多播和Internet組管理協(xié)議

1、第6章 多播和Internet組管理協(xié)議IGMP 主要內(nèi)容n多播概念 nInternet組管理協(xié)議(IGMP) n多播路由選擇 6.1 多播概念n以太網(wǎng)多播 nIP多播 n使用以太網(wǎng)多播實(shí)現(xiàn)IP多播 6.1.1 以太網(wǎng)多播n硬件多播可以看作是廣播的更一般形式，可以實(shí)現(xiàn)同時(shí)與一組站點(diǎn)的通信，但有一個(gè)限制條件，就是這一組站點(diǎn)只能在同一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)(網(wǎng)段)上。6.1.2 IP多播nIP多播允許一個(gè)源站與一組目的站的通信，但是最主要的區(qū)別在于該組目的站可以位于互聯(lián)網(wǎng)上的任意物理網(wǎng)絡(luò)上，這一組目的站稱為多播群組(multicast group)，或簡(jiǎn)稱群組。 IP多播特征 n轉(zhuǎn)發(fā)IP多播分組需要特殊的多播

2、路由器。n群組地址。n動(dòng)態(tài)群組成員。n成員和傳輸。任意站點(diǎn)都可以向任何群組發(fā)送IP分組，群組成員只用于確定站點(diǎn)是否接收發(fā)往群組的IP分組。n交付機(jī)制。IP多播與其它IP分組交付使用同樣的盡最大努力交付機(jī)制。n底層硬件使用。如果底層網(wǎng)絡(luò)支持硬件多播，則可以使用硬件多播發(fā)送IP多播。如果硬件不支持多播，則使用廣播或單播來實(shí)現(xiàn)IP多播。6.1.3 使用以太網(wǎng)多播實(shí)現(xiàn)IP多播以太網(wǎng)地址28比特群組標(biāo)識(shí)群組標(biāo)識(shí)中的低23比特復(fù)制到以太網(wǎng)群組中48比特以太網(wǎng)地址群組標(biāo)識(shí)中的低23比特群組(23比特)多播地址(25比特)5比特未使用0111D類IP地址6.2 Internet組管理協(xié)議(IGMP)nIGMP

3、工作原理 nIGMP報(bào)文 6.2.1 IGMP工作原理n多播路由器負(fù)責(zé)把多播分組分發(fā)給一個(gè)群組中的各個(gè)成員。換言之，如果有多個(gè)多播路由器連接在同一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)上，它們的多播地址表一定是互斥的。 站點(diǎn)加入群組的流程 否是MG在成員關(guān)系表中？站點(diǎn)檢查群組MG的成員關(guān)系表進(jìn)程P申請(qǐng)加入群組MG站點(diǎn)發(fā)送群組成員關(guān)系報(bào)告加入站點(diǎn)的群組成員關(guān)系表多播路由器刪除一個(gè)群組MG的流程 否是在指定時(shí)間內(nèi)收到應(yīng)答？多播路由器發(fā)送MG的查詢報(bào)告收到站點(diǎn)退出群組MG的報(bào)告刪除群組MG不刪除群組MG站點(diǎn)收到多播路由器發(fā)送的一般查詢報(bào)文后的處理流程 無有無是否有站點(diǎn)接收多播路由器發(fā)送的一般查詢報(bào)告(群組MG)站點(diǎn)中有群組MG

4、？啟動(dòng)隨機(jī)數(shù)計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)時(shí)間到？監(jiān)聽其它站點(diǎn)對(duì)群組MG的報(bào)告群組MG成員關(guān)系報(bào)告？站點(diǎn)發(fā)送群組MG的成員關(guān)系報(bào)告結(jié)束6.2.2 IGMP報(bào)文311680類型最長(zhǎng)響應(yīng)時(shí)間校驗(yàn)和群組地址6.3 多播路由選擇n多播路由特性 n多播路由實(shí)現(xiàn)目標(biāo) n多播轉(zhuǎn)發(fā)樹 n多播路由選擇協(xié)議 6.3.1 多播路由特性n動(dòng)態(tài)路由要求。在單播路由中只有當(dāng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)改變或設(shè)備出故障時(shí)才會(huì)發(fā)生路由改變，多播路由中應(yīng)用程序加入或退出一個(gè)群組就會(huì)發(fā)生多播路由的變化。n多播轉(zhuǎn)發(fā)需要路由器檢查多個(gè)目的地址。n多播分組可以從非群組成員的主機(jī)上發(fā)起，并且可以通過任何沒有群組成員的網(wǎng)絡(luò)。6.3.2 多播路由實(shí)現(xiàn)目標(biāo)n群組的每一個(gè)成

