各類傳輸設(shè)備-gpon培訓(xùn)材料spc1組播

組播介紹課程目標(biāo)理解組播的基本概念了解組播組管理協(xié)議掌握交換機(jī)對組播數(shù)據(jù)流的處理內(nèi)容提要組播技術(shù)概述組播環(huán)境中的尋址管理組播數(shù)據(jù)流在交換機(jī)上處理組播數(shù)據(jù)流組播技術(shù)概述

多媒體數(shù)據(jù)流可以以以下幾種方式通過網(wǎng)絡(luò)：1：單點(diǎn)傳送（unicast），即單播2：廣播（broadcast）3：多點(diǎn)廣播（multicast），即組播每一種傳輸方法對網(wǎng)絡(luò)帶寬都有著不同的影響。單播數(shù)據(jù)流UnicastTrafficVideo

ServerReceiverReceiverReceiverNotAReceiver基于單播的應(yīng)用程序?qū)τ诿總€(gè)客戶端都要復(fù)制一份數(shù)據(jù)1.5Mbx3=4.5Mb1.5Mbx2=3Mb1.5Mbx1=1.5Mb1.5Mbx1=1.5Mb1.5Mbx1=1.5Mb1.5Mbx1=1.5Mb單播數(shù)據(jù)流UnicastTraffic(cont.)Video

ServerReceiverReceiverReceiverNotAReceiver單播數(shù)據(jù)流UnicastTraffic(cont.)...

1.5Mbx100=150Mb1.5Mbx100=150Mb1.5Mbx100=150MbReceiver1Receiver1001.5Mbx100=150MbVideo

Server廣播數(shù)據(jù)流BroadcastTraffic我不想要這些視頻流，可是我的CPU還是要去處理這些數(shù)據(jù)！！1.5Mb1.5Mb1.5Mb1.5Mb1.5Mb1.5Mb1.5MbVideo

ServerReceiverReceiverReceiverNotAReceiver沒有使用多媒體應(yīng)用程序的主機(jī)還是必須要處理這些廣播數(shù)據(jù)流。組播數(shù)據(jù)流MulticastTraffic1.5Mb1.5Mb1.5Mb1.5Mb1.5Mb1.5MbVideo

ServerReceiverReceiverReceiverNotAReceiver一個(gè)組播服務(wù)器，利用一個(gè)特殊的廣播地址，可以向多個(gè)客戶端只發(fā)送一份數(shù)據(jù)流。IP組播的特征IPMulticastCharacteristics發(fā)送給一個(gè)“主機(jī)組”“盡力而為”的進(jìn)行傳送支持動(dòng)態(tài)的組成員支持不同的數(shù)量和位置支持成員可以屬于多個(gè)組支持多數(shù)據(jù)流的主機(jī)內(nèi)容提要組播技術(shù)概述組播環(huán)境中的尋址管理組播數(shù)據(jù)流在交換機(jī)上處理組播數(shù)據(jù)流組播IP地址結(jié)構(gòu)MulticastIPAddressStructureD類地址前面4-bit為“1110”，后面28-bit位是“組地址”D類地址的范圍：224.0.0.0～239.255.255.255。

（注意：這個(gè)范圍是如何計(jì)算而來？）MulticastGroupID1101ClassD28bits預(yù)留的組播地址預(yù)留的組播地址：224.0.0.0～224.0.0.255（公用組播地址）224.0.0.1－所有主機(jī)224.0.0.2－所有組播路由器224.0.1.0～238.255.255.255（全局范圍地址）239.0.0.0～239.255.255.255（私有組播地址）IP組播地址和MAC地址之間的映射0000000100000000001011110ClassDIPAddress48-BitEthernetAddress11100781516232431NotUsedLow-Order23BitsofMulti-castGroupIDCopiedtoEthernetAddress01005E224注意：只有23-bitIP組播地址被映射到MAC地址上?。?000101000001000000001012241085---111000000100--MulticastAddress:EthernetAddress:IP組播地址和MAC地址之間的映射示例15E0A-08-05-000000010000000001011110000010100000100000000101IP組播地址和MAC地址之間的映射示例210001010000010000000010123213885---111010000100--MulticastAddress:EthernetAddress:5E0A-08-05-000000010000000011011110000010100000100000000101內(nèi)容提要組播技術(shù)概述組播環(huán)境中的尋址管理組播數(shù)據(jù)流在交換機(jī)上處理組播數(shù)據(jù)流管理組播數(shù)據(jù)流管理組播數(shù)據(jù)流建立和維護(hù)組IGMPv1IGMPv2IGMPv3管理多媒體數(shù)據(jù)流協(xié)調(diào)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的多媒體運(yùn)作在源頭和目的之間建立路徑通過網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)組播數(shù)據(jù)流SourceDestination組的成員HostAHostBHostCHostD我不是屬于“XYZ”組的，所以我不會回答我是屬于“XYZ”組的，所以我會回答我是屬于“XYZ”組的，所以我會回答我是屬于“XYZ”組的，所以我會回答有誰是屬于“XYZ”組的？組播使用“詢問”（query）和“報(bào)告”（report）消息來建立和維護(hù)組成員IGMPv1包格式PacketFormatVersionCodeVersion=1Type:1=成員關(guān)系查詢HostMembershipQuery2=成員關(guān)系報(bào)告HostMembershipReportGroupAddress:

