组播原理详解

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1、组播原理第一章 概 述随着数据通信技术的不断发展，各项基于数据通信技术的业务层出不穷，FTP，HTTP，SMTP等传统的数据通信业务已经不能满足人们对信息的需求，视频点播，远程教学，新闻发布，网络电视等新型业务也逐渐发展起来，并被引入数据通信网络。这些新型业务的特点是，有一个服务器（我们把这个服务器称为媒体流服务器）在发布信息，而接收端数量很大，可能有成千上万个，而且具体数目不固定。在这种方式下，我们可以使用传统的客户服务器（C/S）模型解决，按照下面的思路：1。在媒体流服务器上启动媒体流播放进程，作为服务器；2。客

2、户端每当想接受某个媒体流服务器的数据的时候，通过给出该媒体流服务器的IP地址，来跟该媒体流服务器建立连接（比如，TCP连接等）；3。媒体流服务器维护一个客户列表，采用轮循的方式向每个客户发送媒体流。可以看出，这样的解决方案有两个缺陷：1。客户数目很大的时候，媒体流服务器就有可能承受不了，因为这种媒体流跟传统的窄带业务（比如HTTP等）不同，它需要很高的带宽来传输，而且服务器还必须维护每个客户的信息；2。严重浪费网络资源，相同的数据可能在网上传播了很多次，在一些带宽较低的链路上，可能引起严重的通信瓶径。在这个时候，我们

3、自然而然的想起了组播。这种技术最适合上面的这些新型业务。因为组播通信有下列优点：1。媒体流服务器不必知道某个客户端的存在，它只管把媒体流以组播地址播放出去即可，而且仅仅播放一份；2。媒体流数据在网上仅仅传送一份即可，即使有成千上万个客户端；3。客户端不必向媒体流服务器注册，如果想接收某个媒体流服务器的数据，仅仅加入该媒体流服务器所播放的数据所在的多播组即可。组播技术从提出到现在，它的一些标准和技术已经相当完善了，但推广还不是十分广泛，尤其是在我国，人们对组播的认识还处于一个朦胧的阶段，更谈不上规模应用。为了让大家尽快

4、的了解组播技术，我们在本文中给出一些学习指引，主要有下列内容：1。组播基础概念，这些概念是深入学习组播的最基础的东西，如果对这些基础概念不了解，学习组播将是一句空话；2。流行组播协议，在文中我们不具体分析哪种组播协议，而给出组播协议的一些共性，并列举了目前比较流行的组播协议和它的应用场合；3。列举了一些参考资料，这些资料按照不同的读者层次列举，既有面向组播专家的高级论题，也有面向初学者的入门文章。总之，本文是面向组播初学者的，如果你从没有接触过组播技术，那么仔细的阅读本文并掌握介绍的一些基本概念，然后参考文中列举的其

5、他文章，将会是一种良好的学习路径。如果您是一位组播技术方面的专家，阅读本文也不无裨益，您可以从不同的角度来了解组播的基础概念，也可以参考文中提到的其他组播文章，相信对您也是有好处的。第二章 二层组播基础概念在前面的介绍中，我们讨论了用多播的方式解决新型流媒体业务的好处，在该部分中，我们结合一个实际的网络给出一些多播的基础概念，掌握这些基础概念是深入掌握多播技术的前提。2.1网络实例有下面一个网络需求： 在图中，媒体流服务器通过以太网交换机LSWA，跟核心路由器GSRA连接起来，并启动流媒体进程，不断的以多播IP地址2

6、24.10.10.10发送媒体流。GSRA和GSRB之间采用以太网连接起来，GSRB通过以太网交换机LSWB连接了许多终端，其中两台终端需要媒体流服务器播放的媒体流。下面我们仔细分析每一个步骤，在分析的过程中引入并介绍一些基础的组播概念。2.2组播MAC地址和组播IP地址在前面的介绍中，我们提到了媒体流服务器不断的以多播IP地址224.10.10.10发送媒体流，224.10.10.10这个IP地址就是一个多播IP地址。按照IP协议规定，位于224.0.0.1—239.255.255.255范围内的IP地址都是多播地

7、址。所谓多播地址，实际上是一个逻辑的概念，在网络上，没有一个计算机的IP地址是一个多播IP地址，多播IP地址仅仅代表了一个逻辑的组，加入该组的终端设备可以以该组所在的多播地址为目的IP地址来发送数据，这时候，发送的数据不是针对某个具体主机的，而是针对一组机器，想接收这个多播数据流的计算机，只要倾听接收到的每个数据报，判断该数据报的目的IP地址是不是组播组的IP地址即可。若是，则接收，否则丢弃。为了更好的理解组播IP地址的概念，我们举一个例子，如下面的网络图所示：主机A（最左边的一台计算机）不断的以组播IP地址224.

8、10.10.10发送数据，这时候主机B（中间计算机）想接收组播组224.10.10.10的数据，于是它就会监听每个收到的数据报，判断该数据报目的IP地址是不是224.10.10.10，如果不是则丢弃，如果是则接收下来送到上层处理。这里牵涉到了一个问题：主机B的哪个模块判断接收到的数据报是不是组播数据报，并且是不是针对组224.10.10.10的