EPON组播原理及应用.doc

一、组播原理 1、 组播定义 大家都知道单播、组播、广播是计算机网络上三种基本的通信方式。单播是相互感兴趣的主机双方进行通信的方式,主机不能接收对其不感兴趣的其它主机发送的信息,属于点对点通信。广播是主机向子网内所有主机发送信息,子网内所有主机都能收到来自某台主机的广播信息,属于点对所有点的通信。组播则介于两者之间,是主机向一组主机发送信息,存在于某个组的所有主机都可以接收到信息,属于点对多点通信。从这个意义上讲,广播可以认为是组范围最大化的组播。当然,二者还是存在显著区别的:首先,广播被限制在子网内,不会被路由器转发。其次,主机被默认为是接收者,而组播方式则需要主机主动加入。(如下图所示:) 2 、组播的特点 组播是一种点到多点的技术,解决点到多点的通信,可以通过单播和组播方式实现。单播可以通过建立多个点对点的连接来达到点对多点的传输。 这种方式将在源点(服务器)与各个接收点建立连接,从服务器开始,就将有多份数据流分别流向分散的接收点。这种方式将加重服务器的负荷,增大对服务器性能的要求;同时还在网络中造成大流量,从而增加网络的负载,导致网络拥塞。组播则不然,发送方仅发一份数据包,此后数据包只是在需要复制分发的地方才会被复制分发,每一网段中都将保持只有一份数据流。这样就可以减轻服务器的负担,节省网络带宽。 总之组播技术有效地解决了单点发送多点接收、多点发送多点接收的问题,实现了IP网络中点到多点的高效数据传送,能够有效地节约网络带宽、减轻服务器及网络的负载。因此具有增强效率,优化性能,分布式应用等优点。 (单播和组播的区别如下图) 3、组播的应用 组播最早的应用是音频/视频会议。但音频/视频会议只是众多IP组播应用之一。除此之外,还包括数据分发,实时数据组播,以及游戏和仿真应用等。目前特别是视频业务电信级的视频业务(IPTV)都是基于组播实现的。 4、组播的体系结构 组播协议分为主机-路由器之间的组成员关系协议和路由器-路由器之间的组播路由协议。组成员关系协议包括IGMP(互连网组管理协议)、IGMP PROXY、IGMP SOONPING。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。域内组播路由协议包括MOSPF,CBT,PIM-SM、PIM-DM、DVMRP等协议 二、组播在EPON网络中的实现及故障处理思路 1、 组播技术在EPON网中的应用及组网方式。(如下图所示) 在上图中OLT提供可运营可管理的可控组播业务,运行IGMP Proxy、ONU 运行IGMP Snooping协议。 2 、在EPON网络中开组播业务常见的故障和处理的思路 在 EPON网络的组播故障一般分三类: A、 用户不能上线。B.用户在线但看不到画面。C. 用户能看到画面,但画面质量不好。 A、对于用户不能上线的处理思路.:首先观察IGMP 报文。看看用户有没有发出IGMP请求报文,如果有报文上报,在用户不能上线的时候,命令行界面将显示出上线失败原因,请根据提示信息进行相应的处理。如果没有报文上报,说明MA5680T 与用户之间通信故障,请根据具体的接入方式排除链路故障,至少保证用户上网业务正常。如果仍然收不到报文,需要检查终端和OLT 的组播业务配置数据。 B、用户在线但看不到画面: 首先检查上行端口, 检查上行端口状态、检查上行端口状态是否正常,指示灯是否亮、 如果指示灯不亮请检查光模块和光纤的配合使用情况。一般情况下要求单模光模块与单模光纤配合使用,多模光模块和多模光纤配合使用且两端光模块要一致。检查视频服务器。 检查视频服务器是否正确发送视频流,保证视频服务器工作正常。l 检查节目的TTL值是否够用,要求TTL值大于从视频服务器到用户的跳数。 C、用户能看到画面,但画面质量不好。 检查节目流量统计信息。查询组播节目的流量统计。 如果查得的组播节目流量与节目的实际流量相差不大,则说明该节目流已达OLT 上行端口。 如果查得的组播节目流量与节目的实际流量相差很大,则可以直接将组播OLT 上行端口,从用户侧进行节目点播:如果点播正常,说明问题出现在上层设备。 如果点播不正常,说明问题出现在组播源或者OLT 设备本身。检查终端的速率和带宽。 检查ONU 的带宽参数。