看成一种与单播(Unicast)和播送(Broadcast)并排的通讯方式,组播(Multicast)时间大致灵验地惩办单点发送、多点接管的问题,从而竣事了收罗中点到多点的高效数据传送自拍偷拍]藝校兩女生自慰裸聊視頻,大致从简无数收罗带宽、缩小收罗负载。
期骗组播时间不错轻易地提供一些新的升值业务,包括在线直播、收罗电视、辛勤阐明、辛勤医疗、收罗电台、实时视频会议等对带宽和数据交互的实时性条款较高的信息干事。
三种信息传输方式的比较1. 单播方式的信息传输如图1所示,在IP收罗中若遴选单播的方式,信息源(即Source)要为每个需要信息的主机(即Receiver)王人发送一份稀零的信息拷贝。
图1 单播方式的信息传输
假定Host B、Host D和Host E需要信息,则Source要与Host B、Host D和Host E分别缔造一条稀零的信息传输通谈。
遴选单播方式时,收罗中传输的信息量与需要该信息的用户量成正比,因此当需要该信息的用户数目较大时,信息源需要将多份骨子疏浚的信息发送给不同的用户,这对信息源以及收罗带宽王人将形成弘远的压力。
从单播方式的信息传播经过不错看出,该传输方式不利于信息的批量发送。
2. 播送方式的信息传输如图2所示,在一个网段中若遴选播送的方式,信息源(即Source)将把信息传送给该网段中的总共主机,而非论其是否需要该信息。
图2 播送方式的信息传输
假定只消Host B、Host D和Host E需要信息,若将该信息在网段中进行播送,则蓝本不需要信息的Host A和Host C也将收到该信息,这么不仅信息的安全性得不到保险,而且会形成团结网段中信息的泛滥。
因此,播送方式不利于与特定对象进行数据交互,况兼还残害了无数的带宽。
3. 组播方式的信息传输总而言之,传统的单播和播送的通讯方式均不行以最小的收罗支出竣事单点发送、多点接管的问题,IP组播时间的出现实时惩办了这个问题。
如图3所示,当IP收罗中的某些主机(即Receiver)需要信息时,若遴选组播的方式,组播源(即Source)仅需发送一份信息,借助组播路由契约缔造组播分发树,被传递的信息在距离组播源尽可能远的收罗节点才驱动复制和分发。
图3 组播方式的信息传输
假定只消Host B、Host D和Host E需要信息,遴选组播方式时,不错让这些主机加入团结个组播组(Multicast group),组播源向该组播组只需发送一份信息,并由收罗中各路由器把柄该组播组中各成员的分散情况对该信息进行复制和转发,终末该信息会准确地发送给Host B、Host D和Host E。
总而言之,组播的上风归纳如下:
l 比较单播来说,组播的上风在于:由于被传递的信息在距信息源尽可能远的收罗节点才驱动被复制和分发,是以用户的加多不会导致信息源负载的加剧以及收罗资源蹧跶的显耀加多。
l 比较播送来说,组播的上风在于:由于被传递的信息只会发送给需要该信息的接管者,是以不会形成收罗资源的残害,并能进步信息传输的安全性;另外,播送只可在团结网段中进行,而组播不错竣事跨网段的传输。
组播传输的特质组播传输的特质归纳如下:
l “组播组”是一个用IP组播地址进行秀雅的接管者聚会,主机通过加入某组播构成为该组播组的成员,从而不错接管发往该组播组的组播数据。组播源闲居不需要加入组播组。
l 信息的发送者称为“组播源”。一个组播源不错同期向多个组播组发送信息,多个组播源也不错同期向一个组播组发送信息。
l 总共加入某组播组的主机便成为该组播组的成员。组播组中的成员是动态的,主机不错在职何时刻加入或离开组播组。组播构成员不错粗俗地分散在收罗中的任何场地。
l 维持三层组播功能的路由器或三层交换机统称为“组播路由器”或“三层组播斥地”。组播路由器不仅大致提供组播路由功能,也大致在与用户通顺的末梢网段上提供组播构成员的护士功能。组播路由器自身也可能是组播组的成员。
为了更好地瓦解,不错将组播方式的信息传输经过类比于电视节见地传送经过,如表1所示。
表1 组播信息传输与电视节目传输的类比
门径
电视节见地传送经过
组播方式的信息传输经过
1
电视台S通过频谈G传送电视节目
组播源S向组播组G发送组播数据
2
用户U将电视机的频谈调至频谈G
接管者U加入组播组G
3
用户U大致收看到由电视台S通过频谈G传送的电视节目了
接管者U大致收到由组播源S发往组播组G的组播数据了
4
用户U关闭电视机或切换到其它频谈
接管者U离开组播组G
组播中常用的暗示法
在组播中,时常出现以下两种暗示方式:
l (*,G):闲居用来暗示分享树,或者由轻易组播源发往组播组G的组播报文。其中的“*”代表轻易组播源,“G”代表特定组播组G。
l (S,G):也称为“组播源组”,闲居用来暗示最短旅途树,或者由组播源S发往组播组G的组播报文。其中的“S”代表特定组播源S,“G”代表特定组播组G。