當(dāng)用于成員關(guān)系報(bào)告時(shí)，本字段為組播組的地址當(dāng)用于成員關(guān)系查詢時(shí)，本字段為零，并被主機(jī)忽略7152331VerUnusedChecksumType4GroupAddressIGMPv1的工作方式IGMPv1的工作方式主要使用“查詢-響應(yīng)”模式，此種模式使得組播路由器能夠確定在本地子網(wǎng)中有哪些主機(jī)對該組播組感興趣。IGMPv1的工作過程主機(jī)發(fā)出一個(gè)“report”，表示它想加入一個(gè)組播組，比如224.1.1.1路由器在收到這個(gè)加入請求信息之后，在該端口打開該組播組224.1.1.1路由器（查詢器）定期發(fā)出“query”，來維護(hù)組的成員向所有的host發(fā)送：224.0.0.1定期發(fā)送，60秒一次主機(jī)在收到查詢“query”之后，每個(gè)組都會有一個(gè)成員作出應(yīng)答“report”對于某個(gè)查詢“query”，每個(gè)組只會有一個(gè)主機(jī)作出應(yīng)答，其他的主機(jī)將不會作出響應(yīng)，這叫做“響應(yīng)抑制”路由器（查詢器）收到響應(yīng)之后，便繼續(xù)維護(hù)該組224.1.1.1如果路由器（查詢器）收不到來自成員的響應(yīng)，則該組就會超時(shí)關(guān)閉（timeout）組成員的離開是“安靜離開”IGMPv1是靠timeout來實(shí)現(xiàn)組成員的離開的IGMPv1加入組JoiningaGroup主機(jī)H2和H3想要收到組224.1.1.1的組播信息流，便直接發(fā)送“report”消息，表示它想加入224.1.1.1組H3224.1.1.1ReportIGMPv1H1H2IGMPv1通用查詢GeneralQueries路由器（查詢器）向224.0.0.1定期發(fā)出“query”，來維護(hù)組的成員GeneralQueryto224.0.0.1IGMPv1Multicast

