8
有关概念
“组播源”：信息的发送者称为“组播源”，Source。 “组播组成员”：所有的接收者都是“组播组成员”， Receiver。 “组播组”：由所有接收者构成一个“组播组”，组 播组”不受地域的限制。 “组播路由器”：可以提供组播路由功能的路由器称 为“组播路由器”，组播路由器不仅提供组播路由功 能，也提供组播组成员的管理功能。 组播源不一定属于组播组，也就是说其本身不一定是 组播数据的接收者。 可以同时有多个组播源向同一个组播组发送数据。
01
00
5E
00000001 00000000 01011110 0
48-Bit Ethernet Address
15
课程提纲
组播的基本概念 组播地址 IGMP/IGMP Snooping协议 PIM-SM协议
MBGP、MSDP 协议
16
IGMP——因特网组管理协议
IGMP（Internet Group Management Protocol）协议是主机与 路由器之间的信令协议，定义网络上谁将接收组播业务 路由器通过IGMP周期性地查询组播组成员的状况 支持两种具体结构的消息结构：查询消息和报告消息 IGMP可以使一个主机加入或离开一个组播组 主机发送IGMP Report加入一个组播组 IGMPv1，主机离开组播组不需要发送任何报告 IGMPv2，主机离开组播组需要发送“leave”报告，指定组 查询 IGMPv3，增加了指定源、组加入功能 IGMP报文通过IP数据报进行传输，其IP协议号为2。IGMP有固 定的报文长度（8个字节），没有可选数据。
10
组播体系结构
主机注册/组成员管理：
组成员关系协议包括IGMP(互连网组管理协议)。 IGMP v1/v2/v3 二层组播抑制 IGMP Snooping 、CGMP、GMRP、RGMP、HMVR
组播路由协议：分为域内组播路由协议及域间组播路由
协议。
域内：DVMRP、MOSPF、PIM-DM | PIM-SM、CBT，前三个 为密集模式，后两个为稀疏模式 域间：目前比较成熟的是MBGP/MSDP/PIM-SM
课程提纲
组播技术简介 MPLS VPN技术简介 服务质量保证（QoS）技术简介
1
课程提纲
组播的基本概念 组播地址 IGMP/IGMP Snooping协议 PIM-SM协议
MBGP 、MSDP协议
2
单播、广播与组播
主机
10.10.1.0/24 单播 组播 广播
服务器
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密集模式和稀疏模式
密集模式（Dense Mode）：通常用于组播成员较为集中、且数量较 多，如网络中的大部分用户接收组播、并且有足够带宽的网络环境， 比如公司或园区的局域网。因此，DM路由协议默认路由器的几乎 每一个接口都有组成员正在接收组播信息，使用采用扩散-剪枝的机 制维护组播分发树，组播流量传播到网络中所有的组播路由器。 稀疏模式（Sparse Mode）：通常用于组播成员较少、在网络中稀 疏分布，网络也没有充足带宽的情况，如广域网环境。在这种环境 里将不再适宜采用密集模式协议，因为这将增加路由器的负担和导 致网络拥塞。因此，SM路由协议采用选择性地建立和维护分发树的 方式，由空树开始，仅当成员显式地请求加入分发树时才做出修改。 PIM-DM 和 PIM-SM 有两个本质的不同点：1）DM不会周期性地 发送加入（join）消息，只会明确地触发剪除（prune）和嫁接 （graft）消息；2）DM没有集合点 ( Rendezvous Point, RP )。PIMSM定义了RP，所有的接收者在RP注册，组播业务由RP转发给接收 者，RP是一棵共享组播分发树的根。
19
报告抑制过程
10.10.0.1/16 查询消息
响应报告
响应报告
响应报告
响应报告
路由器定期发送查询 子网中每个组只有一个成员发送响应报告 其他成员被抑制不再发送报告
20
IGMPv2报文格式
Type（类型） 0x11 = Membership Query 0x16 = Version 2 Membership Report 0x17 = Leave Group 0x12 = Version 1 Membership Report Max Response Time（最大响应时间）只在成员查询（0x11）消息中有意 义，指出在发出一个响应报告之前的最大允许时间（以1/10秒为单位）。 在其它消息中，发送者将该字段设置为0，接收者忽略。 Group Address（组地址）在成员查询时，如果进行普遍查询，将该字段 设置为0。其它情况设置为组地址。
21
无Snooping功能交换机转发组播数据报
Receiver
Not a Receiver
组播？？
我根本不希望接收 这个视频流，但是 我的CPU仍然需要 处理这1.5MB的数 据。
Receiver
Not a Receiver
交换机如果没有snoop，则组播报文像广播报文一样转 发，浪费！
22
二层交换机IGMP Snooping功能实现
Receiver
Not a Receiver
5 1 转发表 MAC地址 01- 00 - 5E 端口 1, 2, 5 2 3
4
Receiver
Not a Receiver
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IGMP Snooping建立和维护组
IGMP报告
1 CPU
IGMP查询
转发表
MAC地址
01-00-5E 端口
1 3 5
2
3
3
单播流量（Unicast Traffic ）
1.5 Mb x 100 = 150 Mb
Video Server
1.5 Mb x 100 = 150 Mb
1.5 Mb x 100 = 150 Mb
1.5 Mb x 100 = 150 Mb
...
