IntroductiontoMulticast(修订版).ppt

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1、Introduction to Multicast(组播简介）-lwt一对多的通信传统的单播 组播 SSRRRRRR2为什么要建立组播当我们向不同的接收者发送同样的数据包n更好地利用带宽资源n更少的路由过程n更快的加入应用n视频广播(单发送者)n视频会议(多发送者)n即时新闻n互动游戏3组播服务模型Steve Deering(PhD.1991)发明n不同于路由数据报 RFC1112-1989发送者向主机组发送 组播组通过D类地址来区分组播组的成员可以在internet中随意出现组播组成员可以加入并退出组播组接受者和发送者必须区分:i.e.,发送者不能成为组成员路由器侦听所有组播地址并通过组播路

2、有些以来管理组播组4组播组地址由于接收者无处不在，组播有其微妙之处D类地址区间随机分配 几乎任意d类地址可以被使用一些特定的地址被指定nRFC1700标准仍在发展中5一些特定地址（1）224.0.0.1 所有主机224.0.0.2 所有组播路由器224.0.0.4 DVMRP路由器224.0.0.5 OSPF路由器224.0.0.6 OSPF指定路由器6一些特定地址（2）224.0.0.7 ST路由器224.0.0.8 ST主机224.0.0.9 RIP2路由器224.0.0.10 IGRP路由器224.0.0.11 活动代理224.0.0.12 DHCP服务器/中继代理7一些特定地址（3）2

3、24.0.0.13 所有PIM路由器 224.0.0.14 RSVP封装224.0.0.15 所有CBT路由器224.0.0.16 指定SBM224.0.0.17 所有SBMS224.0.0.18 VRRP8向主机发送数据包我们同时要实现单播和组播从远处传来的数据包将被路由器传向那些至少有一个组成员的组播组Internet Group Management Protocol(IGMP,RFC2236)n被主机用来信号它意图加入某个特定的组播组n被路由器用来发现组播组n在IP层实现9IGMP 加入组的过程R sends IGMP Membership-ReportDR receives it.D

4、R will start forwarding to Network ADR periodically sends IGMP Membership-Query (ALL-SYSTEMS.MCAST.NET)R answers IGMP Membership-Report RR:ReceiverDR:Designated Router IGMP Membership-ReportNetwork ANetwork BDR10IGMP 离开组的过程R sends IGMP Leave-Group to 224.0.0.2 (ALL-ROUTERS.MCAST.NET)DR receives it.D

5、R stops forwarding to Network A if no more 224.2.0.1 group members on Network A.RDRR:ReceiverDR:Designated Router IGMP Leave-GroupNetwork ANetwork B11组播模型的挑战发送者怎么限制谁能收到数据包n需要验证和授权n数据加密n密钥分配n仍是很值得研究的一个领域12IP 组播路由目标：在路由期间共享信息，实现比数据分配更好的路由组播分布树结构n有源树和共享数数据分配策略nOpt in(ACK)type vs opt out(NACK)type路由协议和I

6、GMP协议结合使用13有源树Receiver 1EBADFSourceNotation:(S,G)S=Source G=GroupCReceiver 2SRR14共享树Receiver 1EBADFSourceNotation:(*,G)*=all sources G=GroupCReceiver 2S1RRShared RootS215有源树的特征有源树(S,G)n路由表 O(G x S)条记录 n从数据源到数据接收者最优路径，最小延时用于n发送者少，接收者多，比如“广播”16共享树特征共享树(*,G)n路由器器中较少的O(G)n路径并非最优，会产生延时n会产生重复数据传送 用于n那些大多数

7、共享树类似于有源树的环境n众多发送者，并且拥有较少的带宽17数据分配策略Opt out(NACK)typen由广播开始，通过剪枝没有接收者的分支，来生成分布树n导致浪费如果接收者很少Opt in(ACK)typen只向清楚加入组播组的主机发送n造成加入的延时18协议种类密集模式下n假设成员分布密集n有源树和NACK typenDVMRP(Distance Vector Multicast Routing Protocol)nPIM-DM(Protocol Independent Multicast,Dense Mode)稀疏模式下n假设成员分布稀疏n共享树和ACK typenPIM-SM(Pr

