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组播学习笔记 王吉忠 2005-09-29 学习提纲 组播由来 组播地址 IGMP协议 组播路由协议 学习提纲 组播由来 组播地址 IGMP协议 组播路由协议 数据转发方式回顾－－单播、广播、组播 组播优点 适合组播的应用 多媒体 流媒体 培训、联合作业场合的通信 视频/音频会议 数据仓库 金融应用（股票） 任何的“单到多”数据发布应用 组播需要解决的问题 在路由网络上支持组播需要解决三个基本问题： 必须有一系列标识组播组的地址 必须有规范主机加入、离开组播组的机制 必须定义一些组播路由协议，这些协议使得路由器高效地向组成员转发组播数据流而不会过高地消耗网络带宽和性能。 学习提纲 组播由来 组播地址 IGMP协议 组播路由协议 组播组地址 IP组播地址 以太网组播地址 IP组播地址 A类地址（第一个Bit总为0） 1－126 B类地址（前两个Bit总为10） 128－191 C类地址（前三个Bit总为110） 192－223 D类地址（前四个Bit总为1110） 224－239 一个组播组就是一个IP地址，不表示具体的主机，而是表示一系列系统的集合，主机加入某个组播组 即声明自己接收某个IP地址的报文。 D类地址无子网，因而D类地址共有28位可变bit，总共有2^28个组播地址空间。 IP组播地址划分 保留的本地组播组地址 用于路由协议及网络维护功能，路由器不转发目的地为这些地址空间内的数据报文 224.0.0.0～224.255.255.255 TTL=1 例如： 224.0.0.1 子网内所有系统 224.0.0.2 子网内所有路由器 224.0.0.4 DVMRP路由器 224.0.0.5 所有的OSPF路由器 224.0.0.6 OSPF DR路由器 224.0.0.9 RIP-2路由器 224.0.0.13 PIM路由器 224.0.1.39 Cisco-RP-Announce 224.0.1.40 Cisco-RP-Discovery IP组播地址划分 管理范围地址（Administrative Scoped Address） 239.0.0.0～239.255.255.255 与通过TTL值来设定组播边界不一样，而是通过组播地址来设定组播边界 目标为管理范围地址的组播数据不能通过已配置的管理边界 管理范围地址是本地配置，因此在整个管理边界内不必唯一 有点类似于RFC1918定义的私有单播地址 不能用于Internet全局传输 用于有限范围内的组播传输 以太网组播地址－－组播IP地址到MAC地址的映射 将组播IP地址的低23位映射到保留组播MAC地址的低23位 学习提纲 组播由来 组播地址 IGMP协议 组播路由协议 IGMP协议 组成员关系概念 IGMP协议简介 组成员相关概念 加入/离开组 加入反应时间 离开反应时间 组维护 一个网络上存在多路由器 加入/离开组 组播源不必知道哪些主机是其组成员，成员在任何时候都可以自由的加入或者离开组 在路由网络上，路由器仅把组播数据转发到存在接收者的网络上，这样符合组播的目的：节省网络资源。 路由器必须有一种方法来判断其连接的网络上是否有组成员，如果有，又属于哪个组。 当路由器接收到组播流，它向其直连网络查询（Query）是否有加入接收组的成员。查询报文目标地址可以是224.0.0.1，也可能是特定的组播数据流的地址。一旦有主机响应查询，路由器即可转发报文至对应的网络。 路由器周期性的查询网络，如果成员存在，则响应查询报文使得路由器知道他们仍需要接收组播数据，如果没有主机响应，路由器则认为网络上无成员，从而终止组播流转发 加入反应时间 为了加快主机加入组、接收组播数据的时间，主机可以不用等待路由器的查询报文，而是直接发送请求加入的报文。路由器一旦接收到请求报文，立即向该网络发送组播报文。 如果路由器的所有子网上都没有成员，并且这些子网也不是转发组播流给其它路由器的中继网络，则路由器要求上游（Upstream）路由器不要再发送组播流给它。一旦路由器在其直连网络接口上接收到一个加入请求，它向上游发送请求接收相关的组播流。 主机发送请求给本地路由器后就处于等待路由器向其上游路由器请求响应流量的状况，加入反应时间（join Latency）就增加了。 Join Latency：自主机发送加入信息至实际接收到组播流的时间间隔成为加入反应时间 离开反应时间 在主机离开组时允许主机显式地告知本地路由器同样是高效的。这样路由器高效的判断网络上是否存在组播成员而不是等待一段时间后发现无主机应答其查询报文才得到无成员的判断。 一旦接收到离开报文，路由器立刻发送查询消息，查询是否有其它成员