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1 IP多播技术及其应用

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随着全球互联网（Internet）的迅猛发展，上网人数正以几何级数快速增长，以因特网技术为主导的数据通信在通信业务总量中的比列迅速上升，因特网业务已成为多媒体通信业中发展最为迅速、竞争最为激烈的领域 。Internet网络传输和处理能力的大幅提高，使得网上应用业务越来越多，非凡是视音频压缩技术的发展和成熟，使得网上视音频业务成为Internet网上最重要的业务之一 。
在Internet上实现的视频点播（VOD）、可视电话、视频会议等视音频业务和一般业务相比，有着数据量大、时延敏感性强、持续时间长等特点 。因此采用最少时间、最小空间来传输和解决视音频业务所要求的网络利用率高、传输速度快、实时性强的问题，就要采用不同于传统单播、广播机制的转发技术及QoS服务保证机制来实现，而IP多播技术是解决这些问题的要害技术 。
一、IP多播技术的概念
IP多播（也称多址广播或组播）技术，是一种答应一台或多台主机（多播源）发送单一数据包到多台主机（一次的，同时的）的TCP/IP网络技术 。多播作为一点对多点的通信，是节省网络带宽的有效方法之一 。在网络音频/视频广播的应用中，当需要将一个节点的信号传送到多个节点时，无论是采用重复点对点通信方式，还是采用广播方式，都会严重浪费网络带宽，只有多播才是最好的选择 。多播能使一个或多个多播源只把数据包发送给特定的多播组，而只有加入该多播组的主机才能接收到数据包 。目前，IP多播技术被广泛应用在网络音频/视频广播、AOD/VOD、网络视频会议、多媒体远程教育、“push”技术（如股票行情等）和虚拟现实游戏等方面 。
二、IP多播技术的基础知识
1． IP多播地址和多播组
IP多播通信必须依靠于IP多播地址，在IPv4中它是一个D类IP地址，范围从224.0.0.0到239.255.255.255，并被划分为局部链接多播地址、预留多播地址和治理权限多播地址三类 。其中，局部链接多播地址范围在224.0.0.0~224.0.0.255，这是为路由协议和其它用途保留的地址，路由器并不转发属于此范围的IP包；预留多播地址为224.0.1.0~238.255.255.255，可用于全球范围（如Internet）或网络协议；治理权限多播地址为239.0.0.0~239.255.255.255，可供组织内部使用，类似于私有IP地址，不能用于Internet，可限制多播范围 。
使用同一个IP多播地址接收多播数据包的所有主机构成了一个主机组，也称为多播组 。一个多播组的成员是随时变动的，一台主机可以随时加入或离开多播组，多播组成员的数目和所在的地理位置也不受限制，一台主机也可以属于几个多播组 。此外，不属于某一个多播组的主机也可以向该多播组发送数据包 。
2．多播分布树
为了向所有接收主机传送多播数据，用多播分布树来描述IP多播在网络中传输的路径 。多播分布树有两个基本类型：有源树和共享树 。
有源树是以多播源作为有源树的根，有源树的分支形成通过网络到达接收主机的分布树，因为有源树以最短的路径贯穿网络，所以也常称为最短路径树（SPT） 。共享树以多播网中某些可选择的多播路由中的一个作为共享树的公共根，这个根被称为汇合点（RP） 。共享树又可分为单向共享树和双向共享树 。单向共享树指多播数据流必须经过共享树从根发送到多播接收机 。双向共享树指多播数据流可以不经过共享树 。
3．逆向路径转发
逆向路径转发（RPF）是多播路由协议中多播数据转发过程的基础，其工作机制是当多播信息通过有源树时，多播路由器检查到达的多播数据包的多播源地址，以确定该多播数据包所经过的接口是否在有源的分支上，假如在，则RPF检查成功，多播数据包被转发；假如RPF检查失败，则丢弃该多播数据包 。

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