组播基础(IGMP)要点课件.ppt

1、HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reserved内部公开内部公开2022-5-31课程编码 组播基础ISSUE 2.0HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedPage 2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。 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedPage 3参考资料

2、参考资料l31162160-VRP 配置指南 IP路由(VRP5.30_04) l00260383-SmartAX MA5600&MA5603 多业务接入设备 特性描述 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedPage 4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HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedPage 5HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedPage 6组播概

3、述组播概述lIP 组播技术实现了 IP 网络中的高效数据传送， 它是利用一种协议将 IP 数据包从一个组播源传送到，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、，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。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedPage 7组播概述单播、广播与组播对点对多点的不同实现组播组播USER AUSER BUSER C单播单播广播广播SourceHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedPage 8

4、组播技术的优缺点组播技术的优缺点l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l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HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedPage 9l多媒体流媒体培训、联合作业场合的通信视频/音频会议IPTV、BTVl数据仓库l金融应用（股票）l任何的“点到多点”数据发布应用组播的应用组播的应用HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedPage 10 宽带

5、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 应用组组播的播的发发展展HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedPage 11HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedPage 12HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedPage 13组播协议体系结构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

6、器域内组播路由协议PIM-SMMBGP域间组播路由协议IGMP Snooping/Proxy二层组播协议PIM-DMDVMRPMSDPIGMPHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedPage 14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组播机制构成HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedPage 15根据IP 组播中源和目的的不同，可以分为三种模型

7、，即：l ASM（Any-Source Multicast）l SFM（Source-Filtered Multicast）l SSM（Source-Specific Multicast）组组播模型的分播模型的分类类HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedPage 16组播协议分类组播协议分类l主机-路由器之间的组成员关系协议l路由器-路由器之间的组播路由协议。IGMP（Internet Group Management Protocol）HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedPa

8、ge 17HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedPage 18地址范围地址范围含义含义224.0.0.0224.0.0.255为路由协议预留的永久组地址224.0.1.0238.255.255.255用户组播地址239.0.0.0239.255.255.255本地管理组地址(属于私有地址)lIANA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。lD 类组播地址范围是从224.0.0.0 到239.255.255.255组播编址组播编址本地链路地址,传输时 TTL = 1HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD

9、.All rights reservedPage 19常见的永久组地址常见的永久组地址永久组地址永久组地址含义含义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224.0.0.6OSPF DR224.0.0.9RIP-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HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedPage 20IP地址到以太网地址到以太网MAC地址的映射地址的映射组播组播IP地址

10、后地址后23位位映射到映射到MAC地址中地址中32位组播位组播IP地址地址48位组播位组播MAC地址（以太网地址（以太网/FDDI）此此5位不作映射，因此位不作映射，因此32位位IP地址映射成同一个地址映射成同一个MAC地址地址IANA 规定规定: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23bitHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedPage 21第第3章章 组播协议介绍组播协议介绍HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reserved

11、Page 22 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedPage 23组播组管理协议组播组管理协议IGMP协议：Internet Group Management Protocol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版本RFC应用环境应用环境IGMP v1RFC 1112Windows 95支持IGMP v2RFC 2236Windows98后的版本及大多数UNIX系统IGMP v3RFC 33762002年10月成为正式标准HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reserved

12、Page 24IGMP中路由器、主机动作中路由器、主机动作主动报告加入组主动报告加入组普遍查询普遍查询响应报告响应报告离开组消息离开组消息指定组查询指定组查询组组播路由器播路由器HOSTHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedPage 25IGMPv1 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）03 47 815 16318byteIGMP报文格式l版本：即IGMP版本号，在IGMPv1中应为0 x1l类型：IGMP报文类型1=主机成员查询2=主机成员报告l组地址

13、：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 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedPage 26l主机发送 IGMP Report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）。 加入组播组加入组播组224.1.1.1加入报告加入报告HOST CHOST BHOST A组播路由器组播组成员HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedPage 27路由器

14、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报告抑制过程HOST CHOST BHOST A查询查询 224.1.1.1报告报告 224.1.1.1抑制抑制 X224.1.1.1抑制抑制 XHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedPage 28IGMPv2 包格式l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l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。l组地址组播组地址（如果是通用查询则为0.0

15、.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07 815 16318byteHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedPage 29HOST CHOST BHOST A普遍组查询普遍组查询主机主机“默不作声默不作声”地离开组（不发报告了）地离开组（不发报告了）路由器发送路由器发送3个普遍组查询个普遍组查询(间隔间隔60秒秒)路由器没有收到这个组的路由器没有收到这个组的IGMP报告报告离开组播组离开组播组(IGMP v1)无回应,超时HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights rese