组播的优点和应用1. 组播的优点组播时间的优点主要在于:
l 进步后果:松开信息源干事器和收罗斥地CPU的负荷;
l 优化性能:减少冗余流量;
l 分散式应用:使用最少的收罗资源竣事点到多点应用。
2. 组播的应用组播时间主要应用于以下几个方面:
l 多媒体、流媒体的应用,如:收罗电视、收罗电台、实时视/音频会议;
l 培训、联结功课步地的通讯,如:辛勤阐明、辛勤医疗;
l 数据仓库、金融应用(股票);
l 其它任何“点到多点”的数据发布应用。
组播模子分类把柄接管者对组播源处理方式的不同,组播模子分为以下三类:
1. ASM模子粗陋地说,ASM(Any-Source Multicast,轻易信源组播)模子等于轻易源组播模子。
在ASM模子中,轻易一个发送者王人不错看成组播源向某组播组地址发送信息。广阔接管者通过加入由该组播组地址秀雅的组播组以取得发往该组播组的组播信息。
在ASM模子中,接管者无法事前知谈组播源的位置,但不错在职意时候加入或离开该组播组。
2. SFM模子SFM(Source-Filtered Multicast,信源过滤组播)模子承袭了ASM模子,从发送者角度来看,两者的组播构成员关连澈底疏浚。
SFM模子在功能上对ASM模子进行了彭胀。在SFM模子中,表层软件对收到的组播报文的源地址进行查验,允许或不容来自某些组播源的报文通过。因此,接管者只可收到来自部分组播源的组播数据。从接管者的角度来看,只消部分组播源是灵验的,组播源被经过了筛选。
3. SSM模子在推行生活中,用户可能只对某些组播源发送的组播信息感有趣有趣,而不肯接管其它源发送的信息。SSM(Source-Specific Multicast,指定信源组播)模子为用户提供了一种大致在客户端指定组播源的传输干事。
SSM模子与ASM模子的根蒂区别在于:SSM模子中的接管者一经通过其它技能事前知谈了组播源的具体位置。SSM模子使用与ASM/SFM模子不同的组播地址领域,平直在接管者与其指定的组播源之间缔造专用的组播转发旅途。
组播框架结构关于IP组播,需要关切下列问题:
l 组播源将组播信息传输到那里?即组播寻址机制;
l 收罗中有哪些接管者?即主机注册;
l 这些接管者需要从哪个组播源接管信息?即组播源发现;
l 组播信息怎么传输?即组播路由。
IP组播属于端到端的干事,组播机制包括以下四个部分:
(1) 寻址机制:借助组播地址,竣事信息从组播源发送到一组接管者;
(2) 主机注册:允许接管者主天真态加入和离开某组播组,竣事对组播成员的护士;
(3) 组播路由:构建组播报文分发树(即组播数据在收罗中的树型转发旅途),并通过该分发树将报文从组播源传输到接管者;
(4) 组播应用:组播源与接管者必须装配维持视频会议等组播应用的软件,TCP/IP契约栈必须维持组播信息的发送和接管。
组播地址为了让组播源和组播构成员进行通讯,需要提供收罗层组播地址,即IP组播地址。同期必须存在一种时间将IP组播地址映射为链路层的组播MAC地址。
1. IP组播地址(1) IPv4组播地址
IANA(Internet Assigned Numbers Authority,互联网编号分拨委员会)将D类地址空间分拨给IPv4组播使用,领域从224.0.0.0到239.255.255.255,具体分类偏抓含义如表2所示。
表2 IPv4组播地址的领域及含义
地址领域
含义
224.0.0.0~224.0.0.255
始终组地址。除224.0.0.0保留不作念分拨外,其它地址供路由契约、拓扑查找和契约艳羡等使用,常用的始终组地址偏抓含义如表3所示。关于以该领域内组播地址为主视力址的数据包来说,无论其TTL(Time to Live,糊口时候)值为若干,王人不会被转发出土产货网段
224.0.1.0~238.255.255.255
用户组地址,全网领域内灵验。包含两种特定的组地址:
l 232.0.0.0/8:SSM组地址
l 233.0.0.0/8:GLOP组地址
239.0.0.0~239.255.255.255
土产货护士组地址,仅在土产货护士域内灵验。使用土产货护士组地址不错灵活界说组播域的领域,以竣事不同组播域之间的地址终止,从而有助于在不同组播域内同样使用疏浚组播地址而不会引起破损。慑服请参见RFC 2365
表3 常用始终组地址偏抓含义
始终组地址
含义
224.0.0.1
总共系统,包括主机与路由器
224.0.0.2
总共组播路由器
224.0.0.3
未分拨
224.0.0.4
DVMRP(Distance Vector Multicast Routing Protocol,距离矢量组播路由契约)路由器
224.0.0.5
OSPF(Open Shortest Path First,灵通最短旅途优先)路由器
224.0.0.6