RouterH3H1H2IGMPv1維護(hù)組MaintainingaGroupIGMPv1#1路由器定期發(fā)送“查詢”#2每個(gè)子網(wǎng)每個(gè)組只需要一個(gè)成員作出響應(yīng)224.1.1.1#2#3其他的成員則不會作出響應(yīng)（即響應(yīng)抑制）224.1.1.1X#3H3H1H2Queryto224.0.0.1#1ReportSuppressed路由器定期發(fā)送“查詢”主機(jī)安靜的離開路由器繼續(xù)定期發(fā)送“查詢”Queryto224.0.0.1IGMPv1離開組LeavingaGroup不再收到某個(gè)組的reports該組就會超時(shí)關(guān)閉IGMPv1H3H1H2IGMPv2包格式PacketFormat組播消息類型最大回應(yīng)時(shí)間只在成員查詢中才有意義。規(guī)定在發(fā)送回應(yīng)報(bào)告之前的最大延遲時(shí)間，它以1/10秒位單位。(default=10secs)組地址在一般查詢消息中為0；在特定組查詢消息中為被查詢的組地址；在報(bào)告消息中為組播組地址。最大回應(yīng)時(shí)間校驗(yàn)和組地址類型71531IGMPv2的消息類型消息類型成員關(guān)系查詢（Query）通用查詢（GeneralQuery）特定組查詢（SpecificQuery）IGMPv1的成員關(guān)系報(bào)告IGMPv2的成員關(guān)系報(bào)告離開消息IGMPv2的工作過程主機(jī)A發(fā)出一個(gè)“report”，表示它想加入一個(gè)組播組，比如224.1.1.1在路由器處理這個(gè)請求之前，會進(jìn)行一個(gè)“選舉”過程，在眾多的路由器中選出一臺，作為查詢器。選舉的原則：每個(gè)網(wǎng)段上IP地址最小的那個(gè)路由器將成為查詢器路由器在收到這個(gè)加入請求信息之后，在該端口打開該組播組224.1.1.1，并把該組的“最后報(bào)告者lastreporter”設(shè)為A路由器（查詢器）定期發(fā)出“Generalquery”，來維護(hù)組的成員向所有的host發(fā)送：224.0.0.1定期發(fā)送，60秒一次主機(jī)在收到查詢“Generalquery”之后，每個(gè)組都會有一個(gè)成員作出應(yīng)答“report”對于某個(gè)查詢“query”，每個(gè)組只會有一個(gè)主機(jī)作出應(yīng)答，其他的主機(jī)將不會作出響應(yīng)，即“響應(yīng)抑制”IGMPv2的工作過程（續(xù)）路由器（查詢器）收到響應(yīng)之后，繼續(xù)維護(hù)該組224.1.1.1，并且再次刷新“最后報(bào)告者lastreporter”這時(shí)的“最后報(bào)告者lastreporter”應(yīng)該是誰呢？如果某個(gè)組播組中有主機(jī)離開，會發(fā)出“離開leave”信息給所有路由器：224.0.0.2路由器（查詢器）收到這個(gè)“離開leave”信息之后，進(jìn)行判斷：如果該離開者不是“最后報(bào)告者lastreporter”：不去理會，繼續(xù)定期發(fā)送定期發(fā)出“Generalquery”（轉(zhuǎn)去第四步）如果該離開者是“最后報(bào)告者lastreporter”：路由器（查詢器）發(fā)送“SpecificQuery”消息，詢問該組是否還有人（注意目的地址是什么？）如果還有人應(yīng)答：刷新“最后報(bào)告者lastreporter”，繼續(xù)維護(hù)改組（繼續(xù)定期發(fā)送定期發(fā)出“Generalquery”（轉(zhuǎn)去第四步））如果沒有應(yīng)答：該組播超時(shí)（timeout），關(guān)閉該組。IGMPv2加入組JoiningaGroup主機(jī)H2和H3想要收到組224.1.1.1的組播信息流，便直接發(fā)送“report”消息，表示它想加入224.1.1.1組（和IGMPv1相同）224.1.1.1Report172.16.41.141H1172.16.41.1172.16.41.2172.16.41.3RTR141H3H2IGMPv2加入組（續(xù)）JoiningaGroup(cont.)172.16.41.141H1172.16.41.1172.16.41.2172.16.41.3RTR141E0H2H3RTR141>showipigmpgroupIGMPConnectedGroupMembershipGroupAddressInterfaceUptimeExpiresLastReporter224.1.1.1Ethernet06d17h00:02:31172.16.41.2IGMPv2查詢器的選舉QuerierElection一開始，所有的路由器都發(fā)出一個(gè)查詢，開始選舉IP地址最小的那個(gè)路由器被選舉為“查詢器”querier其他的路由器便只能是普通路由器（non-queriers）了IGMPv2H1H2H3QueryQueryIGMPQuerierIGMPNon-Querier172.16.41.141172.16.41.1172.16.41.2172.16.41.3172.16.41.143IGMPv2—QuerierElectionLocatingthedesignatedquerierrouterRTR141>showipigmpinterfacee0Ethernet0isup,lineprotocolisupInternetaddressis172.16.41.141,subnetmaskis255.255.255.0IGMPisenabledoninterfaceCurrentIGMPversionis2CGMPisdisabledoninterfaceIGMPqueryintervalis60secondsIGMPqueriertimeoutis120secondsIGMPmaxqueryresponsetimeis10secondsInboundIGMPaccessgroupisnotsetMulticastroutingisenabledoninterfaceMulticastTTLthresholdis0Multicastdesignatedrouter(DR)is172.16.41.141(thissystem)IGMPqueryingrouteris172.16.41.141(thissystem)Multicastgroupsjoined:224.0.1.40224.2.127.254IGMPv2維護(hù)組MaintainingaGroup路由器定期發(fā)送“查詢”QueryIGMPv2每個(gè)子網(wǎng)上的每個(gè)組，只需要有一個(gè)成員響應(yīng)224.1.1.1Report其他的成員將會抑制響應(yīng)224.1.1.1SuppressedXH2H3172.16.41.141172.16.41.1172.16.41.2172.16.41.3H1IGMPv2離開組LeavingaGroupH1H2H3RTR141在有人離開之前，路由器IGMP的狀態(tài)172.16.41.1172.16.41.2172.16.41.3172.16.41.141RTR141>shipigmpgroupIGMPConnectedGroupMembershipGroupAddressInterfaceUptimeExpiresLastReporter224.1.1.1Ethernet06d17h00:02:31172.16.41.2IGMPv2離開組（續(xù)）LeavingaGroup(cont.)H2離開了組，發(fā)送了一個(gè)離開信息H1H2H3H2Leaveto224.0.0.2224.1.1.1#1路由器發(fā)送查詢信息GroupSpecificQueryto224.1.1.1#2其他的成員主機(jī)進(jìn)行響應(yīng)Reportto224.1.1.1224.1.1.1#3該組繼續(xù)保持存活RTR141172.16.41.1172.16.41.2172.16.41.3172.16.41.141#1#2#3IGMPv2離開組（續(xù)）LeavingaGroup(cont.)H1H2H3RTR141H2離開之后的IGMP狀態(tài)172.16.41.1172.16.41.2172.16.41.3172.16.41.141RTR141>shipigmpgroupIGMPConnectedGroupMembershipGroupAddressInterfaceUptimeExpiresLastReporter224.1.1.1Ethernet06d17h00:01:47172.16.41.3IGMPv2離開組（續(xù)）LeavingaGroup(cont.)最后一個(gè)主機(jī)離開了，發(fā)出離開消息H1H3H3Leaveto224.0.0.2224.1.1.1#1路由器發(fā)送查詢信息Group-specificQueryto224.1.1.1#2 收不到任何的響應(yīng)了，所以組就會超時(shí)關(guān)閉H2#1#2RTR141172.16.41.1172.16.41.2172.16.41.3172.16.41.141IGMPv2離開組（續(xù)）LeavingaGroup(cont.)RTR141>shipigmpgroupIGMPConnectedGroupMembershipGroupAddressInterfaceUptimeExpiresLastReporterH1H2RTR141H3離開之后的IGMP狀態(tài)172.16.41.1172.16.41.2172.16.41.3172.16.41.141H3IGMPV1/V2/V3主要區(qū)別組播模型

