清晰版技术白皮书IGMP

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组播技术白皮书

摘要

ＩＰ　组播技术实现了　ＩＰ　网络中点到多点的高效数据传送因为组播能够有效地节约网络带宽降低

网络负载所以在实时数据传送多媒体会议数据拷贝游戏和仿真等诸多方面都有广泛的应用本文

介绍了组播的基本概念和目前通用的组播协议以及组播组网的基本方案并针对组播业务需求和运营过

程中面临的问题提出了电信级的可运营可管理的受控组播解决方案包括信源管理用户管理和

组播安全控制等方面的内容　

关键词　

组播　　　　运营管理　　　　受控组播　　　　ＩＧＭＰ　　　　ＤＶＭＲＰ　　　　ＰＩＭ－ＳＭ　　　　ＰＩＭ－ＤＭ　　　　ＭＢＧＰ　　　　ＭＳＤＰ　

组播概述　

1.1

组播技术的产生原因　

传统的ＩＰ通信有两种方式第一种是在一台源　ＩＰ　主机和一台目的　ＩＰ　主机之间进行即单播

ｕｎｉｃａｓｔ第二种是在一台源　ＩＰ　主机和网络中所有其它的　ＩＰ　主机之间进行即广播

ｂｒｏａｄｃａｓｔ如果要将信息发送给网络中的多个主机而非所有主机则要么采用广播方式要么由源

主机分别向网络中的多台目标主机以单播方式发送　ＩＰ　包采用广播方式实现时不仅会将信息发送给不

需要的主机而浪费带宽也可能由于路由回环引起严重的广播风暴采用单播方式实现时由于　ＩＰ　包的

重复发送会白白浪费掉大量带宽也增加了服务器的负载所以传统的单播和广播通信方式不能有效地

解决单点发送多点接收的问题　

ＩＰ　组播是指在　ＩＰ　网络中将数据包以尽力传送ｂｅｓｔ－ｅｆｆｏｒｔ的形式发送到网络中的某个确定节

点子集这个子集称为组播组ｍｕｌｔｉｃａｓｔ　ｇｒｏｕｐＩＰ　组播的基本思想是源主机只发送一份数据

这份数据中的目的地址为组播组地址组播组中的所有接收者都可接收到同样的数据拷贝并且只有组播

组内的主机目标主机可以接收该数据网络中其它主机不能收到组播组用　Ｄ　类　ＩＰ　地址

２２４．０．０．０　　２３９．２５５．２５５．２５５来标识　

1.2

组播技术的市场前景　

ＩＰ　组播技术有效地解决了单点发送多点接收的问题实现了　ＩＰ　网络中点到多点的高效数据传送

能够大量节约网络带宽降低网络负载作为一种与单播和广播并列的通信方式组播的意义不仅在于

此更重要的是可以利用网络的组播特性方便地提供一些新的增值业务包括在线直播网络电视远

程教育远程医疗网络电台实时视频会议等互联网的信息服务领域　

组播从　１９８８　年提出到现在已经经历了十几年的发展许多国际组织对组播的技术研究和业务开展进行了

大量的工作随着互联网建设的迅猛发展和新业务的不断推出组播也必将走向成熟尽管目前端到端的

全球组播业务还未大规模开展起来但是具备组播能力的网络数目在增加一些主要的　ＩＳＰ　已运行域间

组播路由协议进行组播路由的交换形成组播对等体在　ＩＰ　网络中多媒体业务日渐增多的情况下组播

有着巨大的市场潜力组播业务也将逐渐得到推广和普及　

组播技术的基本原理　

组播技术涵盖的内容相当丰富从地址分配组成员管理到组播报文转发路由建立可靠性等诸

多方面下面首先介绍组播协议体系的整体结构之后从组播地址组播成员管理组播报文转发域内

组播路由和域间组播路由等几个方面介绍有代表性的协议和机制　

2.1

组播协议体系结构　

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２２４．０．０．０　到　２２４．０．０．２５５　地址范围被　ＩＡＮＡ　预留地址　２２４．０．０．０　保留不做分配其它地址

供路由协议及拓扑查找和维护协议使用该范围内的地址属于局部范畴不论生存时间字段ＴＴＬ值是

多少都不会被路由器转发　

２２４．０．１．０　到　２３８．２５５．２５５．２５５　地址范围作为用户组播地址在全网范围内有效其中２３３／８　为　

ＧＬＯＰ　地址ＧＬＯＰ　是一种自治系统之间的组播地址分配机制将　ＡＳ　号直接填入组播地址的中间两个字

节中每个自治系统都可以得到　２５５　个组播地址　

２３９．０．０．０　到　２３９．２５５．２５５．２５５　地址范围为本地管理组播地址ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｖｅｌｙ　ｓｃｏｐｅｄ　

ａｄｄｒｅｓｓｅｓ仅在特定的本地范围内有效　

当　ＩＰ　层收到组播数据报文时根据组播目的地址查找组播转发表对报文进行转发　

2.2.3

ＩＰ　组播地址到　ＭＡＣ　地址的映射　

ＩＡＮＡ　将　ＭＡＣ　地址范围　０１：００：５Ｅ：００：００：００　￣　０１：００：５Ｅ：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　地址空间中具体的映射方法是将组播地址中的低　２３　

位放入　ＭＡＣ　地址的低　２３　位如下图所示　

由于　ＩＰ　组播地址的后　２８　位中只有　２３　位被映射到　ＭＡＣ　地址这样会有　３２　个　ＩＰ　组播地址映

射到同一　ＭＡＣ　地址上　

2.3

组播成员管理　

2.3.1

ＩＧＭＰ　（　Ｉｎｔｅｒｎｅｔ　Ｇｒｏｕｐ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ　）　

ＩＧＭＰ　协议运行于主机和与主机直接相连的组播路由器之间ＩＧＭＰ　实现的功能是双向的一方面

通过　ＩＧＭＰ　协议主机通知本地路由器希望加入并接收某个特定组播组的信息另一方面路由器通过　

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　

到目前为止ＩＧＭＰ　有三个版本ＩＧＭＰｖ１ＲＦＣ１１１２中定义了基本的组成员查询和报告过程目前通用

的是　ＩＧＭＰｖ２由　ＲＦＣ２２３６　定义在　ＩＧＭＰｖ１　的基础上添加了组成员快速离开的机制ＩＧＭＰｖ３　中增加

的主要功能是成员可以指定接收或指定不接收某些组播源的报文以下着重介绍　ＩＧＭＰｖ２　协议的原理　

ＩＧＭＰｖ２　的原理如下图所示　

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