IP组播协议
时间：2024-11-17 04:41:21
来源：网络
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随着宽带的发展，多媒体的相关服务需求的日益增长刺激了IP组播技术的普及和发展，成为新一代网络的不可缺少的要害技术。目前的IP组播技术已经相当成熟，这意味着运营商和企业已经可以通过该技术获得经济效益了。
成熟的IP组播组网
1．主机和组播路由器之间的组播技术
IGMP是惟一可选的协议，路由器通过使用该协议与主机进行通信，以了解局域网上的组播组，主机通过向路由器发送消息告诉路由器它希望“听”到哪个组的报文。目前，成熟的版本为2，IETF工作组正在开发版本3。
2．路由协议
对于大型的IP组播网，第三层的IP路由协议一般要分为域内组播协议和域间组播协议。域内由运营商或企业自行治理，域间通过共同的约定域间组播协议实现域间的组播。
（1） 域内组播路由协议
包括DVMRP、PIM-DM、PIM-SM、MOSPF和CBT。
随着技术的进步和市场的选择，其中的PIM-SM协议脱颖而出，成为广泛支持的组播协议。该协议的“显示加入”特性只会向需要组播报文的网络传播报文，同时组播源到接收者的网络延迟小，正是这两点因素使之成为域内组播协议的首选。另外，占有市场份额最大的Cisco仅支持PIM-SM和PIM-DM，而PIM-DM由于其带有“广播”的特点，不适合大型网络，因此Cisco也推荐使用该协议作为域内组播协议。
（2） 域间路由协议
MBGP对BGP进行了一些扩展使之适合于多种协议的路由交换，但目前主要用于组播。该协议增加了路由信息的状态，每一条路由可以标记为是单播的还是组播的路由。这样就可以为组播维护其路由信息和状态，解决域间的组播路由问题。
要完成域间组播，除了要使用MBGP解决路由问题，对于PIM-SM域互联还要辅助使用MSDP，该协议如其名字一样主要用于解决不同域之间的组播源的发现问题。通过组播源的发现，域之间可以互相知道存在的每一个域内的组播源，从而建立从组播源到组播接收者的组播分发树。
3．对以太网交换机的要求
组播技术的出现对以太网交换机也提出了一定的要求。在堆叠以太网交换机时，假如仅仅把组播报文当作广播报文进行泛洪式传播的话，势必造成局域网中不必要的流量。解决这个问题有两种成熟技术可供选择：IGMP窃听和CGMP。它们都是为了解决老式交换机无法知道组播组成员分布的问题。IGMP窃听是使交换机具有第三层意识，窃听主机和路由器之间发送的IGMP消息，从而确定组成员所在的位置。CGMP则是通过路由器和交换机之间的协议交互而使交换机了解组成员分布，但CGMP是Cisco的专有协议。
组播的高层协议
IP组播不能保证数据的可靠传输，可能会出现报文的丢失、乱序、重复的情况。针对不同类型的应用，人们开发了相应的协议来支持。
1．流媒体应用中的常见协议
流媒体的应用是组播重要的应用，譬如音频和视频的播放、视频会议、远程教学等，都属于这一范畴。针对于这种类型的应用有一整套的协议支持。
RTP是用于Internet上针对多媒体数据流的一种传输协议。它既可以使用单播，也可以使用组播作为下层传输协议。RTP被设计为一对一或一对多的情况下工作，主要提供了时间信息和实现流同步，通常使用UDP来传送数据。RTCP属于RTP协议的一部分，它提供了流量控制和拥塞控制服务。
RTSP是由RealNetworks和Netscape共同提出的一个开放的标准，它扩展了现有的Web架构，提供了一种可控制的音频、视频的点播服务。它是应用层的协议，与HTTP很相似，HTTP传送Html，而RTP传送的是多媒体数据。
RSVP是Internet上的资源预留协议，使用RSVP预留一部分网络资源（即带宽），能在一定程度上为流媒体的传输提供QoS。RSVP技术在可扩展性上倍受质疑，因此目前还仅限于小型内部网上使用。
2．可靠组播协议
流媒体应用中，对少量丢失组播报文不是很敏感。然而对于数据组播应用来说，组播的可靠性是十分重要的。如组播报文差错恢复、所有组播接收者收到的报文数量一致、顺序一致、实时性等。这方面的研究是一个热点，目前还没有统一的标准，IETF正在努力推出标准，也有很多组织在积极地开发自己的协议。
常见协议有：SRM、MDP、Bimodel Multicast等。
可靠组播的应用前景是非常广泛的，在可靠的媒体流发布、经卫星信道的信息发布、机场空中管制系统、股票行情的发布、大型分布式网站的数据更新、分布式数据库的同步、分布式对象间消息的传递、军事战场指挥系统，甚至网络游戏等，都有这一技术的应用领域。
组播技术应用现状与未来
着眼于组播技术良好的表现和广阔的应用前景，许多服务提供商先行一步，获利不菲。意大利的FastWeb、香港的香港宽带（HKBN）、瑞典的Bredbandsbolaget（B2）就是其中的佼佼者。一般运营商提供电话会议、电视和视频点播服务，向商业用户提供视频会议和其他视频流服务。在实践中，组播情况下可以向3万个用户传送电视节目，而不会引起网络流量的激增。假如使用单播技术，所需的网络带宽是难以想象的。
目前，IP组播技术在商业应用中还面临着一些需要解决的问题，如组播服务的收费方式和方法；组播网络的监控；组播成员的身份认证；如何保证组播的QoS; 采用何种商业模式向用户推销组播服务等。
