近年來(lái)，隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用大量增加，使得原來(lái)已經(jīng)存在的、龐大的數(shù)據(jù)傳輸量成倍增長(zhǎng)，而優(yōu)化帶寬可滿足數(shù)據(jù)傳輸 量增長(zhǎng)的需要，IP組播技術(shù)則是優(yōu)化帶寬的重要手段。它適用于多點(diǎn)到多點(diǎn)或一點(diǎn)到多點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)，其基本原則是IP組播依托IP協(xié)議完 成；IP組播強(qiáng)制網(wǎng)絡(luò)在數(shù)據(jù)分布樹的分叉處進(jìn)行信息包復(fù)制，而不是由信息源節(jié)點(diǎn)多次重復(fù)地發(fā)送相同的數(shù)據(jù)包。
一、IP組播模型特征
用戶的增加和去除不需要全局協(xié)調(diào)，加入組播組僅是需要為用戶設(shè)置一個(gè)IP組播地址。為了接收數(shù)據(jù)，用戶在特殊IP組播交叉點(diǎn)中進(jìn)行注 冊(cè)，而不需要知道組中其它用戶的情況，路由對(duì)用戶隱藏了組播實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)。
如果組播起源于同一個(gè)源，而終止不同的用戶，且攜帶的數(shù)據(jù)相同，需要定義一個(gè)組播地址，讓網(wǎng)絡(luò)決定如何將源數(shù)據(jù)流發(fā)往組播地址， 如何在它的鏈路上組織數(shù)據(jù)流傳輸，以最佳地利用帶寬。
路由器建立分布樹，用于連接組播組所成員，把那些尋址到組播組的IP分組一直轉(zhuǎn)發(fā)到具有組播組成員的網(wǎng)絡(luò)中，并解決組播路由選擇中 的回路問(wèn)題。
發(fā)送者使用組播地址發(fā)送分組，發(fā)送方可以不知道接收方的任何信息，而只需要了解地址。一個(gè)組可有任何源。
二、組播路由選擇
組播路由選擇是網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)問(wèn)題，這個(gè)難題的解決需要復(fù)雜的有時(shí)是難以處理的協(xié)議。
1.組播路由選擇的兩個(gè)基本問(wèn)題
（1）目的地址問(wèn)題
即如何讓網(wǎng)絡(luò)知道每個(gè)組的每個(gè)目的地址。每個(gè)路由器都連有某個(gè)組播成員的主機(jī)。組中有一個(gè)成員發(fā)出組播數(shù)據(jù)，每個(gè)主機(jī)使用 Internet組播管理協(xié)議與直接相連的路由器通信。
當(dāng)源發(fā)送組播分組給它的路由器1時(shí)，此路由器將分組轉(zhuǎn)發(fā)給網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的另一個(gè)路由器2，路由器2將分組轉(zhuǎn)發(fā)給路由器3和與該路由相連接的 目主機(jī)；下一跳路由器運(yùn)行與此相似。結(jié)果是每個(gè)主機(jī)都看到從組播源來(lái)的數(shù)據(jù)流。如果第3和第4個(gè)路由器沒(méi)有任何相連接的主機(jī)是組播組成 員，第2個(gè)路由器不知道不應(yīng)轉(zhuǎn)發(fā)分組給其余路由器，造成未加入組播組的地址也獲得了信息，目的地址不明確。其解決方法是運(yùn)行Internet組 播管理協(xié)議機(jī)制偵聽網(wǎng)絡(luò)，以獲知網(wǎng)絡(luò)上哪些節(jié)點(diǎn)需要接收組播通信協(xié)議。IGMP具有兩個(gè)功能：將組播成員消息報(bào)告給緊接鄰域多播路由器； 構(gòu)建主機(jī)和路由的組播群。
（2）組播路由回路問(wèn)題
