ip组播技术在视频中的应用 2004

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1、IP组播技术在视频中的应用2004-3-18信息产业部电信研究院通信标准所袁琦　　摘要：随着流媒体、视频等业务在Internet上的相继开展，IP组播技术和应用开始快速发展。本文主要分析IP组播技术的产生、概念和特点，以及相关技术，最后介绍了IP组播技术在视频业务中的应用。　　关键词：IP组播视频协议　　一、引言　　随着网络的发展，人们在网络平台上开发了各种业务，如E-mail、TELNET、FTP、WWW等业务，这些都是点到点的数据传输；而人们更希望在Internet上开视频会议、听现场音乐会、看实况转播等，这些是点到多点或多点到多点的数据传输，需要采用IP组

2、播（IPmulticast）通信技术。目前，这种技术已成为国外各种研究团体和科研机构研究的热点，许多网络厂商纷纷提供能支持IP组播技术的产品，一些网络提供服务商(ISP)也逐渐提供这种高级服务，许多提供大规模网络应用和服务的大公司开始使用组播通信。　　二、IP组播技术的产生　　IP组播的概念最早在1988年出现在Stevedeering的博士论文中，并在1989年Stevedeering对标准IP网络层协议进行了扩展，提出了IP组播规范；1992年3月第一次建立组播主干网MBone，IETF并成功地在组播网上举行了一次会议，才引起了人们的广泛关注。而第一个WWW

3、浏览器出现在1990年，到1993年已发展到100个WWW站点，所以组播和WWW虽处于同一时期，但组播的发展远远慢于WWW，主要原因是IP组播通信模式需要状态相当复杂的路由器，要求路由器能提供每个群组和每个源的信息状态，并且随着Internet的越来越复杂给组播的进一步发展带来了困难。后来，出现的一些设计精巧的组播路由协议（如PIM-DM、PIM-SM等），使组播IP包能正确而又迅速地发送给成千上万的接收者，IP组播的技术和应用开始快速发展。　　目前，IP组播可以运行在任意体系结构的网络之上，包括因特网、ATM、帧中继、SMDS和卫星，并许多应用领域，能应用在视

4、频会议、多媒体、新闻发布和来自太空的远程实况广播。　　三、IP组播的概念　　IP组播是利用一种协议将IP数据包从一个源传送到多个目的地，将信息的拷贝发送到一组地址，到达所有想要接收它的接收者处。IP组播是将IP数据包“尽最大努力”传输到一个构成组播群组的主机集合，群组的各个成员可以分布于各个独立的物理网络上。IP组播群组中成员的关系是动态的，主机可以随时加入和退出群组，群组的成员关系决定了主机是否接收送给该群组的组播数据包，不是某群组的成员主机也能向该群组发送组播数据包。　　同单播（unicast）和广播（broadcast）相比，组播效率非常高，因为任何给定的

5、链路至多用一次，可以节省网络带宽和资源。　　在一个单播（unicast）环境里，视频服务器依次送出n个信息流，由网络中的用户接收，共需要nx1.5Mbit/s的带宽；如果服务器处于10Mbit/s的以太网内，6~7个信息流就占满了带宽；若在一个高速的以太网里，最多只能容纳250~300个1.5Mbit/s的视频流，所以服务器与主机接口间的容量是一个巨大的瓶颈。　　在一个组播（multicast）环境里，不论网络中的用户数目有多少，服务器发出的一个视频流，由网络中的路由器或交换器同时复制出n个视频流，广播到每个用户，仅需1.5Mbit/s的带宽。　　可见，IP组播

6、能够有效地节省网络带宽和资源，管理网络的增容和控制开销，大大减轻发送服务器的负荷，从而高性能地发送信息。　　另外，组播传送的信息能同时到达用户端，时延小，且网络中的服务器不需要知道每个客户机的地址。所有的接收者使用一个网络组播地址，可实现匿名服务，并且IP组播具有可升级性，与新的IP和业务能相兼容。　　四、IP组播技术的特点　　IP组播技术具有以下特点。　　1.群地址　　在组播网中，每个组播群组拥有惟一的组播地址（D类地址），一部分IP组播地址是由Internet管理机构分配的，其他的组播地址作为暂时地址被用户使用；组播数据包可以送到标识目的组机的组地址，发送者

7、不必知道有哪些组成员，它自己不必是组成员，对组成员中主机的数目和位置也没有限制。主机不需要和组成员以及发送者商量，可以任意加入和离开组播组；使用组地址，不必知道主机指定的位置，可以找到具有此组播地址的任何资源和服务器，在动态变化的信息提供者中搜寻到需要的信息，或者发布信息到任意大小的可选用户群。　　2.规模可扩展性　　如果网络速率提高，广域组播网络的容量需要扩大，后来产生的组播路由算法和协议如PIM-DM、PIM-SM、CBT等都支持网络规模的扩展，而上述的群地址和动态性也是适应规模可扩展性的另一方面。　　3.健壮性　　IP组播网络使用的路由协议和算法能适应网络

8、路由动态变化，它采用软件