基于共享树组播路由算法改进探究

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1、基于共享树组播路由算法改进探究　　【文章摘要】组播技术的实现，解决了IP网络中单点到多点的高效数据传输问题，并有效地利用网络带宽，降低网络负载。组播技术在实时数据多点传输、多媒体现场会议、大量数据拷贝、大型游戏和仿真，以及现在普遍的IPTV等方面有广泛的应用。本文主要针对传统的主要组播路由算法进行优劣分析，通过改进，弥补当前的组播路由算法缺点，提出基于稀疏模式下的新的组播路由算法，并通过图形等方式描述组播的路由建立和删除以及可靠性等算法的具体实现原理。【关键词】组播；IGMP；PIM-SM；PIM-DM；RP1组播协议IGMP（InternetGroupMa-nagementPro

2、tocol）介绍以及常用组播方式分析组播路由主要分为两大类，信源树SourceTree和共享树SharedTree。信源树，又称最短路径树，shortestpathtree6SPT，是指以组播源作为树根，将组播源到每一个接收者的最短路径计算并联合起来组成的的树状转发路由网络。该组播路由方式是通过组播源发起建立组播共享树命令，向所有路由器发送该命令，携带源端口和组播号，以及目的端口，路由器通过源端口号和目的端口号判断该组播是否需要从该路由器转发，通过比对，将不需要转发的端口进行删除，即剪枝操作，如果所有端口都不可达，即剪掉当前组播组。共享树，是选择某个路由器作为多播路由的根节点，此路

3、由器被称为汇聚点RendezvousPointRP，根节点路由器通过最短路径算法建立组播路由，所以，所有要发送组播报文的组播源，在发送报文之前，都需要到RP上进行注册，然后通过直连的路由器来确定到RP的最短路径，通过RP路由器来确定到目的地的最短路径。RP成为了组播树的根结点。信源树模式下，整个网络需要发送大量的组播信元，同时通过路由器进行剪枝判断后建立当前组播树。该算法通常运在PIMDM（ProtocolindependentMulticastDenseMode）模式，即多点广播密集模式，该模式部署小规模的网络，不会有大量的多播剪枝和多播环产生。共享树模式，相对于信源树，算法和存

4、储表相对简单，主要运用在PIMSM（ProtocolindependentMulticastSparseMode）多点广播稀疏模式，通过RP收集并记录对组播数据有需求的路由器，并通过RP将组播数据转发到其他路由器。主要用于大型网络中发送者和接收者距离远，且组播流持续性差的点到多点的组播服务。2基于共享树的组播路由改进算法6组播路由算法稀疏模式方案中，我们介绍到该算法要求系统中有RP路由器，而且组播发送方和接收方必须都通过该RP路由器建立链接，一个系统中设定一个，此时组播业务的转发不能做到最短路径，而且系统可靠性有所降低，例如，有大量组播业务时，所有流量必须经过RP路由器，导致RP路

5、由器输出接口流量剧增，容易引发网络拥塞。或则当前RP路由器相关接口有物理损坏，会导致某些发送端不能发送组播业务，接收端不能接收所有组播业务。组播路由建立过程算法介绍：以稀疏模式为基础，即首先需要借助单播路由，在组播发送方和接收方向上，首先需要有单播路由通路，即保证物理上有通路。即由组播接收方发起加入组播请求到组播发送方向，我们称之为REQ。此时，组播发送方接到该请求后，发送该组播ID和发送源ID，需要封装为特殊的报文，我们称之为SETUP，即加入此组播业务的建立请求，该报文相当于是对组播接收方的答复。此报文沿单播路由路径进入路由器，路由器需要配合该协议，查询到当前的组播加入请求后，

6、查询该组播在当前的路由器中是否存在，通过查询组播ID和6源ID进行对比和记录，如果发现当前路由器中并没有有该组播组有效的记录，则记录当前组播组和当前组播发送端口，该发送端口即为当前组播请求答复的目的端口ID，即组播接收端ID；当前路由器通过查询发现当前已经有该组播ID有效存在，并且端口不相同，则对该组播新增叶子节点，同样记录该叶子节点输出端口，即组播接收端口。如果当前路由器通过查询发现当前存在该ID，且有效，并且出口相同，则不新增组播叶子节点，将此组播新增请求回复报文按照目的IP进行转发。在该请求回复报文的转发过程中，所有收到该报文的路由器都重复上面的操作，直到该请求回复报文转发到

7、目的地，即组播接收端，此时，整个组播路径的路由信息完全建立，接收端收到该报文后，回复ACK报文到组播发送方，此时组播发送端就可以开始发送组播报文。该算法中，整个网络中不需要RP路由器，即不用集中多播业务，也不需要由组播发送端进行广播发送，由路由器来做组播剪枝操作。图1中1号箭头为终端加入组播申请发送请求，2号箭头线为组播源发送组播建立回应，并且各节点路由器开始建立组播树。6组播叶节点删除介绍：当某个组播叶节点需要删除，即当前接收方需要断开此组播链接时，需要发送删除链接