网际多目标广播PPT资料.ppt

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/组播所需要的环境对本地的IP组播，主机节点所需要的环境是：

TCP/IP协议堆中可支持IP组播。

软件支持网际主机组管理协议IGMP（InternetGroupManagementProtocol），这样就可以申请参加组播组（multicastgroup）和接收组播。

要有IP组播应用软件，例如电视会议软件。

在WAN网络上IP组播还需要：

在接收两端之间的所有路由器都具备组播的功能。

能识别防火墙以使组播畅通。

8http:

/组播技术的基本原理1.组播协议体系结构2.组播地址3.组播成员管理协议IGMP4.路径选择与路由协议9http:

/组播协议体系结构1.组播成员管理协议IGMP：

主机-路由器之间的协议。

2.路由协议：

路由器-路由器之间协议。

1.密集型组播路由协议：

包括DVMRP、MOSPF、PIM-DM等协议。

2.稀疏型组播路由协议：

包括CBT、PIM-DS。

10http:

/组播地址地址的分配由因特网指派号码注册中心IANA（InternetAssignedNumbersAuthority）掌握。

其中D类地址空间分配给组播使用，范围从224.0.0.0到239.255.255.255。

局部链接地址：

224.0.0.0224.0.0.255，用于局域网，路由器不转发属于此范围的IP包；

用户组播地址：

224.0.1.0238.255.255.255，用于全球范围或网络协议；

管理权限地址：

239.0.0.0239.255.255.255，组织内部使用，用于限制组播范围；

11http:

/地址的映射IP组播地址到MAC地址的映射：

IANA将MAC地址范围01:

00:

5E:

0001:

7F:

FF:

FF分配给组播使用，这就要求将28位的IP组播地址空间映射到23位的MAC地址空间中，。

因为IP多播地址的高5位未影射，因此，影射的MAC地址不是唯一的，共有32个IP多播地址影射到一个MAC地址。

12http:

/地址的映射1110XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX0000000100000000010111100XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX48位MAC地址32位IP地址5位未映射后23位直接映射13http:

/组播成员管理协议IGMP1.Internet组管理协议2.组播源广告通知3.接收端加入组播组4.接收端退出组播组14http:

/Internet组管理协议1）IGMP协议运行于主机和与主机直接相连的组播路由器之间。

2）功能是双向的：

主机功能路由器功能3）IGMP消息格式：

4）IGMP工作原理：

15http:

/主机功能主机通过IGMP协议，通知本地路由器希望加入并接收某个特定组播组的信息；

16http:

/路由器功能路由器通过IGMP协议周期性地查询局域网内某个已知组的成员是否处于活动状态（即该网段是否仍有属于某个组播组的成员），实现所连网络组成员关系的收集与维护。

通过IGMP，在路由器中记录的信息是某个组播组是否在本地有组成员，而不是组播组与主机之间的对应关系。

17http:

/IGMP消息格式IGMP消息封装在IP数据包。

主机成员查询（HostMembershipQuery）数据包。

主机成员报告（HostMembershipReport）数据包，它们具有相同的固定格式。

版本类型未用检查和组播地址（D类）0347815163118http:

/IGMP消息格式IGMPv1类型：

1=主机成员询问2=主机成员报告IGMPv2将版本与类型合并为类型：

0x11=成员询问0x12=IGMPv1成员报告0x16=IGMPv2成员报告0x17=退出主机组19http:

/IGMP工作原理MRMR组播网络MR：

组播路由器组成员组成员组成员定时查询特定查询响应抑制查询响应主动报告加入、离开MRMR20http:

/IGMP工作原理1.当同一个网段内有多个组播路由器时，IGMP通过查询器选举机制从中选举出唯一的查询器。

查询器周期性地发送通用组查询消息进行成员关系查询；

2.主机发送报告消息来响应查询。

主机发送报告消息的时间有随机性，当检测到同一网段内有其它成员发送同样的消息时，则抑制自己的响应报文。

3.如果有新的主机要加入组播组，不必等待查询器的查询消息，而是主动发送报告消息。

当要离开组播组时，主机发送离开组消息；

4.收到离开组消息后，查询器发送特定组查询消息来确定是否所有组成员都已离开。

5.对于作为组成员的路由器而言，其行为和普通的主机一样，响应其它路由器的查询。

21http:

/组播源广告通知组播会话消息可通过因特网广告通知接收端。

广告使用应用层的广播会话说明协议SDP（SessionDescriptionProtocol）来发布。

这个协议发送广告的地址是224.2.2.2，UDP端口号是4000。

可用一台主机运行用户代理来收集广告并把广告摘要用图形方式向用户显示。

第一个这样的用户代理叫做会话目录SD（SessionDirectory），它除了显示公告之外，也启动多目标应用程序和为任何一个新的多目标广播会话选择一个地址。

当源端开始一个新的多目标广播时，SD就从多目标地址空间中随机地选择一个多目标广播地址。

22http:

/接收端加入组播组当某个主机加入某一个组播组时：

它通过“成员资格报告”消息通知它所在的IP子网的组播路由器。

将自己的IP模块做相应的准备，以便开始接收来自该组播组传来的数据。

如果这台主机是它所在的IP子网中第一台加入该组播组的主机，通过路由信息的交换，组播路由器加入组播分布树。

23http:

/接收端退出组播组当每一个主机离开某一个组播组时，需要通知子网组播路由器，组播路由器立即使用“成员资格查询”消息向IP子网中的所有组播组询问。

如果某一组播组在IP子网中已经没有任何成员，那么组播路由器在确认这一事件后，将不再在子网中转发该组播组的数据。

与此同时，通过路由信息交换，从特定的组播组分布树中删除相应的组播路由器。

24http:

/路径选择与路由协议1.组播树的概念2.两种基本的路径选择法3.密集型组播路由协议:

DVMRP、MOSPF、PIM-DM等协议。

4.稀疏型组播路由协议:

25http:

/组播树的概念组播源组成员MRMRMRMRMRMRMRMRMR组成员组成员组成员组成员MR：

组播路由器26http:

/网络组播树建立过程网络使用路由协议建立从源端到所有希望参加会话的组成员之间的组播树。

网络建立组播树的过程如下：

1.组播源把数据或者组播通知发送给所有路由器。

2.不想参加组播的终端逆向发送一个删除消息。

3.删除没有成员的分支和不在最短路径树上的分支。

4.在组播源生成最短路径树。

5.使用联结和删除功能改变成员之间的关系。

27http:

/组播树的结构组播源组成员MRMRMRMRMRMRMRMRMR组成员组成员组成员组成员MR：

组播路由器28http:

/组播路由分类1.信源树（SourceTree）：

以组播源作为树根，将组播源到每一个接收者的最短路径结合起来构成的转发树。

由于信源树使用的是从组播源到接收者的最短路径，因此也称为最短路径树（shortestpathtree，SPT）。

2.共享树（SharedTree）：

以某个路由器作为路由树的树根，该路由器称为汇集点（RendezvousPoint，RP），将RP到所有接收者的最短路结合起来构成转发树。

29http:

/信源树组播源1组成员MRMRMR组成员组成员MR：

组播路由器RP：

汇集点由器组播源2RP组成员MR30http:

/共享树组播源1组成员MRMRMR组成员组成员MR：

组播路由器组播源2MR组成员MR31http:

/信源树与共享树比较1.信源树的优点是能构造组播源和接收者之间的最短路径，使端到端的延迟达到最小；

2.信源树的缺点是，在路由器中必须为每个组播源保存路由信息，这样会占用大量的系统资源，路由表的规模也比较大。

3.共享树的最大优点是路由器中保留的状态数可以很少。

4.缺点是组播源发出的报文要先经过RP，再到达接收者，经由的路径通常并非最短，对RP的可靠性和处理能力要求很高。

32http:

/逆向路径转发（RPF）RPF（ReversePathForwarding）在组播中，报文是发送给一组接收者的，这些接收者用一个逻辑地址标识。

路由器在接收到报文后，必须根据源和目的地址确定出上游（指向组播源）和下游方向，把报文沿着远离组播源远离组播源的方向进行转发。

33http:

/RPF检查使用原有的单播路由表以确定上游和下游的邻接结点。

只有当报文是从上游邻接结点对应的接口到达时，才向下游转发。

否则，丢弃该报文。

RPF的作用除了可以正确地按照组播路由的配置转发报文外，还能避免由于各种原因造成的环路问题。

34http:

/RPF检查过程组播源1组成员MRAMRDMRB组成员MR：

组播路由器组成员MRC子网N0C1D0B1路由表D网络入口出口N0B1C1N0C1D0路由表C网络入口出口N0A1C1C1C0A135http:

/两种基本的路径选择法根据组播组成员在整个网络上预期的分布情况，IP组播路由协议选择通常遵循下述两种基本假设来制定：

组播组成员密布在整个网络上，也就是许多子网至少包含一个成员，并且带宽很充裕。

组播组成员稀疏地分布在整个网络，并且未必有充裕的带宽可用。

36http:

/距离矢量组播路由协议（DVMRP）1.DVMRP采用逆向路径组播（RPM）算法进行组播转发，沿着源的组播分发树向下转发组播报文。

2.当叶子路由器不再需要组播数据包时，它朝着组播源发送剪枝消息，对组播分发树进行剪枝。

3.当剪枝区域内出现了组播组成员时，而是主动向上游发送嫁接报文，以使剪枝状态变为转发状态。

4.在多路访问网络中，DVMRP可为每个源选择一个唯一的转发器。

37http:

/DVMRP特点而路由树的建立过程可以概括为“扩散扩散与剪枝与剪枝”（BroadcastandPrune）。

转发特点可以概括为“被动接受，主动被动接受，主动退出退出”。

适合在子网上密布组播组的情况下。

在组播组稀疏分布在广域网上的情况下，会使网络的性能严重下降。

组播路由状态信息的数量问题。

38http:

/DVMRP跨越广播树的构造过程组播源MR1MR3MR2MR4MR6MR7MR5MR8组成员组成员组成员组成员本地子网39http:

/构造过程在第1次转发时，消息到达路由器MR1。

在第2次转发时，消息到达路由器MR2、3和4。

在第3次转发时，消息到达路由器MR5、6和8，同时MR3和MR4交换消息。

在第4次转发时，消息到达路由器MR7。

由于MR7是一个叶子路由器，而且在子网上没有广播组的成员，所以它就回送一个剪除消息给路由