对于EPON 接入用户,查询ONT 的 CAR 参数。如果CAR 设置太小,会影响画面质量,需要更改或者取消 ONT 的CAR 设置。 三、典型案例分析 下面结合华为EPON设备给大家介绍一些组播业务的典型案例及解决方法,用户组网如下图: 1、 组播流TTL值设置不当导致用户无法收看节目。(用户组网如图3-1) 故障现象:用TV收看节目,无法看到视频。在PC 终端捕获数据包,发现已经发出report报文,但没有收到组播流。 故障分析:查看MA5680T 上行端口流量统计,发现已经接收到大量组播报文。导致此问题的原因可能是组播源设置TTL值不合理,没有考虑到网络对TTL值的影响。 处理方法:出现以下情况,初步判断组播报文是到达MA5680T 后被丢弃。 在组播服务器侧的交换机上捕获数据包,发现组播流已经发到骨干网。 MA5680T 上使用display port statistics命令查看上行端口流量统计,发现上行端口已经接收到大量组播报文。 在使用display statistics 命令查看业务端口的流量统计,发现只接收到几个报文(可能是 IGMP 请求报文)。将MA5680T 直接连接在组播服务器上,点播正常,表明报文没有被MA5680T 丢弃。在骨干网与MA5680T 之间捕获数据包,与直接从组播服务器发出的组播报文对现到达MA5680T 上行端口的组播报文TTL值已经为0,而MA5680T 将组播报文到用户侧时,还需要减一跳。由此可见,组播源设置TTL值不合理。在组播服务器上把组播流的TTL值增加1,用户能正常点播节目,问题解决。 2、用户不能点播节目:(用户组网如图3-1) 故障现象:某用户不能点播节目。 故障分析:导致此问题可能的原因有:上行链路有问题、组播用户不能正常上线、 上层设备配置有问题。 处理方法:查看上行端口,状态正常, 查看用户的状态,组播用户状态为在线。 查看上行端口数据配置,VLAN 配置正确,但hostip与上层路由器不在同一网段,需要查看上层路由器源IP、 修改hostip与上层路由器在同一网段。 3、业务流下行速率值较小导致机顶盒用户看节目有停顿:(用户组网如图3-1) 故障现象:机顶盒启动后,用户看节目有停顿。 故障分析:机顶盒性能问题、设置业务流下行模板较小时,可能会影响 处理方法:经确认在其他设备下可以正常观看,排除机顶盒性能问题。 查询IPTV 的业 虚端口的配置,发现绑定的上下行流量模板的允许速率为128Kbit/s。 修改流量模板的允许 速率为1Mbit/s后,下载节目列表时间为7秒钟左右,问题解决。 4、组播服务器有多块网卡导致不能点播节目: 故障现象:所有用户无法点播节目(用户组网如图3-1) 故障分析:服务器系统有多张网卡,导致组播服务器软件在选择网卡时出错。原本应该被发送到组播网卡的流量,被发送到了其他网卡上,用户无法点播节目。 处理方法:拔掉服务器所有网线,重新连接。3层交换机只连接组播网口时,组播业务正常。 组播软件运行后,保持组播网口为第一个激活的网口,这样软件将会选择组播网口。这种方法存在一定风险,例如对这个网口进行去激活/激活操作就可能导致组播业务不通。 在组播软件中设置网卡IP 地址,让软件自动根据这个地址选择网卡。 组播网口可以转发正常组播流,问题解决。 5、IPTV机顶盒因软件版本问题导致组播节目中断(用户组网如图3-1) 故障现象:MA5680T 启用IGMP proxy,组播流在开始点播时正常下发,节目观看正常。组播节目正常观看过程中,突然中断,MA5680T 没有下发流量。重新进行点播,又可正常观看,但问题依旧出现。 故障分析:导致此问题可能的原因有:组播路由器配置问题。 机顶盒问题。 处理方法:检查MA5680T 和组播路由器配置,排除参数配置问题。 在MA5680T 的上行端口上连接一台PC,用Ethereal软件进行MA5680T 端口流量监控。当组播节目中断时,收到由MA5680T 发送上来的Leave包。 在终端下挂一个HUB,并把机顶盒和一台PC 连接到此HUB 上,用Ethereal软件进行抓包。发现MA5680T 发送了两次IGMP 查询报文,(MA5680T 发送IGMP 查询报文的默认次数为2次),而MA5680T 没有收到组播成员的回复