5、員當(dāng)且僅當(dāng)收到一個(gè)多播分組的副本，不允許收到多個(gè)副本。n非群組成員不能收到副本。n路由選擇中沒有回路。n從源站到每一個(gè)目的站的路徑必須是最佳的。6.3.3 多播轉(zhuǎn)發(fā)樹n多播轉(zhuǎn)發(fā)分組時(shí)，多播路由協(xié)議使用了兩種類型的多播轉(zhuǎn)發(fā)樹：源站基準(zhǔn)樹和群組共享樹。 源站基準(zhǔn)樹 n使用源站基準(zhǔn)樹的多播路由選擇協(xié)議有：距離向量多播路由協(xié)議(Distance Vector Multicast Routing Protocol，簡(jiǎn)稱DVMRP）、多播開放最短路徑優(yōu)先協(xié)議（Multicast Open Shortest Path First，簡(jiǎn)稱MOSPF）和協(xié)議無關(guān)多播-密集方式(Protocol-Independe

6、nt Multicast-Dense Mode，簡(jiǎn)稱PIM-DM) 。 群組共享樹 n每一個(gè)群組共享同樣的樹。如果在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中有N個(gè)群組，那么就有N棵樹，每一棵樹對(duì)應(yīng)于一個(gè)群組。6.3.4 多播路由選擇協(xié)議n距離向量多播路由協(xié)議(DVMRP) nOSPF多播擴(kuò)展(MOSPF) n核心基干樹(CBT) n協(xié)議無關(guān)多播(PIM) 距離向量多播路由協(xié)議(DVMRP)n距離向量多播路由協(xié)議 (Distance Vector Multicasting Routing Protocol，簡(jiǎn)稱DVMRP)是基于源站的路由選擇協(xié)議，允許多播路由器之間傳遞群組成員關(guān)系和路由信息。當(dāng)路由器收到發(fā)往一個(gè)群組的分組時(shí)

7、，通過源站基準(zhǔn)樹中各分枝的網(wǎng)絡(luò)鏈路發(fā)送分組的副本。 RPM工作的基本原理1）源站使用廣播方式向互聯(lián)網(wǎng)中的所有網(wǎng)絡(luò)發(fā)送第一個(gè)分組。2）每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的多播路由器使用IGMP維護(hù)本網(wǎng)絡(luò)的群組成員關(guān)系，一旦多播路由器發(fā)現(xiàn)對(duì)某個(gè)群組沒有興趣，就向上游路由器發(fā)送修剪報(bào)文。3）如果某路由器已經(jīng)發(fā)送了修剪報(bào)文，但通過IGMP又發(fā)現(xiàn)要加入某個(gè)群組，此時(shí)就發(fā)送移植報(bào)文。OSPF多播擴(kuò)展(MOSPF)nOSPF多播擴(kuò)展(Multicast Extensions to OSPF，簡(jiǎn)稱MOSPF) 使用多播鏈路狀態(tài)路由選擇創(chuàng)建源站基準(zhǔn)樹。MOSPF依賴于單播路由協(xié)議OSPF。 核心基干樹(CBT)n核心基干樹 (Core

8、 Based Trees，簡(jiǎn)稱CBT)避免進(jìn)行廣播。當(dāng)站點(diǎn)使用IGMP加入一個(gè)特定群組時(shí)，本地路由器在轉(zhuǎn)發(fā)多播分組之前必須通知其它路由器。CBT構(gòu)建多播轉(zhuǎn)發(fā)樹時(shí)，為了能夠適應(yīng)不同的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模，CBT把互聯(lián)網(wǎng)劃分成區(qū)域，每個(gè)區(qū)域的大小由網(wǎng)絡(luò)管理員確定。協(xié)議無關(guān)多播(PIM) n協(xié)議無關(guān)多播(Protocol Independent Multicast，簡(jiǎn)稱PIM)包括兩個(gè)獨(dú)立的多播路由選擇協(xié)議的名稱：協(xié)議無關(guān)多播-密集方式（Protocol Independent Multicast-Dense Mode，簡(jiǎn)稱PIM-DM）和協(xié)議無關(guān)多播-稀疏方式（Protocol Independent Multicast-Sparse Mode，簡(jiǎn)稱PIM-SM）。PIM-DM nPIM-DM是基于源站的路由選擇協(xié)議nPIM-DM不依賴于任何單播路由協(xié)議nPIM-DM更加傾向于簡(jiǎn)單性和獨(dú)立性，甚至不惜增加分組復(fù)制引起的額外開銷