OSPF指定路由器/备用指定路由器
224.0.0.7
ST(Shared Tree,分享树)路由器
224.0.0.8
ST主机
224.0.0.9
RIP-2(Routing Information Protocol version 2,路由信息契约版块2)路由器
224.0.0.11
转移代理
224.0.0.12
DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol,动态主机竖立契约)干事器/中继代理
224.0.0.13
总共PIM(Protocol Independent Multicast,契约无关组播)路由器
224.0.0.14
RSVP(Resource Reservation Protocol,资源预留契约)封装
224.0.0.15
总共CBT(Core-Based Tree,有核树)路由器
224.0.0.16
指定SBM(Subnetwork Bandwidth Management,子网带宽护士)
224.0.0.17
总共SBM
224.0.0.18
VRRP(Virtual Router Redundancy Protocol,捏造路由器冗余契约)
(2) IPv6组播地址
图4 IPv6组播地址步地
如图4所示,IPv6组播地址中各字段的含义如下:
l 0xFF:最高8比特为11111111,秀雅此地址为IPv6组播地址。
图5 Flags字段步地
l Flags:4比特,如图5所示,该字段中列位的取值及含义如表4所示。
表4 Flags字段列位的取值及含义
位
取值及含义
0位
保留位,必须取0
R位
l 取0暗示非内嵌RP的IPv6组播地址
l 取1则暗示内嵌RP的IPv6组播地址(此时P、T位也必须置1)
P位
l 取0暗示非基于单播前缀的IPv6组播地址
l 取1则暗示基于单播前缀的IPv6组播地址(此时T位也必须置1)
T位
l 取0暗示由IANA始终分拨的IPv6组播地址
l 取1则暗示非始终分拨的IPv6组播地址
l Scope:4比特,秀雅该IPv6组播组的应用领域,其可能的取值偏抓含义如表5所示。
表5 Scope字段的取值偏抓含义
取值
含义
0、3、F
保留(reserved)
1
接口土产货领域(interface-local scope)
2
链路土产货领域(link-local scope)
4
护士土产货领域(admin-local scope)
5
站点土产货领域(site-local scope)
6、7、9~D
未分拨(unassigned)
8
机构土产货领域(organization-local scope)
E
全球领域(global scope)
l Group ID:112比特,IPv6组播组的秀雅号,用来在由Scope字段所指定的领域内独一秀雅IPv6组播组。
2. 以太网组播MAC地址以太网传输单播IP报文的时候,见地MAC地址使用的是接管者的MAC地址。关联词在传输组播数据包时,其主视力不再是一个具体的接管者,而是一个成员不确定的组,是以要使用组播MAC地址。
(1) IPv4组播MAC地址
IANA轨则,IPv4组播MAC地址的高24位为0x01005E,第25位为0,低23位为IPv4组播地址的低23位。IPv4组播地址与MAC地址的映射关连如图6所示。
图6 IPv4组播地址与MAC地址的映射关连
由于IPv4组播地址的高4位是1110,代表组播秀雅,而低28位中只消23位被映射到IPv4组播MAC地址,这么IPv4组播地址中就有5位信息丢失。于是,就有32个IPv4组播地址映射到了团结个IPv4组播MAC地址上,因此在二层处理经过中,斥地可能要接管一些本IPv4组播组除外的组播数据,而这些饱和的组播数据就需要斥地的表层进行过滤了。
(2) IPv6组播MAC地址
IPv6组播MAC地址的高16位为0x3333,低32位为IPv6组播地址的低32位。如图7所示,是IPv6组播地址FF1E::F30E:101的MAC地址映射例如。
图7 IPv6组播地址的MAC地址映射例如
组播契约1. 三层组播契约
三层组播契约包括组播组护士契约和组播路由契约两种类型,它们在收罗中的应用位置如图8所示。
文爱聊天图8 三层组播契约的应用位置
(1) 组播组护士契约
在主机和与其平直不息的三层组播斥地之间闲居遴选组播组的护士契约IGMP(Internet Group Management Protocol,互联网组护士契约)或MLD(Multicast Listener Discovery Protocol,组播侦听者发现契约),该契约轨则了主机与三层组播斥地之间缔造和艳羡组播构成员关连的机制。
(2) 组播路由契约
