網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是從1990年代中期發(fā)展起來(lái)的新技術(shù),它把互聯(lián)網(wǎng)上分散的資源融為有機(jī)整體,實(shí)現(xiàn)資源的全面共享和有機(jī)協(xié)作,使人們能夠透明地使用資源的整體能力并按需獲取信息。資源包括高性能計(jì)算機(jī)、存儲(chǔ)資源、數(shù)據(jù)資源、信息資源、知識(shí)資源、專(zhuān)家資源、大型數(shù)據(jù)庫(kù)、網(wǎng)絡(luò)、傳感器等。 當(dāng)前的互聯(lián)網(wǎng)只限于信息共享,網(wǎng)絡(luò)則被認(rèn)為是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的第三階段。 D類(lèi)地址是用于組播,也就是以1110開(kāi)頭,剩下28位用于鑒別組播地址(剩下的這28是個(gè)無(wú)結(jié)構(gòu)的地址), 以01005e開(kāi)頭的MAC地址用于表示MAC的組播地址,剩下的23位用于標(biāo)識(shí)組播,IP組播地址對(duì)于MAC地址有一個(gè)映射關(guān)系,也就是IP組播的后23對(duì)應(yīng)Mac組播的后23位,這樣就有可能出現(xiàn)多個(gè)IP對(duì)應(yīng)一個(gè)MAC的現(xiàn)象,它們之間用Arp來(lái)解析。
如果一個(gè)局域網(wǎng)使用組播,那么所有的主機(jī)必須加入一個(gè)all-host組(組播地址為224.0.0.1),但是Host可以決定是否去接受組播。當(dāng)一個(gè)組播交通決定傳輸之前,router需要知道那個(gè)Host想接收組播,IGMPv1, IGMPv2用于發(fā)現(xiàn)是否有這個(gè)組播組的成員在它直連的子網(wǎng)里,IGMP用一個(gè)querying device去請(qǐng)求和報(bào)告Host加入和離開(kāi)組播組,它有兩種message, 一個(gè)是query messages 用于組播路由器去發(fā)現(xiàn)Member, 還有一個(gè)是report message,它是由主機(jī)發(fā)送,報(bào)告那個(gè)主機(jī)想加入組播組,IGMP間斷的發(fā)送query message到224.0.0.1(用于標(biāo)識(shí)所有主機(jī)), 直連網(wǎng)段中的其中一臺(tái)Host發(fā)送report message來(lái)報(bào)告誰(shuí)想接收組播,但是如果Host 想加入組播組,它可不必等待query message, Host 可以主動(dòng)的發(fā)送一個(gè)report message到224.0.0.2(標(biāo)識(shí)組播組中的所有組播路由器)
IGMPv2 提供了leave meassage,主機(jī)主動(dòng)發(fā)送這個(gè)離開(kāi)信息到224.0.0.2,表明這臺(tái)主機(jī)想離開(kāi)這個(gè)組播組,query router發(fā)送一個(gè)query message ( specific-group)的信息從那個(gè)接收離開(kāi)組的端口,如有其它的主機(jī)還想加入這個(gè)組播組,則向這個(gè)query device發(fā)送一個(gè)specific-group 的report message, 如果在一定時(shí)間內(nèi)沒(méi)有主機(jī)反應(yīng)這個(gè)group-specific query message, 則表明沒(méi)有本地成員在這個(gè)組里面
在交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)組播中,由于IP組播映射到一個(gè)Layer 2 multicast address, 所以組播必須發(fā)送到所有的交換機(jī)端口,當(dāng)一臺(tái)主機(jī)向組播路由器報(bào)告成員信息,組播由路由器發(fā)送到交換機(jī),由于組播使用組播地址傳送流量,所以它不知道實(shí)際的目的mac地址,因而它將它發(fā)送到所有的交換機(jī)端口,可以使用劃分VLAN來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題,但是使用VLAN不能動(dòng)態(tài)的添加和刪除成員,這樣,交換機(jī)必須處理每一個(gè)組播包,加大了處理延時(shí),降低了交換機(jī)的性能,這樣就出現(xiàn)了一個(gè)router to switch的解決方法---CGMP, CGM允許交換機(jī)向組播路由器學(xué)習(xí)有關(guān)組成員的信息,在這個(gè)環(huán)境里,rotuer是一個(gè)CGMP服務(wù)器,switch是一個(gè)Client, 當(dāng)router 接收一個(gè)組播包,它立即創(chuàng)建一個(gè)CGMP包,這個(gè)包發(fā)送到一個(gè)well-know地址,所交換機(jī)都能收到這個(gè)包,然后交換機(jī)解釋這個(gè)包,創(chuàng)建一個(gè)forwarding table。
