中科大計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課件

Chapter15Multicastingand

MulticastRoutingProtocolsChapter15Chapter15Multicastingand

Mul1MulticastingandMulticastRoutingProtocols多播和多播路由選擇協(xié)議INTRODUCTION引言MULTICASTROUTING多播路由選擇MULTICASTTREES多播樹MULTICASTROUTINGPROTOCOLS多播路由選擇協(xié)議DVMRP距離向量多播路由選擇協(xié)議MOSPF多播開放最短通路優(yōu)先CBT核心基干樹PIM協(xié)議無關(guān)多播MBONE多播主干Chapter15MulticastingandMulticastRou215.1INTRODUCTION引言單播：一個(gè)源端，一個(gè)目的端。多播：一個(gè)源端，多個(gè)目的端。廣播：一個(gè)源端，其他都是目的端。Internet明確地不支持廣播，因?yàn)檫@會(huì)產(chǎn)生非常巨大地通信量，同時(shí)它所需要地帶寬也是非常巨大的。洪泛（Floodingbroadcasts）：路由器從它的所有的接口轉(zhuǎn)發(fā)分組，但分組進(jìn)入的口除外。洪泛提供了廣播，但也產(chǎn)生了回路。Chapter1515.1INTRODUCTION引言單播：一個(gè)源端，一個(gè)3Unicasting在單播路由選擇中，路由器只從它的一個(gè)接口轉(zhuǎn)發(fā)收到的分組。Chapter15Unicasting在單播路由選擇中，路由器只從它的一個(gè)接口4Multicasting

在多播路由選擇中，路由器可以從它的多個(gè)接口轉(zhuǎn)發(fā)收到的分組。Chapter15Multicasting在多播路由選擇中，路由5Multicastingversusmultipleunicasting多播和多個(gè)單播源發(fā)端發(fā)送出單個(gè)分組源發(fā)端發(fā)送出多個(gè)分組Chapter15Multicastingversusmultipleu6用多個(gè)單播來仿真多播是低效率的，因?yàn)檫@可能會(huì)產(chǎn)生很大的時(shí)延，特別是對于很大的多播組。多播的應(yīng)用：訪問分布是數(shù)據(jù)庫信息傳播傳播新聞電視會(huì)議遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)Chapter15用多個(gè)單播來仿真多播是低效率的，因?yàn)檫@可能會(huì)產(chǎn)生很大的時(shí)延，715.2MULTICASTROUTING

多播路由選擇多播的目標(biāo)：目的端應(yīng)當(dāng)收到一個(gè)且僅僅是一個(gè)多播分組的副本，不允許收到多個(gè)副本。非目的端不能收到副本。在路由選擇中必須沒有回路；也就是說，一個(gè)分組通過某個(gè)路由器不能超過一次。從源端到每一個(gè)目的端路徑必須是最佳的（最短路徑）Chapter1515.2MULTICASTROUTING

多播路由8多播常用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)單播中，Internet或部分Internet可以用圖來表示。多播中，Internet或部分Internet可以用樹來表示。多播中用到的樹：源端在樹根而目的端在樹葉－－支撐樹。最短路徑支撐樹：從樹根到樹葉的每一條路徑都是可能的最短路徑（按照某種度量）。Chapter15多播常用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)單播中，Internet或部分Inte915.3MULTICASTTREES多播樹多播協(xié)議在多播是使用兩種多類型的樹：源端基準(zhǔn)樹（Source-basedtree）和組共享樹（Group-sharedtree）。源端基準(zhǔn)樹：源端和組的組合構(gòu)成的樹。N個(gè)組、M個(gè)源端，有N×M棵樹；每一個(gè)樹對應(yīng)不同的源端－組的組合。組共享樹：使用組共享的方法構(gòu)成的樹。N個(gè)組，最多只有N棵樹。Chapter1515.3MULTICASTTREES多播樹多播協(xié)議在多10Source-basedtreeapproach源端基準(zhǔn)樹方法Chapter15Source-basedtreeapproach源端基11Group-sharedtreeapproach組共享樹方法Chapter15Group-sharedtreeapproach組共享1215.4MULTICASTROUTINGPROTOCOLS多播路由選擇協(xié)議Chapter1515.4MULTICASTROUTINGPROT1315.5MULTICASTDISTANCE

VECTOR:DVMRPDVMRP是基于單播DVRP的擴(kuò)展，必須滿足：防止回路的生成防止重復(fù)，即每個(gè)網(wǎng)絡(luò)只允許收到一個(gè)副本多播路徑是最短路徑能提供動(dòng)態(tài)的成員關(guān)系Chapter1515.5MULTICASTDISTANCE

