组播技术白皮书

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1、组播技术白皮书摘要IP组播技术实现了IP网络中点到多点的高效数据传送因为组播能够有效地节约网络带宽降低网络负载所以在实时数据传送多媒体会议数据拷贝游戏和仿真等诸多方面都有广泛的应用本文介绍了组播的基本概念和目前通用的组播协议以及组播组网的基本方案并针对组播业务需求和运营过程中面临的问题提出了电信级的可运营可管理的“受控组播”解决方案包括信源管理用户管理和组播安全控制等方面的内容关键词组播运营管理受控组播IGMPDVMRPPIM-SMPIM-DMMBGPMSDP1组播概述1.1组播技术的产生原因传统的IP通信有两种方式第一种是在一台源IP主机和一台目的IP主机之间

2、进行即单播unicast第二种是在一台源IP主机和网络中所有其它的IP主机之间进行即广播broadcast如果要将信息发送给网络中的多个主机而非所有主机则要么采用广播方式要么由源主机分别向网络中的多台目标主机以单播方式发送IP包采用广播方式实现时不仅会将信息发送给不需要的主机而浪费带宽也可能由于路由回环引起严重的广播风暴采用单播方式实现时由于IP包的重复发送会白白浪费掉大量带宽也增加了服务器的负载所以传统的单播和广播通信方式不能有效地解决单点发送多点接收的问题IP组播是指在IP网络中将数据包以尽力传送best-effort的形式发送到网络中的某个确定节点子集这个

3、子集称为组播组multicastgroupIP组播的基本思想是源主机只发送一份数据这份数据中的目的地址为组播组地址组播组中的所有接收者都可接收到同样的数据拷贝并且只有组播组内的主组播技术白皮书机目标主机可以接收该数据网络中其它主机不能收到组播组用D类IP地址224.0.0.0239.255.255.255来标识1.2组播技术的市场前景IP组播技术有效地解决了单点发送多点接收的问题实现了IP网络中点到多点的高效数据传送能够大量节约网络带宽降低网络负载作为一种与单播和广播并列的通信方式组播的意义不仅在于此更重要的是可以利用网络的组播特性方便地提供一些新的增值业务包括

4、在线直播网络电视远程教育远程医疗网络电台实时视频会议等互联网的信息服务领域组播从1988年提出到现在已经经历了十几年的发展许多国际组织对组播的技术研究和业务开展进行了大量的工作随着互联网建设的迅猛发展和新业务的不断推出组播也必将走向成熟尽管目前端到端的全球组播业务还未大规模开展起来但是具备组播能力的网络数目在增加一些主要的ISP已运行域间组播路由协议进行组播路由的交换形成组播对等体在IP网络中多媒体业务日渐增多的情况下组播有着巨大的市场潜力组播业务也将逐渐得到推广和普及2组播技术的基本原理组播技术涵盖的内容相当丰富从地址分配组成员管理到组播报文转发路由建立可靠性

5、等诸多方面下面首先介绍组播协议体系的整体结构之后从组播地址组播成员管理组播报文转发域内组播路由和域间组播路由等几个方面介绍有代表性的协议和机制2.1组播协议体系结构根据协议的作用范围组播协议分为主机-路由器之间的协议即组播成员管理协议以及路由器-路由器之间协议主要是各种路由协议组成员关系协议包括IGMP互连网组管理协议组播路由协议又分为域内组播路由协议及域间组播路由协议两类域内组播路由协议包括PIM-SMPIM-DMDVMRP等协议域间组播路由协议包括MBGPMSDP等协议同时为了有效抑制组播数据在二层网络中的扩散引入了IGMPSnooping等二层组播协议第2

6、页共18页组播技术白皮书通过IGMP和二层组播协议在路由器和交换机中建立起直联网段内的组成员关系信息具体地说就是哪个接口下有哪个组播组的成员域内组播路由协议根据IGMP维护的这些组播组成员关系信息运用一定的组播路由算法构造组播分发树在路由器中建立组播路由状态路由器根据这些状态进行组播数据包转发域间组播路由协议根据网络中配置的域间组播路由策略在各自治系统ASAutonomousSystem间发布具有组播能力的路由信息以及组播源信息使组播数据能在域间进行转发2.2组播地址机制2.2.1组播IP地址IP组播地址用于标识一个IP组播组IANA把D类地址空间分配给组播使用

7、范围从224.0.0.0到239.255.255.255如下图所示二进制表示IP组播地址前四位均为“1110”字节0字节1字节2字节332位IP地址1110XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX固定为1110图1IP组播地址格式2.2.2组播地址的划分整个IP组播地址的空间划分如下图所示239.255.255.255本地管理组播地址239.0.0.0238.255.255.255用户组播地址224.0.1.0224.0.0.255预留组播地址224.0.0.0第3页共18页组播技术白皮书图2组播地址划分其中224.0.0.0到224.0.0.2

8、55地址范围被IANA预