但可以预见的是，人们日益熟悉到组播技术所带来的优点和优点，组播技术必将成为人们工作和生活中不可缺少的网络技术之一。
成熟的IP组播组网
1．主机和组播路由器之间的组播技术
IGMP是惟一可选的协议，路由器通过使用该协议与主机进行通信，以了解局域网上的组播组，主机通过向路由器发送消息告诉路由器它希望“听”到哪个组的报文。目前，成熟的版本为2，IETF工作组正在开发版本3。
2．路由协议
对于大型的IP组播网，第三层的IP路由协议一般要分为域内组播协议和域间组播协议。域内由运营商或企业自行治理，域间通过共同的约定域间组播协议实现域间的组播。
（1） 域内组播路由协议
包括DVMRP、PIM-DM、PIM-SM、MOSPF和CBT。
随着技术的进步和市场的选择，其中的PIM-SM协议脱颖而出，成为广泛支持的组播协议。该协议的“显示加入”特性只会向需要组播报文的网络传播报文，同时组播源到接收者的网络延迟小，正是这两点因素使之成为域内组播协议的首选。另外，占有市场份额最大的Cisco仅支持PIM-SM和PIM-DM，而PIM-DM由于其带有“广播”的特点，不适合大型网络，因此Cisco也推荐使用该协议作为域内组播协议。
（2） 域间路由协议
MBGP对BGP进行了一些扩展使之适合于多种协议的路由交换，但目前主要用于组播。该协议增加了路由信息的状态，每一条路由可以标记为是单播的还是组播的路由。这样就可以为组播维护其路由信息和状态，解决域间的组播路由问题。
要完成域间组播，除了要使用MBGP解决路由问题，对于PIM-SM域互联还要辅助使用MSDP，该协议如其名字一样主要用于解决不同域之间的组播源的发现问题。通过组播源的发现，域之间可以互相知道存在的每一个域内的组播源，从而建立从组播源到组播接收者的组播分发树。
3．对以太网交换机的要求
组播技术的出现对以太网交换机也提出了一定的要求。在堆叠以太网交换机时，假如仅仅把组播报文当作广播报文进行泛洪式传播的话，势必造成局域网中不必要的流量。解决这个问题有两种成熟技术可供选择：IGMP窃听和CGMP。它们都是为了解决老式交换机无法知道组播组成员分布的问题。IGMP窃听是使交换机具有第三层意识，窃听主机和路由器之间发送的IGMP消息，从而确定组成员所在的位置。CGMP则是通过路由器和交换机之间的协议交互而使交换机了解组成员分布，但CGMP是Cisco的专有协议。
组播的高层协议
IP组播不能保证数据的可靠传输，可能会出现报文的丢失、乱序、重复的情况。针对不同类型的应用，人们开发了相应的协议来支持。
1．流媒体应用中的常见协议
流媒体的应用是组播重要的应用，譬如音频和视频的播放、视频会议、远程教学等，都属于这一范畴。针对于这种类型的应用有一整套的协议支持。
RTP是用于Internet上针对多媒体数据流的一种传输协议。它既可以使用单播，也可以使用组播作为下层传输协议。RTP被设计为一对一或一对多的情况下工作，主要提供了时间信息和实现流同步，通常使用UDP来传送数据。RTCP属于RTP协议的一部分，它提供了流量控制和拥塞控制服务。
RTSP是由RealNetworks和Netscape共同提出的一个开放的标准，它扩展了现有的Web架构，提供了一种可控制的音频、视频的点播服务。它是应用层的协议，与HTTP很相似，HTTP传送Html，而RTP传送的是多媒体数据。
RSVP是Internet上的资源预留协议，使用RSVP预留一部分网络资源（即带宽），能在一定程度上为流媒体的传输提供QoS。RSVP技术在可扩展性上倍受质疑，因此目前还仅限于小型内部网上使用。
2．可靠组播协议
流媒体应用中，对少量丢失组播报文不是很敏感。然而对于数据组播应用来说，组播的可靠性是十分重要的。如组播报文差错恢复、所有组播接收者收到的报文数量一致、顺序一致、实时性等。这方面的研究是一个热点，目前还没有统一的标准，IETF正在努力推出标准，也有很多组织在积极地开发自己的协议。
常见协议有：SRM、MDP、Bimodel Multicast等。
可靠组播的应用前景是非常广泛的，在可靠的媒体流发布、经卫星信道的信息发布、机场空中管制系统、股票行情的发布、大型分布式网站的数据更新、分布式数据库的同步、分布式对象间消息的传递、军事战场指挥系统，甚至网络游戏等，都有这一技术的应用领域。
组播技术应用现状与未来
着眼于组播技术良好的表现和广阔的应用前景，许多服务提供商先行一步，获利不菲。意大利的FastWeb、香港的香港宽带（HKBN）、瑞典的Bredbandsbolaget（B2）就是其中的佼佼者。一般运营商提供电话会议、电视和视频点播服务，向商业用户提供视频会议和其他视频流服务。在实践中，组播情况下可以向3万个用户传送电视节目，而不会引起网络流量的激增。假如使用单播技术，所需的网络带宽是难以想象的。
目前，IP组播技术在商业应用中还面临着一些需要解决的问题，如组播服务的收费方式和方法；组播网络的监控；组播成员的身份认证；如何保证组播的QoS; 采用何种商业模式向用户推销组播服务等。
但可以预见的是，人们日益熟悉到组播技术所带来的优点和优点，组播技术必将成为人们工作和生活中不可缺少的网络技术之一。