新华三：组播技术白皮书（14页）.pdf

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1、组播技术白皮书 Copyright 2019 新华三技术有限公司 版权所有，保留一切权利。非经本公司书面许可，任何单位和个人不得擅自摘抄、复制本文档内容的部分或全部，并不得以任何形式传播。除新华三技术有限公司的商标外，本手册中出现的其它公司的商标、产品标识及商品名称，由各自权利人拥有。本文中的内容为通用性技术信息，某些信息可能不适用于您所购买的产品。i 目 录 1 概述 1 1.1 产生背景 1 1.2 技术优点 1 2 组播技术实现 1 2.1 组播地址机制 1 2.1.1 IP 组播地址 1 2.1.2 组播 MAC 地址 2 2.2 组播模型分类 3 2.3 组成员关系管理 3 2.4

2、组播报文转发 5 2.4.1 组播转发树 5 2.4.2 组播报文转发机制 5 2.5 组播路由协议 5 2.5.1 域内组播路由协议 6 2.5.2 域间组播路由协议 7 2.6 二层组播协议 8 2.6.1 IGMP Snooping 9 2.6.2 PIM Snooping 9 2.6.3 组播 VLAN 9 3 典型组网应用 10 3.1 单域组播组网应用 10 3.2 跨域组播组网应用 10 3.2.1 PIM-SM&MBGP&MSDP 组合方案 10 3.2.2 PIM-SM 与隧道（MBGP&MSDP）组合方案 11 3.3 组播穿越防火墙组网应用 12 1 1 概述概述 1.1

3、 产生背景 传统的 IP 通信有两种方式：一种是在源主机与目的主机之间点对点的通信，即单播；另一种是在源主机与同一网段中所有其它主机之间点对多点的通信，即广播。如果要将信息发送给多个主机而非所有主机，若采用广播方式实现，不仅会将信息发送给不需要的主机而浪费带宽，也不能实现跨网段发送；若采用单播方式实现，重复的 IP 包不仅会占用大量带宽，也会增加源主机的负载。所以，传统的单播和广播通信方式不能有效地解决单点发送、多点接收的问题。组播是指在 IP 网络中将数据包以尽力传送的形式发送到某个确定的节点集合（即组播组），其基本思想是：源主机（即组播源）只发送一份数据，其目的地址为组播组地址；组播组中的

4、所有接收者都可收到同样的数据拷贝，并且只有组播组内的主机可以接收该数据，其它主机无法接收。1.2 技术优点 组播技术有效地解决了单点发送、多点接收的问题，实现了 IP 网络中点到多点的高效数据传送，能够大量节约网络带宽、降低网络负载。作为一种与单播和广播并列的通信方式，组播的意义不仅在于此。更重要的是，利用网络的组播特性可以方便地提供一些新的增值业务，包括在线直播、网络电视、远程教育、远程医疗、网络电台和实时视频会议等互联网的信息服务领域。2 组播技术实现组播技术实现 组播技术的实现需要解决以下几方面问题：组播源向一组确定的接收者发送信息，而如何来标识这组确定的接收者？这需要用到组播地址机制；

5、接收者通过加入组播组来实现对组播信息的接收，而接收者是如何动态地加入或离开组播组的？即如何进行组成员关系管理；组播报文在网络中是如何被转发并最终到达接收者的？即组播报文转发的过程；组播报文的转发路径（即组播转发树）是如何构建的？这是由各组播路由协议来完成的。2.1 组播地址机制 2.1.1 IP 组播地址 IP 组播地址用于标识一个 IP 组播组。IANA（Internet Assigned Numbers Authority，互联网编号分配委员会）将 D 类地址空间分配给组播使用，范围从 224.0.0.0 到 239.255.255.255。如图 1 所示，IP 组播地址前四位均为“111

6、0”。图1 IP 组播地址格式 XXXX XXXXXXXX XXXXXXXX XXXX1110 XXXX32位IP地址 2 整个 IP 组播地址空间的划分如图 2 所示。图2 IP 组播地址划分 224.0.0.0224.0.0.255：预留组播地址，除 224.0.0.0 保留不做分配，其它地址供路由协议、拓扑查找和维护协议使用。该范围内的地址属于局部范畴，对于以该范围内组播地址为目的地址的数据包来说，不论 TTL（Time to Live，生存时间）为多少，都不会被转发出本地网段。224.0.1.0238.255.255.255：用户组播地址，在全网范围内有效。包含两种特定的组地址：232