在每個(gè)物理段中,一個(gè)指明路由器被選擇,指明路由器構(gòu)造一個(gè)分布樹(shù),連接一個(gè)組播組有所有的成員,以保證高效的傳輸。這個(gè)router可copy所有進(jìn)入的包,然后把它發(fā)送到它的分支樹(shù),因?yàn)榻M播組是動(dòng)態(tài)的所以分布樹(shù)也必須是動(dòng)態(tài)的升級(jí),一個(gè)分支加入一個(gè)分布樹(shù)就像一個(gè)新的成員加入組播組,相反的說(shuō),如果這個(gè)分支沒(méi)有接收者,剛這個(gè)分支被刪除。 有兩種分布樹(shù)可以在組播路由中使用:1.源指定(source specific) 2.共享(shared), 指定源的方式針對(duì)于每個(gè)組播組的源 處理Spanning tree,例如,如果10個(gè)成員在10個(gè)分離的子網(wǎng),創(chuàng)建基于10個(gè)組播組的10個(gè)不同的路由樹(shù)被, 源指定使用從源到目的的最短路徑最小化了延時(shí),source-based 的分布樹(shù)使用一個(gè)叫相反路徑轉(zhuǎn)發(fā)的機(jī)制(Reverse Path Forwarding RPF), 當(dāng)一個(gè)router接收一個(gè)帶源的組播包,它在它所有的端口轉(zhuǎn)發(fā)這個(gè)包,除了接收這個(gè)包的端口,然而,轉(zhuǎn)發(fā)只發(fā)生在提供最短路徑返回發(fā)送者的鏈路,如果這個(gè)包到達(dá)了一個(gè)不是最短的路徑上,則這個(gè)包被discard。
提供一個(gè)到組播指明路由器和源之間的鏈路叫作父鏈路,router的處出端口叫子鏈路。
在共享樹(shù)(shared-tree)的方式, 所有的包沿著分布樹(shù)發(fā)送到組播組,不考慮發(fā)送的源,這種方式削減了處理時(shí)間,但是導(dǎo)致了較大的端到端的延時(shí)
然而,不同于spanning-tree機(jī)制,不同的組播組定義了不同的分布樹(shù),如果一個(gè)設(shè)備想接收數(shù)據(jù),它必須加入這個(gè)組的共享樹(shù),組播路由協(xié)議通過(guò)檢測(cè)一個(gè)點(diǎn)播的路由可達(dá)來(lái)建交分布樹(shù)。
組播包使用IP Header的TTL域來(lái)限制它的可達(dá)范圍,每經(jīng)過(guò)一個(gè)路由器,TTL的值減1,如果TTL過(guò)期,則這個(gè)包被拋棄,Packet的TTL大于接口的TTL門(mén)限,則被轉(zhuǎn)發(fā),如果等于小于接口的門(mén)限則拋棄。
0 限制在同一個(gè)主機(jī),從來(lái)不被發(fā)送到任何接口
1 限制在相同的子網(wǎng),從來(lái)不被router轉(zhuǎn)發(fā)
15限制在相同的site, 組織,或部門(mén)
63限制在相同的區(qū)域
127worldwide
191workwide, limited bandwidth
255unrestricted in scope ; global
IP組播路由協(xié)議用于發(fā)現(xiàn)組播組和建立每個(gè)組播組的分布樹(shù)
client to router : IGMP
Router to Switch: CGMP
Router to Router : DVMRP, PIM, MOSPF, CBT
組播路由協(xié)議有以下兩種方式:密集方式路由(dense-mode routing)和稀疏方式路由(sparse-mode routing)
怎樣選用這兩種方式,取決于組播組的成員在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的分布,如果網(wǎng)絡(luò)中幾乎所有的路由器都為每個(gè)組播組分發(fā)組播信息則使用Dense-mode, 為了維護(hù)分布樹(shù),Dense-mode組播路由協(xié)議間歇的flood網(wǎng)絡(luò)組播信息,Dense-mode適用于組成員密集的分布在整個(gè)網(wǎng)絡(luò),而且有足夠的帶寬來(lái)容忍flood。
網(wǎng)絡(luò)的神奇作用吸引著越來(lái)越多的用戶加入其中,正因如此,網(wǎng)絡(luò)的承受能力也面臨著越來(lái)越嚴(yán)峻的考驗(yàn)―從硬件上、軟件上、所用標(biāo)準(zhǔn)上......,各項(xiàng)技術(shù)都需要適時(shí)應(yīng)勢(shì),對(duì)應(yīng)發(fā)展,這正是網(wǎng)絡(luò)迅速走向進(jìn)步的催化劑。
|