It计算机课件 ip组播

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3种通讯模式

AB

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广播(broadcast)

没有组播的情况

流媒体

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有组播的情况

流媒体

服务器

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为什么要使用组播

♦:♦提高效率：控制网络流量，减轻主机和路由器的负载

♦:♦优化性能：减少冗余流量

♦:♦分布式应用：使多节点应用成为可能

组播的主要应用

♦:♦视频和语音会议

♦:♦视频点播

♦:♦交互式视频远程学习

♦直播电视和电台广播

♦:♦与经纪人的股票行情通信

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♦:♦协作计算1

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组播技术涉及到的主要协议

❖IGMPInternet组管理协议

*CGMPCisco组管理协议

❖IGMPsnooping

。密集模式路由选择协议

--------PIM-DM

♦:♦稀疏模式路由选择协议

--------PIM-SM

组播地址

♦:*D类地址用于组播

224.0.0,0---239.255.255.255

二层的地址由三层的组播地址计算产生

前3个字节开头固定：01005e

后3个字节取IP地址的后23位

IP地址前四位均为"1110"

例如：225・192・23.25所对应的二层1\/1人0地址就

是01005e401719

D类组播地址的分类

特殊应用：

♦:♦保留的链路本地地址224.0.0.1和224.0Q

224.0.0.0—224.0.0,255

相当于公网IP地址

♦:♦全球范围地址

224.0.1.0—238,255.255.255

♦:♦受限范围地址

239.0.0.0—239,255.255.255

♦:.GLOP地址

233.0.0.0—233,255,255.255

IGMP—Internet组管理协议

。使用通过IGMP获得的信息，路由器基于每个接口

维护一张多播组成员表

♦:*3个版本：V1、V2和V3多播源

IGMP抑制功能

♦：♦路由器周期性地向224O0.1发送查询

。主机发送单个组的报告

组的其他成员监听到报告后抑制报告发送

笔|u查询

抑制报告抑制

/\/>1C

IGMP—V1版本

1.主机离开组（不发报告了）

2.路由器发送3个普遍组查询（间隔60秒）

3.路由器没有收到这个组的IGMP报告■

4.组播组超时（离开）（最大可能延迟〜=3分钟）

。定义了2种消息：主机成员报告和主机成员查询

主机成员查询

.

主机成员报告

IGMP—V2版本

1.主机向224O02发送离开组消息（包含离开的组）

2.路由器向这个组（224.1/L1）发送特定组查询

3.3秒钟内没有收到该组的报告

4.组224.1.1.1超时（离开）

。定义了4种消息：

0X11一成员查询

0特定组查询224.1.1.1

0X12一版本1成员报告

0X16—版本2成员报告

0X17一离开组［离开组224.1.1.，

IGMP-V3版本

♦:♦其应用仍然在测试阶段

允许主机指定接收某些网络发送的某些组播组,

相比以前的版本，增加了主机的控制能力，不仅

可以指定组播组，还能指定组播的源。主要是增

加了源过滤支持。

组播分发树

♦:♦最短路径树(源分发树)

占用内存较多(S,G),但路径最优，延迟

最小

最短路径树（源分发树）

接收者1接收者2

最短路径树（源分发树）二

源A

Notation:(S.G)

S=Source

G=Group

源B

接收者1接收者2

组播分发树

♦:♦共享树

占用内存较少(*,G),路径不是最优的，引

入额外的延迟

共享树一

Notation:(*,G)

Receiver1Receiver2

共享树二

组播转发一

组播路由和单播路由是相反的

•一单播关心数据要到哪里去

•一组播关心数据从哪里来

♦:♦组播路由使用“反向路径转发”机制

(RPF,ReversePathForwarding)

反向路径转发

♦:♦何谓RPF?

路由器收到组播数据报文后，只有确认这个数据

报文是从自己到源的出接口上到来的，才进行转

发，否则丢弃报文。

♦:*RPF检查

在单播路由表中查找到组播报文源地址的路由

如果该路由的出接口就是报文的入接口，RPF成

功，否则RPF失败

举例：RPF检查

~r

o_

Source

151.10.3.21I

RPF检查失败

三Jy报文从错误接口到来!

组播报文~~

RPF检查失败

源151.10321

发出的组播数据报文

RP尝查笔J

，S1

,EO

I报文从错误接口到达

丢弃数据报文！

RPF检查成功

源151.10321

发出的组播数据报文

RPF检查成功!