组播路由契约运行在三层组播斥地之间,用于缔造和艳羡组播路由,并正确、高效地转发组播数据包。组播路由缔造了从一个数据源端到多个接管端的无环(loop-free)数据传输旅途,即组播分发树。
关于ASM模子,不错将组播路由分为域内和域间两大类:
l 域内组播路由用来在AS里面发现组播源并构建组播分发树,从而将组播信息传递到接管者。在广阔域内组播路由契约中,PIM(Protocol Independent Multicast,契约无关组播)是当今较为典型的一个。按照转发机制的不同,PIM不错分为DM(Dense Mode,密集模式)和SM(Sparse Mode,疏淡模式)两种模式。
l 域间组播路由用来竣事组播信息在AS之间的传递,当今比较成型的惩办有假想有:MSDP(Multicast Source Discovery Protocol,组播源发现契约)大致向上AS传播组播源的信息;而MP-BGP(MultiProtocol Border Gateway Protocol,多契约领域网关契约)的组播彭胀MBGP(Multicast BGP)则大致向上AS传播组播路由。
关于SSM模子,莫得域内和域间的分歧。由于接管者事前知谈组播源的具体位置,因此只需要借助PIM-SM构建的通谈即可竣事组播信息的传输。
2. 二层组播契约二层组播契约包括IGMP Snooping/MLD Snooping和组播VLAN/IPv6组播VLAN等,它们在收罗中的应用位置如图9所示。
图9 二层组播契约的应用位置
(1) IGMP Snooping/MLD Snooping
IGMP Snooping(Internet Group Management Protocol Snooping,互联网组护士契约探员)和MLD Snooping(Multicast Listener Discovery Snooping,组播侦听者发现契约探员)是运行在二层斥地上的组播敛迹机制,通过探员和分析主机与三层组播斥地之间交互的IGMP或MLD报文来护士和落幕组播组,从而不错灵验阻止组播数据在二层收罗中的扩散。
(2) 组播VLAN/IPv6组播VLAN
在传统的组播点播方式下,当通顺在二层斥地上、属于不同VLAN的用户分别进行组播点播时,三层组播斥地需要向该二层斥地的每个VLAN分别发送一份组播数据;而当二层斥地运行了组播VLAN或IPv6组播VLAN之后,三层组播斥地只需向该二层斥地的组播VLAN或IPv6组播VLAN发送一份组播数据即可,从而既幸免了带宽的残害,也松开了三层组播斥地的职守。
组播报文的转发机制在组播模子中,IP报文的主视力址字段为组播组地址,组播源向以此主视力址所秀雅的主机群组传送信息。因此,转发旅途上的组播路由器为了将组播报文传送到各个方向的接管站点,常常需要将从一个入接口收到的组播报文转发到多个出接口。与单播模子比较,组播模子的复杂性就在于此:
l 为了保证组播报文在收罗中的传输,必须依靠单播路由表或者单独提供给组播使用的路由表(如MBGP路由表)来引导转发;
l 为了处理团结斥地在不同接口上收到来自不同对端的疏浚组播信息,需要对组播报文的入接口进行RPF(Reverse Path Forwarding,逆向旅途转发)查验,以决定转发回是丢弃该报文。RPF查验机制是大部分组播路由契约进行组播转发的基础。
多实例组播多实例组播是指在VPN(Virtual Private Network,捏造专用网)中应用的组播。
多实例简介各VPN收罗之间、VPN收罗与环球收罗之间条款信息终止。如图10所示,VPN A和VPN B通过PE斥地接入环球收罗。
图10 VPN典型组网
l P斥地专属于公网,各CE斥地则专属于某一VPN。每台斥地只为其专属的收罗干事,仅艳羡一套转发机制。
l PE斥地同期接入公网和VPN收罗,同期为多个收罗干事。在斥地上必须严格区分各个收罗的信息并为各个收罗稀零艳羡一套转发机制。这时,PE斥地上为团结收罗干事的一套软硬件要领统称为一个实例(Instance)。PE斥地上同期存在多个实例,团结实例分散在多台PE斥地上。
多实例在组播中的应用在PE上应用多实例后,其具备以下功能:
l 为每个实例稀零艳羡一套组播转发机制:维持多样组播契约,领有各自稀零的PIM邻居列表、组播路由表等信息。每个实例转发组播数据时只查找本实例的转发表或路由表;
l 保证各实例之间相互终止;
l 竣事公网实例和VPN实例之间的信断交流和数据休养。
多实例组播是竣事向上VPN传播组播数据的基础。以图10中的VPN实例A为例自拍偷拍]藝校兩女生自慰裸聊視頻,组播VPN是指:当VPN A中的组播源向某组播组发送组播数据时,在收罗中总共可能的接管者中,只消属于VPN A的组播构成员智商收到该组播源发来的组播数据。组播数据在VPN A中以组播方式进行传输,在公网中也以组播方式进行传输。