16、rvedPage 30HOST CHOST BHOST A特定组查询特定组查询224.1.1.1离开组播组离开组播组(IGMP v2)离开组报告离开组报告224.0.0.2224.1.1.1主机向主机向224.0.0.2发送离开组消息（包含离开的组）发送离开组消息（包含离开的组）路由器向这个组（路由器向这个组（224.1.1.1）发送特定组查询发送特定组查询3秒钟内没有收到该组的报告秒钟内没有收到该组的报告组组224.1.1.1超时（离开）超时（离开）HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedPage 31IGMP V2 各种报文详细介绍H

17、UAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedPage 32lRFC 3376发布于2002年l尚未得到广泛支持l服务于Source Specific Multicast 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。IGMP v3 简介简介HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedPage 33 路由器周期性地向路由器周期性地向224.0.0.1发送查询发送查询通用查询通用查询 主机可在单个报文中发多组报告主机可在单个报

18、文中发多组报告(G:M，LIST) 组成员独立报告，取消抑止机制组成员独立报告，取消抑止机制H1H2H3IGMPv3报告报告G:224.1.1.1IN:10.1.1.1 10.1.2.1G:224.1.1.1EX: null报告报告报告报告G:224.1.1.1EX:10.1.1.1G:224.1.2.2IN:10.1.2.1HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedPage 34IGMPv3Source = 1.1.1.1Group = 224.1.1.1H1 - Member of 224.1.1.1R1R3R2Source = 2.2

19、.2.2Group = 224.1.1.1 H1 希望接收希望接收 来自来自 S = 1.1.1.1 非来自非来自 S = 2.2.2.2 通过通过IGMP, 指定源指定源 可以剪枝掉可以剪枝掉 S = 2.2.2.2 的数据的数据IGMPv3:Join 1.1.1.1, 224.1.1.1Leave 2.2.2.2, 224.1.1.1IGMP报文类型及值HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedPage 35IGMP三版本比较查询器选举查询器选举IGMP V1离开方式离开方式指定组查询指定组查询指定源、组加入指定源、组加入依靠上层路由协

20、议依靠上层路由协议IGMP V2IGMP V3无无无无自己选举自己选举有有无无自己选举自己选举有有有有默默离开默默离开主动发出离开报文主动发出离开报文 主动发出离开报文主动发出离开报文HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedPage 36IGMP报文种类报文类型报文类型报文格式报文格式IGMP V1IGMP V2IGMP V3成员关系成员关系查询报文查询报文通用组查询，通用组查询，Type=0 x11目的目的IP地址为地址为224.0.0.1,组组播组地址为播组地址为0.0.0.0支持支持支持支持支持支持特定组查询，特定组查询，Type=

21、0 x11目的目的IP地址和组播地址都为地址和组播地址都为指定的组播组指定的组播组不支持不支持支持支持支持支持成员关系成员关系报告报文报告报文V1报告报文，报告报文，Type=0 x12支持支持支持支持支持支持V2报告报文，报告报文，Type=0 x16不支持不支持支持支持支持支持V3报告报文，报告报文，Type=0 x22不支持不支持不支持不支持支持支持离开报文离开报文Type=0 x17不支持不支持支持支持支持支持HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedPage 37 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All

22、rights reservedPage 38IGMP Snooping简介简介IGMP Snooping （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。 收到的报文类型收到的报文类型发送者发送者接收者接收者交换机处理交换机处理IGMP主机报告报文主机交换机将主机加入相应的组播组列表中IGMP离开报文主机交换机将主机从相应的组播组列表中删除交交换换机机对对接收到接收到报报文的文的处处理方式理方式 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedPage 39启用二层组播前交换机对组播报文的处理启用二层组播前交换机对

23、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HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedPage 40启用二层组播后交换机对组播报文的处理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MAC地址地址端口端口00-E0-FC-00-00-011,2,5转发表转发表HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedPage 41组播路由器运行了IGMP Snooping的二层交换机IGMP Snoo

24、ping对交换机的影响对交换机的影响IGMP Snooping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HOSTHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedPage 42HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedPage 43IGMP Proxy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IGMP ProxyHUAWEI TECHNOLOG

25、IES CO., LTD.All rights reservedPage 44IGMP Proxy-加入组播组加入组播组多媒体服务器组播路由器IGMP Proxy组播流加入消息建立转发项,添加相应端口,向路由器发送加入消息查看转发表组播接收者HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedPage 45多媒体服务器组播路由器IGMP Proxy离开消息删除相应端口,向组播组发送查询消息IGMP Proxy-离开组播组离开组播组查询消息没有成员,向路由器发送离开消息离开组播组HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedPage 46小结小结l组播技术概述及发展l组播实现技术基础lIGMP协议工作原理lIGMP Snooping原理及配置lIGMP Proxy原理及配置谢谢