址的機(jī)制，應(yīng)用程序在使用IGMP加入群組之前必需知道群組地址。三、組播選路分布樹：在傳送組播分組時(shí)，指派路由器需要構(gòu)造一個(gè)連接全部組播組成員的樹，依據(jù)這個(gè)樹路由器可以得出轉(zhuǎn)發(fā)分組的一條唯一路徑。由于成員可以動(dòng)態(tài)的加入和退出，

9、分布樹必需動(dòng)態(tài)更新！分布樹分類依據(jù)構(gòu)造方法的不同源分布樹：以組播源為根節(jié)點(diǎn)，構(gòu)造到全部組播組成員的生成樹，通常也稱為最短路徑樹(SPT)。共享分布樹：也稱為RP樹或基于核心的樹(CBT)，構(gòu)造方法是以網(wǎng)絡(luò)中的某一個(gè)指定的路由器為根節(jié)點(diǎn)，該路由器稱為集合點(diǎn)或中心點(diǎn)，由此節(jié)點(diǎn)生成包含全部組成員的樹。使用共享分布樹時(shí)，組播源需要首先把組播分組發(fā)送給集合點(diǎn)路由器，再由這個(gè)路由器轉(zhuǎn)發(fā)給其他的組成員。組播路由協(xié)議的主要任務(wù)：構(gòu)造組播的分布樹，使組播分組能夠傳送到相應(yīng)的組播組成員。組播路由協(xié)議分類依據(jù)對網(wǎng)絡(luò)中的組播成員的分布和使用的不同密集模式路由協(xié)議(DM)：通常用于組播成員較為集中、數(shù)量較多并且有足夠帶

10、寬的網(wǎng)路環(huán)境，比如公司或園區(qū)的局域網(wǎng)；用定期廣播組播報(bào)文的方法維護(hù)組播分布樹，只使用源分布樹(SPT)。距離向量組播路由協(xié)議DVMRP：基于距離向量算法的組播路由協(xié)議，被PIM和MOSPF所取代。組播OSPF協(xié)議MOSPF協(xié)議無關(guān)組播協(xié)議密集模式PIM-DM：不需要單獨(dú)的組播協(xié)議，利用路由器上單播路由協(xié)議的路由表反向路徑轉(zhuǎn)發(fā)檢查，獲得組播分布樹。PIM-DM的開銷小許多，用于組播源和目的特別靠近、接收者數(shù)量大于發(fā)送者數(shù)量并且組播流量比較大的環(huán)境中效果很好。稀疏模式路由協(xié)議(SM)：通常應(yīng)用在網(wǎng)路稀疏分布、網(wǎng)絡(luò)沒有充分帶寬的狀況，如廣域網(wǎng)環(huán)境；采納選擇性的建立和維護(hù)分布樹的方式，由空樹開頭，僅當(dāng)成員顯式的懇求加入分布樹才做出修改?；谥行牡姆植紭鋮f(xié)議CBT：