IPTV中组播技术的探讨

类型经验标题IPTV中组播技术的探讨主要作者季镇宇、卞亮亮分公司南通公司时间2007-12-28编号SJ-ZT-NAT-200712-001内容摘要IPTV、组播、qos前言：南通分公司前期进行了IPTV（营业厅远程培训系统）的试点，IPTV的视频直播方式对网络带宽占用很大，必须采用组播技术来有效提高对设备、带宽的压力。下面是南通分公司在IPTV部署中对组播应用的探讨。一、组网结构：网络分为中心层－边缘层－用户层三个层次，中心流媒体服务器为中心媒体源，县公司流媒体服务器为边缘层，负责视频流的转发，用户端机顶盒（psb）负责接受、加入指定的组播组。其中市公司中心端服务器架设在市公司营业厅汇聚三层接入交换机，县公司服务器直接与县公司营业厅接入三层交换机相连，营业厅端接二层交换机。市公司服务器将视频数据以单播方式发送到县公司流媒体服务器，县公司流媒体服务器以组播方式向下进行组播。二、组播技术简介：组播区别于单播，单播为点对点的数据传送，而组播的接收者有多个，逻辑结构上为一对多的方式，组播采用D类地址224-239/8的地址作为组播地址，这一点类似收音机的频道，单接听者调至相应频率，就可收听该频道电台。接收者可选加入、离开相应的组播组。目前组管理协议IGMP一般有V2和V3两种协议，普遍设备支持的是IGMPV2协议。三层路由设备传播组播的数据包依赖组播路由协议。组播路由协议业内通用的有PIM-DM，PIM－SM两种方式，PIM为协议无关多播，意味着PIM不依赖于某一特定单播路由协议，它可利用各种单播路由协议建立的单播路由表完成RPF检查功能，而不是维护一个分离的组播路由表实现组播转发。由于PIM无需收发组播路由更新，所以与其它组播协议相比，PIM开销降低了许多。PIM的设计出发点是在Internet范围内同时支持SPT和共享树，并使两者之间灵活转换，因而集中了它们的优点提高了组播效率，因此也应用最为广泛。DM为密集结构，SM为稀疏结构，PIM-DM一般用于组内主机成员相对于主机总数较多的情况。但是也无具体数值界定。一般DM结构多用于LAN中，而PIM-SM多用于WLAN中。PIM-DM与DVMRP很相似，都属于密集模式协议，都采用了“扩散/剪枝”机制。同时，假定带宽不受限制，每个路由器都想接收组播数据包。主要不同之处在于DVMRP使用内建的组播路由协议，而PIM-DM采用RPF动态建立SPT。PIM-SM与基于“扩散/剪枝”模型的根本差别在于PIM-SM是基于显式加入模型，即接收者向RP发送加入消息，而路由器只在已加入某个组播组输出接口上转发那个组播组的数据包。PIM-SM采用共享树（可向SPT转化）进行组播数据包转发。每一个组有一个汇合点（RendezvousPoint:RP），组播源沿最短路径向RP发送数据，再由RP沿最短路径将数据发送到各个接收端。这一点类似于CBT，但PIM-SM不使用核的概念，RP就是CBT中的核心。PIM-SM主要优势之一是它不局限于通过共享树接收组播信息，还提供从共享树向SPT转换的机制。尽管从共享树向SPT转换减少了网络延迟以及在RP上可能出现的阻塞，但这种转换耗费了相当的路由器资源，所以它适用于有多对组播数据源和网络组数目较少的环境。在实际部署时，由于网络结构等原因，PIM-SM使用较多。三、IPTV组网中采用的组播技术以及相关配置：考虑到网络中只需少量的机顶盒需接收组播数据，因此采用PIM-SM技术，而且由于组播源的确定，而且网络设备、接收端支持IGMPV3，我们采用了更先进的PIM－SSM（源特定组播）。特定组播（SSM：SourceSpecificMulticast）是一种区别于传统组播的新的业务模型，它使用组播组地址和组播源地址同时来标识一个组播会话，而不是向传统的组播服务那样只使用组播组地址来标识一个组播会话。SSM保留了传统PIM-SM模式中的主机显示加入组播组的高效性，但是跳过了PIM-SM模式中的共享树和RP（RendezvousPoint，集合点）规程。在传统PIM-SM模式中，共享树和RP规程使用(*，G)组对来表示一个组播会话，其中（G）表示一个特定的IP组播组，而（*）表示发向组播组G的任何一个源。SSM直接建立由(S,G)标识的一个组播最短路径树（SPT：ShortestPathTree），其中（G）表示一个特定的IP组播组地址，而（S）表示发向组播组G的特定源的IP地址。PIM-SSM是对传统PIM协议的扩展，使用SSM，用户能直接从组播源接收组播业务量，PIM－SSM利用PIM-SM的功能，在组播源和客户端之间，产生一个SPT树。但PIM-SSM在产生SPT树时，不需要汇聚点（RP）的帮助。配置：在全局下打开组播ipmulticast-routingippimssmdefaultssm组的地址是RFC预定好的，为232.0.0.0/8，在所有端口上打开PIM－SMINTF0/0ippimsparse-mode在下面二层交换机打开组播侦听：igmpsnooping为防止收到非法源，以及机顶盒不支持IGMPV3,可在三层设备上配置SSMMAP，具体配置不详述了。Qos配置：采用DIFF-SERV模式，视频流的DSCP设为AF11，其他流量设为0，采用队列调度、CAR/WRED等一系列手段进行控制。建立专网后（本次模式）无需用QOS,至多对出流量进行shapping即可。