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 。
4.Internet多播主干(MBONE)网络
Internet多播主干(MBONE)网络是由一系列相互连接的子网主机和相互连接支持IP多播的路由器组成 。它可以看成是一个架构在Internet物理网络上层的虚拟网,在该虚拟网中,多播源发出的多播信息流可直接在支持IP多播的路由器组之间传输,而在多播路由器组和非多播路由器组之间要通过点对点隧道技术进行传输 。
三、IP多播路由及其协议
1. IP多播路由的基本类型
多播路由的一种常见的思路就是在多播组成员之间构造一棵扩展分布树 。在一个特定的“发送源,目的组”对上的IP多播流量都是通过这个扩展树从发送源传输到接受者的,这个扩展树连接了该多播组中所有主机 。不同的IP多播路由协议使用不同的技术来构造这些多播扩展树,一旦这个树构造完成,所有的多播流量都将通过它来传播 。
根据网络中多播组成员的分布,总的说来IP多播路由协议可以分为以下两种基本类型 。第一种假设多播组成员密集地分布在网络中,也就是说,网络大多数的子网都至少包含一个多播组成员,而且网络带宽足够大,这种被称作“密集模式”(Dense-Mode)的多播路由协议依靠于广播技术来将数据“推”向网络中所有的路由器 。密集模式路由协议包括距离向量多播路由协议(DVMRP:Distance Vector Multicast Routing Protocol)、多播开放最短路径优先协议(MOSPF:Multicast Open Shortest Path First)和密集模式独立多播协议(PIM-DM:Protocol-Independent Multicast-Dense Mode)等 。
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