一、問題的提出

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和多媒體技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化和實(shí)時(shí)交互的教學(xué)形式。特別是Internet技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)了眾多網(wǎng)絡(luò)大學(xué)和網(wǎng)絡(luò)學(xué)堂的產(chǎn)生，教育網(wǎng)站的數(shù)量也迅速增長，網(wǎng)上的教學(xué)資源也越來越豐富，可以說現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育進(jìn)入了一個(gè)蓬勃發(fā)展的時(shí)期。但是由于網(wǎng)絡(luò)帶寬和傳輸機(jī)制的原因，目前教育網(wǎng)站的內(nèi)容大多數(shù)以靜態(tài)的教材為主，而很少有視頻、音頻流媒體教學(xué)信息，即使有些網(wǎng)站支持視頻、音頻流媒體教學(xué)內(nèi)容的在線瀏覽與下載，但由于網(wǎng)絡(luò)傳輸速率很慢，很難實(shí)現(xiàn)雙向交互，因此效果并不理想。這在很大程度上削弱了網(wǎng)絡(luò)教育對眾多學(xué)習(xí)者的吸引力，因此使遠(yuǎn)程教育的質(zhì)量和效果大大折扣。

的出現(xiàn)不僅解決了1Pv4地址空間幾乎接近枯竭的問題，而且改進(jìn)了IP數(shù)據(jù)包的基本報(bào)頭格式，最為重要的是IPv6能更好的支持組播，使視頻、音頻流媒體教學(xué)信息在網(wǎng)絡(luò)帶寬沒有大幅度增加的情況下通暢傳輸，節(jié)省了網(wǎng)絡(luò)帶寬，減輕了網(wǎng)絡(luò)負(fù)載，并且實(shí)現(xiàn)了隨時(shí)隨地的個(gè)性化教育和終身教育。因此基于IPv6的組播技術(shù)為解決遠(yuǎn)程教育的上述問題提供了一條較好的途徑。

二、IPv6及其組播技術(shù)簡介

(一)IPv6性能簡介

IPv6是為了解決IPv4地址空間已經(jīng)將近枯竭的問題而提出來的。其性能主要有：

1、巨大的地址空間

IPv6采用的IP地址為128位，即IPv6提供2128個(gè)地址空間。形象地說，對于地球上的每平方米都將有超過1000個(gè)IPv6地址。

2、簡便的尋址和路由方法

IPv6地址類型是基于分層的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，這一結(jié)構(gòu)對于網(wǎng)絡(luò)安全是大有益處的。同時(shí)，IPv6改進(jìn)了IP包的基本報(bào)頭格式，它只有6個(gè)域和2個(gè)地址空間。這種簡化的報(bào)頭不僅所含字段少，而且報(bào)頭長度固定，使得路由器的硬件實(shí)現(xiàn)更加簡單，并且在路由分析中，IPv6不對數(shù)據(jù)進(jìn)行分割，進(jìn)一步減少了路由負(fù)載。

3、更好的安全特性

IPv6中提供了若干重要的安全功能。IPv6規(guī)范規(guī)定了“認(rèn)證頭標(biāo)”和“封裝安全凈荷”。認(rèn)證功能提供了接收方能確認(rèn)IP分組源地址的正確無誤，并且其內(nèi)容在傳輸過程中不被修改的機(jī)制;“封裝安全凈荷”功能則保證只有合法的受信者才能讀懂IP分組內(nèi)容。這種身份認(rèn)證方式能有效地防止網(wǎng)絡(luò)竊聽，從而保證用戶和系統(tǒng)的安全性，并能在一定程度上遏止黑客利用的漏洞進(jìn)行破獲活動。

4、支持組播

IPv6提供了新的集群通訊地址方式——組播，組播是利用IP網(wǎng)絡(luò)的組播能力，允許路由器一次將數(shù)據(jù)包復(fù)制給多個(gè)數(shù)據(jù)通道，實(shí)現(xiàn)一點(diǎn)對多點(diǎn)或多點(diǎn)對多點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸方式。組播可以大大節(jié)省網(wǎng)絡(luò)帶寬，因?yàn)闊o論有多少個(gè)目標(biāo)地址，在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的任何一條鏈路上只傳送一個(gè)數(shù)據(jù)包，從而減輕了網(wǎng)絡(luò)負(fù)載。

(二)組播技術(shù)簡介

1、組播的概念

組播是一種允許一個(gè)或多個(gè)發(fā)送者(組播源)發(fā)送單一的數(shù)據(jù)包到多個(gè)接受者(一次的，同時(shí)的)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。組播源把數(shù)據(jù)包發(fā)送到根據(jù)IP地址分組的組播組成員。組播組中的主機(jī)可以是在同一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)， 也可以來自不同的物理網(wǎng)絡(luò)(必須有組播路由器的支持)。

2、組播實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)

組播技術(shù)是適用于一點(diǎn)到多點(diǎn)或多點(diǎn)到多點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)。組播實(shí)現(xiàn)的基本原則是：依托于IP協(xié)議完成組播;IP組播強(qiáng)制網(wǎng)絡(luò)在數(shù)據(jù)分發(fā)樹的分叉處進(jìn)行信息包的復(fù)制。IP組播的實(shí)現(xiàn)主要包括三部分：尋址、組播成員管理和組播路由協(xié)議。

組播尋址：IPv6為組播預(yù)留了一定的地址空間，其地址高8位為“11111111”，后跟120位組播組標(biāo)識。此地址僅用作組播數(shù)據(jù)包的目標(biāo)地址，組播源地址只能是單播地址。發(fā)送方只需要發(fā)送數(shù)據(jù)給該組播地址，就可以實(shí)現(xiàn)對多個(gè)不同地點(diǎn)用戶數(shù)據(jù)的發(fā)送，而不需要了解接收方的任何信息。

組播成員管理：組播使用IGMP(Internet Group Manager Protocol)協(xié)議實(shí)現(xiàn)用戶的動態(tài)注冊過程。在主機(jī)與組播路由器之間通過IGMP協(xié)議建立并且維護(hù)組播組成員的關(guān)系。組播轉(zhuǎn)發(fā)路由器通過IGMP協(xié)議了解其在每個(gè)接口連接的網(wǎng)段上是否存在某個(gè)組播組的接收者，即組成員。如果出現(xiàn)成員，組播路由器將組播數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到這個(gè)網(wǎng)段;如果沒有則停止轉(zhuǎn)發(fā)或不轉(zhuǎn)發(fā)，以節(jié)省帶寬。

組播路由協(xié)議：組播路由協(xié)議的作用是建立和維護(hù)組播路由表，以充分利用帶寬。組播路由協(xié)議可以分為兩種類型：密集模式和稀疏模式。密集模式組播路由協(xié)議是指組播成員密布在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)上，即許多子網(wǎng)至少包含一個(gè)成員，帶寬很充裕。它不適用于大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)。稀疏模式則適用于組播成員稀疏地分布在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，并且未必有充裕的帶寬可用的情況。