Receiver 1 Receiver 100
单播传送为每一个客户端发送一份数据包的拷贝
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协议无关组播－PIM
PIM（Protocol Independent Multicasting），不依赖 于某种具体的IP路由选择协议，仅仅是利用单播路由 表来实现RPF检查功能。因此，它能工作在任何可以 产生单播路由表的IP路由协议上，包括静态路由。值 得强调的是：协议无关并不是指不需要单播路由协议； 相反，组播协议必须有单播路由协议的支撑。 UDP端口号：103 PIM路由器组地址为：224.0.0.13 PIM协议分为： PIM_DM（协议无关组播_密集模式） PIM_SM（协议无关组播_稀疏模式）
14
IP地址到MAC地址的映射
通过特定规则，将其转换成特有的预留MAC地址—— 01:00:5e:00:00:00—01:00:5e:ff:ff:ff；
0 7 8 15 16 23 24 31
Class D IP Address
1110
224
Not Used IP:MAC = 32:1 Low-Order 23 Bits of Multi-cast
224.0.0.9
224.0.0.13 224.0.0.22
所有运行RIPv2协议的路由器
所有运行PIM协议的路由器 IGMP
224.0.0.0～224.0.0.255
232.0.0.0/8 233.0.0.0/8 239.0.0.0～239.255.255.255
保留作网络协议使用
指定信源组播地址 GLOP地址，预留用作AS的静态定义地址 限制范围地址或保留用做本地管理使用
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课程提纲
组播的基本概念 组播地址 IGMP/IGMP Snooping协议 PIM-SM协议
MBGP、MSDP 协议
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组播地址
组播数据包的目的地址是特殊的IP地址，称之为IP组播 地址（组地址）。 IP组播地址在网络层解决了如何寻址的问题，但通信最 终还要依赖于数据链路层地址，在数据链路层有专门的 MAC地址用于组播。
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PIM-SM（稀疏模式）
PIM-SM的设计目标
保留由接收者初始化组播组成员身份的传统IP组播服务模型。在该 模型中，源只是简单地将数据包放在第一跳路由器上。为了接收组播 数据，接收者必须要主动通知路由器。 保留主机模型不变。PIM-SM是一个路由器到路由器的协议，主机不 需要升级，但必须在网络中的路由器中启动PIM-SM协议。 同时支持共享树和源分发树。对于共享树，PIM-SM使用汇集点（RP） 作为共享树的根。所有组播源将它们的组播数据发送到RP，然后RP通 过共享树，将数据包转发给组的所有成员。源分发树则直接将源与接 收者相连。每个源均有独立的树。从单播路由表角度看，源分发树可 看作是最短路径树。PIM-SM可以单独使用任何一种类型的树，也可以 同时使用二者。 保持独立于特定的单播路由协议。 使用软状态机制，以适应不断变化的网络拓扑和动态组播组。“软 状态”是指除非经过刷新，否则路由器中的状态信息都是短期的，经 过一定时间以后就会过期。
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组播地址
所有的组播地址都是D类IP地址：224.0.0.0—239.255.255.255 知名的D类IP地址：
D类地址 224.0.0.1 224.0.0.2 224.0.0.4 224.0.0.5 224.0.0.6 用途 在这个子网上的所有系统 在这个子网上的所有路由器 所有运行DVMRP协议的路由器 所有运行OSPF协议的路由器 所有OSPF指定路由器（DR或BDR）
不希望接收业务的主机也必须处理广播流
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组播流量（Multicast Traffic）
1.5 Mb
Video Server