组播基础IGMP

2020/5/16,课程编码组播基础,ISSUE2.0,Page2,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。,前言,Page3,参考资料,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,Page4,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,目标,Page5,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,内容介绍,Page6,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。,Page7,组播概述,单播、广播与组播对点对多点的不同实现,组播,USERA,USERB,USERC,单播,广播,不接收,Source,Page8,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,Page9,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,Page10,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,Page11,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,内容介绍,Page12,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,内容介绍,Page13,组播协议体系结构,Page14,组播机制构成,Page15,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,Page16,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）,Page17,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,内容介绍,Page18,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=1,Page19,常见的永久组地址,Page20,IP地址到以太网MAC地址的映射,IANA规定:组播MAC地址的高25bit为0 x01005e，MAC地址的低23bit为组播IP地址的低23bit,Page21,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,内容介绍,Page22,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,内容介绍,Page23,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,Page24,IGMP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,HOST,Page25,IGMPv1包格式,版本：即IGMP版本号，在IGMPv1中应为0 x1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0,Page26,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,HOSTC,HOSTB,HOSTA,组播路由器,组播组成员,Page27,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,HOSTC,HOSTB,HOSTA,Page28,IGMPv2包格式类型：0 x11成员查询0 x12版本1成员报告0 x16版本2成员报告0 x17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）,Page29,HOSTC,HOSTB,HOSTA,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,Page30,HOSTC,HOSTB,HOSTA,离开组播组,(IGMPv2),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）,Page31,IGMPV2各种报文详细介绍,Page32,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,Page33,路由器周期性地向224.0.0.1发送查询,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,IGMPv3,Page34,IGMPv3,Source=1.1.1.1Group=224.1.1.1,H1-Memberof224.1.1.1,R1,R3,R2,Source=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通过IGMP,指定源可以剪枝掉S=2.2.2.2的数据,IGMPv3:Join1.1.1.1,224.1.1.1Leave2.2.2.2,224.1.1.1,IGMP报文类型及值,Page35,IGMP三版本比较,查询器选举,IGMPV1,离开方式,指定组查询,指定源、组加入,依靠上层路由协议,IGMPV2,IGMPV3,无,无,自己选举,有,无,自己选举,有,有,默默离开,主动发出离开报文,主动发出离开报文,Page36,IGMP报文种类,Page37,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,内容介绍,Page38,IGMPSnooping简介,IGMPSnooping（IGMP侦听）是运行在二层以太网交换机上的组播约束机制，用于管理和控制组播组。,交换机对接收到报文的处理方式,Page39,启用二层组播前交换机对组播报文的处理,组播路由器,二层交换机,多媒体服务器,组播组成员,非组播组成员,非组播组成员,组播流,Page40,启用二层组播后交换机对组播报文的处理,组播路由器,二层交换机,多媒体服务器,组播组成员,非组播组成员,非组播组成员,组播流,转发表,Page41,组播路由器,运行了IGMPSnooping的二层交换机,IGMPSnooping对交换机的影响,IGMPSnooping对低端第2层交换机的影响：必须处理所有第2层组播数据报管理负载随着组播流量负载的增加而增加一般会导致交换机瘫痪!,IGMP报文,HOST,Page42,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,内容介绍,Page43,IGMPProxy,从多播最终用户的角度看，代理是一台多播路由器；从多播路由器来看，代理只是一台多播主机。,多媒体服务器,组播路由器,IGMPProxy,Page44,IGMPProxy-加入组播组,多媒体服务器,组播路由器,IGMPProxy,组播流,加入消息,建立转发项,添加相应端口,向路