有4個(gè)路由器的網(wǎng)絡(luò)中，假設(shè)路由器向所有需要組播數(shù)據(jù)流的路由器或主機(jī)所在的接口轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)流，由于路由器除與主機(jī)相連接以外，還相 互連接，結(jié)果是產(chǎn)生了組播路由選擇回路，造成鏈路的帶寬完全消耗在數(shù)據(jù)流的傳輸上。
2.反向路徑轉(zhuǎn)發(fā)
反向路徑轉(zhuǎn)發(fā)的基本思想是從每個(gè)目的地構(gòu)建返回到源的最短路徑，組播分組轉(zhuǎn)發(fā)給所有接口（未有接口除外）。如果組播分組抵達(dá)的接 口不是返回到源端的最短路徑，則拋棄該分組。距離矢量組播路由協(xié)議是IP組播廣泛使用的路由協(xié)議，它使用反向路徑轉(zhuǎn)發(fā)來(lái)做出組播路由選 擇回路的一種方法。它是這樣工作的：當(dāng)路由器收到組播分組時(shí)，查看此分組是否在最短返回源路徑的接口上。如果不是，則丟棄該分組；如 果是，則轉(zhuǎn)發(fā)分組到接口或者路由器。
（1）首先組播源發(fā)送一個(gè)分組給路由器1，然后路由器1將其轉(zhuǎn)發(fā)給路由器2和路由器4；
（2）路由器2通過(guò)它的單播路由選擇表確定路由器1是在最接近源的接口上收到的，然后它將分組轉(zhuǎn)發(fā)給直接相連的接收方，此接收方用 Internet組管理協(xié)議加入該組。路由器2也轉(zhuǎn)發(fā)分組給路由器3；
（3）路由器4像路由器2一樣，用它的單播路由選擇表示確定路由器1的分組是在最接近源的接口上收到的。然后，它將分組轉(zhuǎn)發(fā)給直接相 連的接收方，此接收方用Internet組管理協(xié)議加入該組。路由器4也將分組轉(zhuǎn)發(fā)給路由器3；
（4）路由器3收到路由器2和路由器4的組播分組，查找路由選擇確定哪一個(gè)路由器最接近源主機(jī)。路由器3選擇了連接到路由器4的通道， 即使連到路由器2的通道到源主機(jī)的距離相同，然后路由器3轉(zhuǎn)發(fā)組播分組給路由器4和直接相連接的目的主機(jī)2；
（5）路由器4收到路由器3的組播分組，確定該分組不是在最近組播源的接口上收到的，結(jié)果丟棄該分組。
應(yīng)用IP組播，用戶只需發(fā)送自己信息的一個(gè)拷貝到所有接收者的IP組播地址中，這顯然最佳地利用了網(wǎng)絡(luò)帶寬，IP組播還可以大大減少發(fā) 送服務(wù)器的負(fù)擔(dān)。IP組播通過(guò)分布樹能有效地進(jìn)行一對(duì)多的數(shù)據(jù)流傳輸，在這種分布樹中，兩個(gè)路由器之間僅需一條傳輸路徑，數(shù)據(jù)流只在路 徑分叉點(diǎn)時(shí)才被拷貝。

當(dāng)某主機(jī)希望加入該組時(shí)，主機(jī)發(fā)送Internet組播管理協(xié)議加入報(bào)文給了解組播源的路由器，路由器發(fā)送一個(gè)距離矢量組播路由協(xié)議嫁接 報(bào)文以便開始接收必需的組播通信，嫁接報(bào)文被發(fā)往上行流直到它們找到分布樹。此分布樹將一個(gè)組播中的分組傳遞給該組成員。就發(fā)送者而 言，僅需要簡(jiǎn)單發(fā)送一個(gè)以相應(yīng)組播地址為目的地址的單個(gè)IP分組，剩下的工作都由路由器來(lái)完成，其規(guī)�？梢詮囊粋�(gè)接收者擴(kuò)展到數(shù)個(gè)接收 者。如果路由器發(fā)現(xiàn)所有直接相連的組播主機(jī)都離開該組，并且沒(méi)有下行流路由器依賴于組通信，則路由器發(fā)送一個(gè)剪枝消息給上行流以關(guān)閉 通信，發(fā)送者根本不用關(guān)心組成員的變化。

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