IGMPv1/v2:ASM(AnySourceMulticast)

任意源組播，安全性差。

IGMPv3:SSM(Source-Specified-Multicast)

特定源組播，協(xié)議復(fù)雜。報(bào)文格式

IGMPv1:支持query(0x11),Join(0x12)兩種報(bào)文

IGMPv2:支持Query(0x11),Report(0x16),Leave(0x17)三種報(bào)文

IGMPv3:支持Query(0x11),Report(0x22)兩種報(bào)文終端支持

IGMPv1/v2:Win2000/XPIGMPv3:WinXP內(nèi)容提要組播技術(shù)概述組播環(huán)境中的尋址管理組播數(shù)據(jù)流在交換機(jī)上處理組播數(shù)據(jù)流在交換機(jī)上處理組播數(shù)據(jù)流一般常用以下方法來解決組播數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)問題：廣播轉(zhuǎn)發(fā)IGMPSnoopingIGMPProxyIGMPRouterIGMPSnooping（竊聽）OLT設(shè)備透傳轉(zhuǎn)發(fā)所有的合法IGMP報(bào)文。IGMP

Snooping要求交換機(jī)去竊聽主機(jī)和路由器之間的IGMP會話當(dāng)交換機(jī)竊聽到主機(jī)的某個(gè)組播組的IGMP報(bào)告時(shí)，它就在有關(guān)的組播MAC地址表中增加該主機(jī)的端口當(dāng)交換機(jī)聽到主機(jī)的IGMP“離開消息”時(shí)，它就在有關(guān)的組播MAC地址表中刪除該主機(jī)的端口。Video

ServerRouterorL3SwitchUser1User2PONOLTPONONUIGMPSnooping（竊聽）QueryReport路由器OLTIGMPSnooping/Proxy監(jiān)聽路由器和主機(jī)之間IGMP協(xié)議的通信，記錄到交換機(jī)的組MAC地址表。組MAC地址端口列表01-00-5E-22-33-441322……Port13ReportPort22組成員組成員非組成員IGMPProxyOLT設(shè)備代理用戶轉(zhuǎn)發(fā)IGMP加入、離開報(bào)文，代理路由器發(fā)送IGMP查詢報(bào)文。啟用IGMPProxy協(xié)議的組網(wǎng)環(huán)境和使用IGMPSnooping協(xié)議的組網(wǎng)環(huán)境類似和啟用IGMPSnooping協(xié)議相比：啟用IGMPProxy協(xié)議可以減少網(wǎng)絡(luò)側(cè)路由設(shè)備對IGMP報(bào)文的處理開銷節(jié)約鏈路帶寬，以減少對上層帶寬的負(fù)載壓力Video

ServerRouterorL3SwitchUser1User2PONOLTPONONUIGMPProxyIGMPProxy包括四個(gè)方面的基本功能：加入抑制：即只轉(zhuǎn)發(fā)第一個(gè)成員report報(bào)文最后離開：即只轉(zhuǎn)發(fā)最后一個(gè)成員的leave報(bào)文主機(jī)代理：代理主機(jī)響應(yīng)路由器下發(fā)的query報(bào)文，代理主機(jī)源IP地址可配置。查詢代理：代理路由器下發(fā)query報(bào)文，代理路由源I