组播基础(IGMP)概要

HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.Allrightsreserved内部公开课程编码组播基础ISSUE2.0HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage2随着流媒体、视频等业务在Internet上的相继开展，IP组播技术和应用开始快速发展。本文主要分析IP组播技术的产生背景、应用、基本概念和特点，以及相关的组播技术与基本配置。HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage3参考资料31162160-VRP配置指南IP路由(VRP5.30_04)00260383-SmartAXMA5600&MA5603多业务接入设备特性描述HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage4学习完此课程，您将会：理解组播的概念及应用掌握IGMP协议的工作原理及报文结构掌握二层组播原理及配置HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage5第1章组播概述及应用第2章组播技术基础第3章组播协议介绍HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage6组播概述IP组播技术实现了IP网络中点到多点的高效数据传送，它是利用一种协议将IP数据包从一个组播源传送到多个目的地，只在网络的最远分支处将信息的进行拷贝，最终到达接收者处。因此组播能够有效地节约网络带宽、降低网络负载，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。HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage7组播概述单播、广播与组播对点对多点的不同实现组播USERAUSERBUSERC单播广播不接收SourceHUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage8组播技术的优缺点优点增强效率，控制网络流量，减少服务器和CPU负载优化性能，消除流量冗余，节约网络带宽、降低网络负荷分布式应用，使多点传输成为可能缺点组播应用基于UDP尽最大努力交付无拥塞控制数据包的无序交付HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage9多媒体流媒体培训、联合作业场合的通信视频/音频会议IPTV、BTV数据仓库金融应用（股票）任何的“点到多点”数据发布应用组播的应用HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage10•宽带接入•视频会议•数字TV•数字视频•娱乐•网上游戏•PDAs和家用电器•股票和商品交易•流多媒体•电子教学•企业资源应用•数据仓库和内容同步•任何一对多数据•push应用组播的发展HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage11第1章组播概述及应用第2章组播技术基础第3章组播协议介绍HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage12第2章组播技术基础2.1组播的体系结构2.2组播的编址2.3组播的转发HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage13组播协议体系结构组播协议主机-组播路由器组播路由器-组播路由器域内组播路由协议PIM-SMMBGP域间组播路由协议IGMPSnooping/Proxy二层组播协议PIM-DMDVMRPMSDPIGMPHUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage14功能描述相关技术如何知道哪里有组播接收者？主机注册如何知道从哪里可以获得组播信息？组播源发现技术如何知道要将组播信息传输到哪里？组播寻址机制如何传输组播信息？组播路由组播机制构成HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage15根据IP组播中源和目的的不同，可以分为三种模型，即：􀁺ASM（Any-SourceMulticast）􀁺SFM（Source-FilteredMulticast）􀁺SSM（Source-SpecificMulticast）组播模型的分类HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage16组播协议分类主机-路由器之间的组成员关系协议路由器-路由器之间的组播路由协议。IGMP（InternetGroupManagementProtocol）HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage17第2章组播技术基础2.1组播的体系结构2.2组播编址及转发HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage18地址范围含义224.0.0.0－224.0.0.255为路由协议预留的永久组地址224.0.1.0－238.255.255.255用户组播地址239.0.0.0－239.255.255.255本地管理组地址(属于私有地址)IANA规定D类地址用于标识组播组，使用在组播报文的目地址字段。D类组播地址范围是从224.0.0.0到239.255.255.255组播编址本地链路地址,传输时TTL=1HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage19常见的永久组地址永久组地址含义224.0.0.0不分配224.0.0.1系统地址，包括系统内所有主机和路由器224.0.0.2所有组播路由器的地址224.0.0.5OSPF路由器224.0.0.6OSPFDR224.0.0.9RIP-2路由器224.0.0.13所有PIM路由器224.0.0.19～224.0.0.255未指定HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage20IP地址到以太网MAC地址的映射11100000000100000000010111100组播IP地址后23位映射到MAC地址中32位组播IP地址48位组播MAC地址（以太网/FDDI）此5位不作映射，因此32位IP地址映射成同一个MAC地址IANA规定:组播MAC地址的高25bit为0x01005e，MAC地址的低23bit为组播IP地址的低23bitHUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage21第1章组播概述及应用第2章组播技术基础第3章组播协议介绍HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage22第3章组播协议介绍3.1IGMP协议原理3.2IGMPSnooping协议原理3.3IGMPProxy协议原理HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage23组播组管理协议IGMP协议：InternetGroupManagementProtocol定义了主机与路由器之间建立和维护组播成员关系的机制版本RFC应用环境IGMPv1RFC1112Windows95支持IGMPv2RFC2236Windows98后的版本及大多数UNIX系统IGMPv3RFC33762002年10月成为正式标准HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage24IGMP中路由器、主机动作主动报告加入组普遍查询响应报告离开组消息指定组查询组播路由器HOSTHUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage25IGMPv1包格式4位IGMP版本(1)4位IGMP类型(1-2)未用16位校验和32位组地址（D类IP地址，查询报文中该域为0）034781516318byteIGMP报文格式版本：即IGMP版本号，在IGMPv1中应为0x1类型：IGMP报文类型1=主机成员查询2=主机成员报告组地址：在报告报文中指定为组播组地址，在查询报文中该字段为0HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage26主机发送IGMPReport加入组：成员加入一个组播组不用等待路由器发出成员查询报文时再响应加入，可以主动发动成员报告表示加入。这样在组内没有其它组成员的情况下缩短了端系统加入组播组的延迟（潜伏期）。加入组播组224.1.1.1加入报告HOSTCHOSTBHOSTA组播路由器组播组成员HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage27•路由器周期性地向224.0.0.1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报告抑制过程HOSTCHOSTBHOSTA查询224.1.1.1报告224.1.1.1抑制X224.1.1.1抑制XHUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage28IGMPv2包格式类型：0x11成员查询0x12版本1成员报告0x16版本2成员报告0x17离开组最大响应时间在发出响应报告前的以1/10秒为单位的最长时间，缺省值为10秒。组地址组播组地址（如果是通用查询则为0.0.0.0）8位IGMP报文类型最大响应时间16位校验和32位组地址0781516318byteHUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage29HOSTCHOSTBHOSTA普遍组查询主机“默不作声”地离开组（不发报告了）路由器发送3个普遍组查询(间隔60秒)路由器没有收到这个组的IGMP报告离开组播组(IGMPv1)无回应,超时HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage30HOSTCHOSTBHOSTA特定组查询224.1.1.1离开组播组(IGMPv2)离开组报告224.0.0.2224.1.1.1•主机向224.0.0.2发送离开组消息（包含离开的组）•路由器向这个组（224.1.1.1）发送特定组查询•3秒钟内没有收到该组的报告•组224.1.1.1超时（离开）HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage31IGMPV2各种报文详细介绍HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage32RFC3376发布于2002年尚未得到广泛支持服务于SourceSpecificMulticast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。IGMPv3简介HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage33•路由器周期性地向224.0.0.1发送查询通用查询•主机可在单个报文中发多组报告(G:M，LIST)•组成员独立报告，取消抑止机制H1H2H3IGMPv3报告G:224.1.1.1IN:10.1.1.110.1.2.1G:224.1.1.1EX:null报告报告G:224.1.1.1EX:10.1.1.1G:224.1.2.2IN:10.1.2.1HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage34IGMPv3Source=1.1.1.1Group=224.1.1.1H1-Memberof224.1.1.1R1R3R2Source=2.2.2.2Group=224.1.1.1•H1希望接收来自S=1.1.1.1非来自S=2.2.2.2•