单播路由表

151.10.0.0/16S1

198.14.32.0/24so

组播路由与单播路由

组播路由不是单播路由！是完完全全

的新东西，不象OSPF,也不是RIP。

组播路由协议的类型

。密集模式(Dense-mode)

•使用“推”(Push)模型(先给你，可以不要)

•组播数据整网络的泛滥(Flood)

•下游不想接收的话则剪枝(Prune)

•泛滥、剪枝、泛滥、剪枝…周而复始(通常3分钟一次)

。稀疏模式(Sparse・mode)

•使用“拉”(Pull)模型(你要了，才给你)

•组播数据只发送到有需要的地方

•有显式的加入(Join)过程

PIM(ProtocolIndependentMulticast)

♦:♦协议无关组播-支持所有的单播路由协议：静态路

由、RIP、IGRP、ISIS、BGP、OSPFo

♦:♦监听地址：224・0・0・13；

"用IP传送,协议号：0X67(103)

♦:♦两种模式：DM(Dense-mode)

SM(Sparse-mode)

PIM-DM

♦:♦使用逆向路径转发(RPF)机制

-先向网络泛滥(Flood),然后根据组播组成员关系

进行剪枝(Prune)

-使用Assert机制来剪枝冗余数据流

♦:♦定义了5种报文：Hello、Join/Prune>graft>

Graft-ACK>Assert

♦:♦适合于…-小规模的网络

PIM-DM泛滥与剪枝1

初始泛滥

<p>

组播源一

育〒网络中的每个路由器

yr都创建(s,G)!

组播数据报文一>

V

接收者

PIM-DM泛滥与剪枝2

接收者

PIM-DM泛滥与剪枝3

剪枝后

PIM-DMAssert机制

进入路由器的组播数据报文

（RPF检查都成功）

路由器从其“出接口列表”中的某个接口收

到数据！■■

-只有其中一个路由器应该继续发送数据，以

避免重

路由器发送“PIMAssert”消息

一计算distance和metric值

-谁到源的路由最优谁获胜

一如果distance和metric相等，IP地

址大的获胜

-输的就停止转发（剪枝接口）

PIM-DM评价

对于小型网络来说非常有效I

♦:♦优势：

-易于配置•■总共只有两条命令

-实现机制简单(泛滥剪枝)

♦:♦潜在问题

-泛滥剪枝过程不够高效

一复杂的Assert机缶I]

-控制和数据平面混合

•导致网络内部的所有路由器上都有(S,G)

•可能会导致非确定性的拓扑行为

-不支持共享树

PIM-SM

♦:♦支持共享树和源树

-假设没有主机需要接收组播数据，除非它们明确地发出了请求

使用“汇聚点'（RP,RendezvousPoint）

-发送者和接收者在RP处进行汇聚

发送者的第一跳路由器把发送者注册到RP上（报个到，挂个号）

接收者的DR（直连网络上的负责人）为接收者加入到共享树（树RP）

。适合于

-大规模的企业网络

-是任何网络的优选方案，不管其规模和成员密集程度。

PIM・SM共享树的加入

(*,G)仅在共享树

沿途建立

(*,G)加入

共享树

接收者

PIM・SM发送者注册1

接收者

PIM・SM发送者注册2

组播源

数据流从组播源通过

(S,G)注册(单播)源树到达RP

RP向第一跳路由器发送注册停

共享树一：止(Register-Stop)消息，停

止注册过程

源树一A

(S,G)注册停止(单播)一A

RP

组播源

源数据流沿源树（SPT）

流向RP

从RP开始，数据流延

共享树）流向接收者

数据流（RPT

共享树

源树

PIM-SMSPT切换1

PIM-SMSPT切换2

组播源

PIM-SMSPT切换3

PIM-SMSPT切换4

RP的配置

路由器必须知道如何找到RP,有3种方法可

以实现：

RP地址可以静态的配置在每一台路由器上

:用开放标准的自举协议BSR来指定和宣告RP

用Cisco拥有知识产权的Auto・RP来实现

PIM-SMBSR机制

♦:*BSR是标准的RP选举与维护机制，所有支

持PIM-SM的设备都会支持BSR机制。

♦:*BSR是PIM-SM网络里的管理核心。

•BSR即“BootstrapRouter”，自举路由器

-负责在PIM-SM网络启动后，收集网络内的RP信息，为每个组选

举出RP,然后将RP集(即组-RP映射数据库)发布到整个PIMSM

网络。

•一个网络内部只有一个BSR

-可以配置多个候选BSR(C-BSR)

一旦某个BSRDown掉，可以切换到另外一个

一候选RP(C-RP)将声明发送到BSR

•GRP通告通过单播发送

•BSR在RP集存储所有的GRP通告

-BSR周期性地向所有路由器发送BSR消息

•BSR消息包含整个RP-set和BSR地址

•消息一跳一跳地自BSR向整个网络泛滥(flood)

-所有的路由器使用收到的RP集来确定RP

•所有路由器都使用相同的RP选择算法，选择的RP也是一致的

•候选RP1M

-通过全局命令配置

-ippimrp-candidateinterface-name[group-listacl]

-ORP消息单播至BSR

•从BSR消息中获得BSR地址

•C-RP通告周期发送（缺省6