8、otocol Independent Multicast,Sparse Mode)19DVMRP每个路由器互相间交换距离矢量信息来获得组播路由表 n最先在Internet配置的组播路由协议w 类似于RIP（路由信息协议）n为每一个组播组通过逆向路径转发建立有源树w在数据源和每个接收者之间提供最短路径每个子网中有一个特定的转发者一旦树被建立，它将被用来转发数据从数据源到接收者如果路由器不支持DVMRP，单播隧道将被用来联结组播网络20DVMRP组播报通过RPF(Reverse path forwarding)传向路由器如果在他们的子属网络没有成员，叶子节点的路由器检查并发送消息到上级路由器 上级

9、路由器进行剪枝通过发送嫁接消息位后来的参与者建立新的分支剪枝后重新传发的时间(standard:720 minutes)draft-ietf-idmr-dvmrp-v3-09.txt(September 1999)21RPF(reverse path forwarding)防止重复数据的简单算法RPF算法利用IP路由表为每个数据源计算出组播树RPF 检查1.当一个组播报被接收，记录它的 source(S)and interface(I)2.如果是来自于从S的最短路径,转发到除了I 以外的所有interface3.如果第二步失败，丢弃该报永远不回发22DVMRP(1)form a source

10、tree by exchanging metricSourceReceiver 1SR1DFsource tree23DVMRP(2)broadcastSourceReceiver 1SR1DFsource treedatagram24DVMRP(3)pruneSourceReceiver 1SR1DFsource treedatagramIGMP DVMRP-Prune25DVMRP(4)X and Y prunedSourceReceiver 1SR1DFXYsource treedatagram26DVMRP(4)New memberSourceReceiver 1SR1DFXYsour

11、ce treedatagramR2Receiver 2IGMP DVMRP-Graft27DVMRP(4)New branchSourceReceiver 1SR1DFXYsource treedatagramR2Receiver 2IGMP DVMRP-Graft28协议无关组播PIM:Protocol Independent Multicast n独立于协议n优点：简单w无需特定路由表n缺点:会产生更多的广播-剪枝 (密集模式下)n最流行的组播路由协议和DVMRP的最大区别 不必保持自己的路由表PIM 支持(DM)和(SM)n可以同时使用任意或两种模式29PIM DM 概述(1)假设由很多

12、成员要加入组以广播和剪枝为基础n最适合密集模式依据RPF来建立有源树如果数据源不活动，树将被剪去简单的“plug-and-play”配置不愿获得数据包的分支将被剪除30PIM DM 概述(2)通过嫁接来加入已有的有源树通过断言来决定转发者Non-RPF point-2-point 联结将被剪枝31PIM DM 转发PIM DM 接口的设置:nPIM 邻居在接口被发现n此接口的主机刚加入组播组n接口被人为配置数据包被传向下一流的所有接口n如果PIM邻居出现，DM假设每个都想要获得组信息。32PIM 声明机制路由器从接口获得数据包n为了防止重复数据发送，只有一个路由器可以用来继续发送.路由器发送“

13、PIM assert”消息n比较尺度值n拥有最好的尺度的路由器返回组播源n如果在尺度上由障碍，具有最高IP地址的路由器当选n失败者退出(接口剪枝)33PIM DM 状态刷新通过“flood and prune”在密集模式下的特征来刷新n接收组播信息 reset(S,G)来进入中止计时n当(S,G)进入中止计时，数到0时被删除终止剪枝接口超时，让(S,G)信息在网络中重新扩散34PIM-DM(1)Initial flood of dataSourceReceiver 2Receiver 1SR1AR2BCDFGHIE35PIM-DM(2)prune non-RPF p2p linkSourceR

14、eceiver 2Receiver 1SR1AR2BCDFGHIEIGMP PIM-Prune36PIM-DM(3)C and D Assert to DetermineForwarder for the LAN,C Wins SourceReceiver 2Receiver 1SR1AR2BCDFGHIEIGMP PIM-Assertwith its own IP address37PIM-DM(4)I,E,G send PruneH send Join to override Gs PruneSourceReceiver 2Receiver 1SR1AR2BCDFGHIEIGMP PIM-

15、PruneIGMP PIM-Join38PIM-DM(5)I Gets PrunedEs Prune is Ignored(since R1 is a receiver)Gs Prune is Overridden(due to new receiver R2)SourceReceiver 2Receiver 1SR1AR2BCDFGHIE39PIM-DM(6)New Receiver,I send GraftSourceReceiver 2Receiver 1SR1AR2BCDFGHIEIGMP PIM-GraftReceiver 3R340PIM-DM(6)new branchSourceReceiver 2Receiver 1SR1AR2BCDFGHIEIGMP PIM-GraftReceiver 3R341