网络组播协议的分析与设计

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1、信息工程学院实用网络设计与配置课程设计报告题目：网络组播协议的分析与设计专业：信息管理与信息系统班级：12级姓名：张晓学号：1214210129完成时间：2014年7月2日指导教师：李红卫一、选题题目和意义随着网络技术的不断完善和发展,以全球互联网(internet)为代表的各种网络在近十年得到了迅猛的发展。网络带宽越来越高,用户数量越来越多,视频点播(VOD/AOD)、远程教学、新闻发布、网络电视,多站点文件传输、多媒体远程教育、计算机支持的协同工作等新类型的多媒体业务将成为新一轮运营竞争的焦点，在这种情况下,采用传统的客户服务器模型将重浪费网络资源,相同的数据可

2、能在网上传播很多次,在一些带宽较低的链路上,极可能引起严重的通信瓶径，就必然带来了网络拥挤问题。为了缓解网络瓶颈,人们提出各种方案,主要包括采用：链路聚合技术,以增加互连带宽采用服务器的集群技术，以改变网络流量结构、减轻主干网的瓶颈应用QOS机制,把带宽分配给一部分应用采用IP组播技术，有效解决网络的拥塞等，IP组播技术以其独特的优越性使它成为当前网络多媒体信息技术的佼佼者。目前，使用得最为广泛的组播技术是IPMulticast。IP组播技术是一种为优化使用网络资源而产生的技术，通常用于多点工作方式下的应用程序中，它是标准IP网络层协议技术的一个扩展。从SteveD

3、eering于1989年提出的IETF的RFC1112“HostExtensionforIPMulticast”中的定义我们可以得知：IP组播的核心思想是——通过一个IP地址向一组主机发送数据（UDP包）。发送者仅仅向一个组地址发送信息，接收者只需加入到这个分组就可以接收信息，所有的接收者接收的是同一个数据流，组中成员是动态的，可以根据自己的意愿随时随意加入或退出。每一台主机都可以同时加入到多个组中，每一个组播地址可以在不同的端口或者不同的套接字（Socket）上有多个数据流，同时许多实际应用可以共享一个组地址。IP组播技术可以有效地避免重复发送可能引起的广播风暴，

4、并且能够突破路由器的限制，将数据包传送到其它网段。一、主要研究内容1.IP组播IP组播是指一个IP报文向一个“主机组”的传送，这个包含零个或多个主机的主机组由一个单独的IP地址标识。主机组地址也称为“组播地址”，或者D类地址。除了目的地址部分，组播报文与普通报文没有区别，网络尽力传送组播报文但是并不保证一定送达。主机组的成员可以动态变化，主机有权选择加入或者退出某个主机组。主机可以加入多个主机组，也可以向自己没有加入的主机组发送数据。主机组有两种：永久组和临时组。永久组的IP地址是周知的，由Internet管理机构分配，是保留地址。临时组的地址则使用除永久组地址外的

5、非保留D类地址。IP组播分组在互联网上的转发由支持组播的路由器来处理。主机发出的IP组播分组在本子网内被所有主机组成员接收，同时与该子网直接相连的组播路由器会把组播报文转发到所有包含该主机组成员的网络上。2.IP组播技术体系结构　　组播协议分为主机-路由器之间的组成员关系协议和路由器-路由器之间的组播路由协议。组成员关系协议包括IGMP(互连网组管理协议)。组播路由协议分为域内组播路由协议及域间组播路由协议。域内组播路由协议包括PIM-SM、PIM-DM、DVMRP等协议，域间组播路由协议包括MBGP、MSDP等协议。同时为了有效抑制组播数据在链路层的扩散，引入了I

6、GMPSnooping、CGMP等二层组播协议。　　IGMP建立并且维护路由器直联网段的组成员关系信息。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进行组播数据包转发。域间组播路由协议在各种自治域间发布具有组播能力的路由信息以及组播源信息，以使组播数据在域间进行转发。3.组播和单播的区别为了让网络中的多个主机可以同时接受到相同的报文，如果采用单播的方式，源主机必须不停的产生多个相同的报文来进行发送，对于一些对时延很敏感的数据，在源主机要产生多个相同的数据报文后，在产生第二个数据报文，这通常是无法容忍的。而且对于一台主

7、机来说，同时不停的产生一个报文来说也是一个很大的负担。如果采用组播的方式，源主机可以只需要发送一个报文就可以到达每个需要接受的主机上，这中间还要取决于路由器对组员和组中关系的维护和选择。4.组播技术的优缺点（1）优点：增强效率，控制网络流量，减少服务器和CPU负载；优化性能，消除流量冗余；分布式应用，使多点传输成为可能；（2）缺点：组播应用基于UDP；尽最大努力交付；无拥塞控制；数据包重复；数据包的无序交付；5.组播PIMDM模式PIM-DM能够使用由OSPF、IS-IS、BGP等产生的单播路由表。同时在执行RPF检查时，PIM-DM也能够通过配置使用由MBGP