IP组播基础 ISSUE1.1

HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedInternal组播技术实现了IP网络中点到多点的高效数据传送，能够有效地节约网络带宽、降低网络负载，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。HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage2学习完此课程，您将会：了解什么是组播及组播的地址结构了解组播的转发流程了解源路径树以及共享树等相关概念HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage3第1章什么是组播第2章组播地址结构第3章组播分发树第4章组播数据转发HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage4第1章什么是组播第1节什么是组播第2节组播的优劣第3节组播的应用HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage5什么是组播？单播源接收者接收者接收者HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage6什么是组播？广播源接收者接收者接收者HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage7什么是组播？组播源接收者接收者HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage8第1章什么是组播第1节什么是组播第2节组播的优劣第3节组播的应用HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage9组播的优劣提高效率：控制网络流量，减轻服务器和CPU负荷优化性能：减少冗余流量分布式应用：使多点应用成为可能例如:收听电台广播流所有的客户端都接收相同的8Kbps电台广播00.20.40.60.8流量Mbps120406080100客户端数量组播单播组播的优势HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage10组播的优劣组播是基于UDP的尽力而为没有拥塞避免机制报文重复报文失序组播的劣势HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage11第1章什么是组播第1节什么是组播第2节组播的优劣第3节组播的应用HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage12组播的应用多媒体流媒体培训、联合作业场合的通信视频/音频会议数据仓库金融应用（股票）任何的“单到多”数据发布应用组播的应用HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage13第1章什么是组播第2章组播地址结构第3章组播分发树第4章组播数据转发HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage14第2章组播地址结构第1节组播IP地址第2节组播MAC地址第3节组播地址映射HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage15组播IP地址一个组播组就是一个IP地址，不表示具体的主机，而是表示一系列系统的集合，主机加入某个组播组即声明自己接收目的IP为某个IP地址的报文。IP组播组地址224.0.0.0–239.255.255.255“D”类地址空间−第一个字节的高四位=“1110”组播IP地址HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage16组播IP地址保留的链路本地地址（ReservedLinkLocalAddress）保留地址224.0.0.0供路由协议及拓扑查找和维护协议使用的地址224.0.0.1－224.0.0.255全局范围地址（GloballyScopedAddress）用户组播地址224.0.1.0－238.255.255.255GLOP地址233.0.0.0－233.255.255.255管理权限地址（AdministrativelyScopeAddress）239.0.0.0－239.255.255.255组播IP地址分类HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage17第2章组播地址结构第1节组播IP地址第2节组播MAC地址第3节组播地址映射HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage18组播MAC地址组播MAC地址与单播MAC地址的区别XXXXXXX1XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX组播MAC地址，第一个字节的最后一位为1单播MAC地址，第一个字节的最后一位为0XXXXXXX0XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX就以太网而言，IP组播帧都使用以0x0100.5Exx.xxxx的24位前缀开始的MAC层地址。组播MAC地址HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage19第2章组播地址结构第1节组播IP地址第2节组播MAC地址第3节组播地址映射HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage20组播地址映射需要将组播IP地址映射到组播MAC地址。组播MAC地址的高24bit为0x01005e，MAC地址的低23bit为组播IP地址的低23bit。1110XXXX.XXXXXXXX.XXXXXXXX.XXXXXXXX01--00--5E--0XXXXXXX.XXXXXXXX.XXXXXXXX23Bits23Bits5BitsLostIP地址到MAC地址的映射HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage21组播地址映射存在当第3层IP地址映射成第2层MAC地址时导致32:1的地址不明确问题。0x0100.5E01.0101224.1.1.1224.129.1.1225.1.1.1225.129.1.1...238.1.1.1238.129.1.1239.1.1.1239.129.1.1相同的组播MAC地址32-IP组播地址映射出现的问题HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage22第1章什么是组播第2章组播地址结构第3章组播分发树第4章组播数据转发HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage23组播分发树什么是组播分发树？用来描述IP组播报文在网络中经过的路径。组播分发树的两个基本类型：源路径树共享树概念HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage24组播分发树源路径树（最短路径树SPT）的根是组播信息流的来源，有源树的分支形成了通过网络到达接收站点的分发树。为每一个组播源与接收者之间建立一棵独立的SPT。接收者R1BEADF源S1组播路由项(S,G),iif,oiflist•S源地址•G组地址•iif入接口•oiflist出接口列表C接收者R2源S2源路径树HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage25组播分发树共享树（RPT）使用放在网络的某些节点的单独的公用根。根据组播路由协议，这个根常被称为汇合点（RP）或核心，因此，共享树也可以称为RPT。接收者R1BEADFC接收者R2(RP)PIM汇合点RPT(RP)组播路由项(*,G),iif,oiflist•*任何源地址•G组地址•iif入接口•oiflist出接口列表源S1源S2SPT共享树HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage26组播分发树源路径树（SPT）占用内存较多O(SxG)，但路径最优，延迟最小共享树（RPT）占用内存较少O(G)，路径不是最优的，引入额外的延迟不同分发树的比较HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage27第1章什么是组播第2章组播地址结构第3章组播分发树第4章组播数据转发HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage28第4章组播数据转发第1节组播数据转发第2节RPFHUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage29组播数据转发组播路由和单播路由是相反的单播路由关心数据报文要到哪里去。组播路由关心数据报文从哪里来。组播路由使用“反向路径转发”机制(RPF,ReversePathForwarding)HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage30第4章组播数据转发第1节组播数据转发第2节RPFHUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage31RPF什么是RPF？路由器收到组播数据报文后，只有确认这个数据报文是从自己到组播源的出接口上到来的，才进行转发，否则丢弃报文。RPF检查在单播路由表中查找到组播报文源地址的路由如果该路由的出接口就是组播报文的入接口，RPF成功否则RPF失败，报文丢弃。反向路径转发（RPF）HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage32RPF源151.10.3.21组播报文RPF检查失败报文从错误接口到来!RPF的例子HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage33组播转发RPF检查失败!单播路由表网络接口151.10.0.0/16S1198.14.32.0/24S0204.1.16.0/24E0E0S1S0S2S1源151.10.3.21发出的组播数据报文X丢弃数据报文！RPF的例子（续）数据报文从非正确的接口到达!HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage34单播路由表网络接口151.10.0.0/16S1198.14.32.0/24S0204.1.16.0/24E0S1组播转发RPF检查成功!E0S1S0S2源151.10.3.21发出的组播数据报文数据报文从正确的接口到达!向所有出接口(即分发树的下游)转发RPF的例子（续）HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage35组播的基本原理组播地址结构组播数据转发原理小结谢谢