14常用的DVMRP逆路徑轉(zhuǎn)發(fā)（RPF--reversepathforwarding）是一種對洪泛（flooding）的修正（消除了洪泛的環(huán)），但RPF不能保證每個(gè)網(wǎng)絡(luò)只收到一個(gè)副本。逆路徑廣播（RPB）是一種對RPF的修正，指定了路由器的父路由器。逆路徑多播（RPM）對RPB增加了修剪（pruning）和移植（grafting），以支持動(dòng)態(tài)成員關(guān)系的變化，形成使用的多播協(xié)議。Chapter15常用的DVMRP逆路徑轉(zhuǎn)發(fā)（RPF--reversepa15Reversepathforwarding逆路徑轉(zhuǎn)發(fā)RPF只轉(zhuǎn)發(fā)最短路徑端口進(jìn)入的分組（與洪泛不同）如何判斷？（書上例1）Chapter15ReversepathforwardingRPF只轉(zhuǎn)發(fā)最16RPF過程Chapter15RPF過程Chapter1517RPF多副本的例子Chapter15RPF多副本的例子Chapter1518RPFversusRPB通過指定父路由器，消除多副本（使圖變成樹）。指定父路由器策略：選擇到源路徑最短的路由器作為父節(jié)點(diǎn)路由器，若路徑相同就選IP地址最小的一個(gè)。該策略保證了RPB創(chuàng)建了從源端到每一個(gè)目的端的最短路徑樹Chapter15RPFversusRPB通過指定父路由器，消除多副本（使19RPF,RPB,andRPMChapter15RPF,RPB,andRPMChapter152015.6MULTICASTLINKSTATE

ROUTING:MOSPF利用OSPF原理，對每一個(gè)源/組對（source/grouppair）創(chuàng)建一棵最小代價(jià)樹。問題：組地址不唯一，且一臺(tái)主機(jī)可屬于多個(gè)組成員關(guān)系經(jīng)常改變對多播分組用Dijkstra算法很花時(shí)間解決辦法：增加一個(gè)組成員關(guān)系LSA，把主機(jī)的單播地址和組地址或主機(jī)發(fā)起的地址聯(lián)系起來。由這樣的數(shù)據(jù)庫得到的樹只包含屬于一個(gè)特定組的主機(jī)。路由器隨時(shí)計(jì)算樹的最小代價(jià)。Chapter1515.6MULTICASTLINKSTATE

2115.7CORE-BasedTREE:CBT核心基干樹（CBT）協(xié)議是組共享協(xié)議，它使用一個(gè)核心（core）路由器作為樹根。每一個(gè)組使用一棵樹，分組發(fā)送過程：源端把多播分組封裝在單播分組中，發(fā)往核心路由器。核心路由器把這個(gè)單播分組拆封，轉(zhuǎn)發(fā)給相關(guān)（感興趣）的接口。收到多播分組的每一個(gè)路由器接著再把它轉(zhuǎn)發(fā)到所有“感興趣”的接口。AS被劃分為許多區(qū)域（region），每一個(gè)區(qū)域選擇一個(gè)核心路由器。Chapter1515.7CORE-BasedTREE:CBT核心基干樹（22具有匯集（核心）路由器的組共享樹Chapter15具有匯集（核心）路由器的組共享樹Chapter1523向匯集（核心）路由器發(fā)送多播分組Chapter15向匯集（核心）路由器發(fā)送多播分組Chapter152414.8ProtocolIndependentMulticast:PIMProtocolIndependentMulticast(PIM)isthenamegiventotwoindependentmulticastroutingprotocols:ProtocolIndependentMulticast,DenseMode(PIM-DM)andProtocolIndependentMulticast,SparseMode(PIM-SM).【協(xié)議無關(guān)多播（PIM）是兩個(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（PIM-DM）和協(xié)議無關(guān)多播－稀疏方式（PIM-SM）?！緾hapter1514.8ProtocolIndependentMult25PIM-DMPIM-DM用于當(dāng)每個(gè)路由器都有可能參加多播的情況（密集方式）下，如局域網(wǎng)的環(huán)境。（采用類似廣播的方式）PIM-DM使用RPF和修剪/移植策略來處理多播。但是，它與底層的單播協(xié)議無關(guān)。PIM-DM的工作原理類似DVMRP。Chapter15PIM-DMPIM-DM用于當(dāng)每個(gè)路由器都有可能參加多播的情26PIM-SMPIM-SM用于當(dāng)每一個(gè)路由器都較小可能參加多播的情況（稀疏方式），如在廣域網(wǎng)環(huán)境中。PIM-SM與CBT相似，但使用了更加簡單的過程。Chapter15PIM-SMPIM-SM用于當(dāng)每一個(gè)路由器都較小可能參加多播2715.9Multicastbackbone:

MBONEAmulticastroutermaynotfindanothermulticastrouterintheneighborhoodtoforwardthemulticastpacket.Asolutionforthisproblemistunneling.Wemakeamulticastbackbone(MBONE)outoftheseisolatedroutersusingtheconceptoftunneling.【某個(gè)多播路由器在轉(zhuǎn)發(fā)多播分組時(shí)可能在近鄰找不到其他的多播路由器。該問題的一種解決方案就是隧道技術(shù)。我們利