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IP組播靠管理 防范數(shù)據(jù)包的延時(shí)或失去

發(fā)布時(shí)間:2023-01-07 文章來(lái)源:深度系統(tǒng)下載 瀏覽:

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。

目前,不少企業(yè)或政府部門(mén),通過(guò)自建或租用線路,開(kāi)發(fā)屬于自己的寬帶IP城域網(wǎng),并在其上開(kāi)展視頻會(huì)議等應(yīng)用。一般來(lái)說(shuō),搭建一個(gè)星型網(wǎng)絡(luò),進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的TCP/IP數(shù)據(jù)包傳輸,并非難事,只要能Ping通對(duì)方就行,因?yàn)門(mén)CP/IP提供可靠傳輸,接收方如果沒(méi)有收到數(shù)據(jù)包,發(fā)送方會(huì)重發(fā)這些包。但是在組播方式下,采用的是不可靠的UDP傳輸,發(fā)送方?jīng)]有重發(fā)數(shù)據(jù)包的機(jī)制,如果傳輸環(huán)境不進(jìn)行優(yōu)化,或者網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的配置不很合理,就很容易造成數(shù)據(jù)包的延時(shí)或丟失,導(dǎo)致傳輸視頻會(huì)議的圖像時(shí),在接收端出現(xiàn)馬賽克、停頓,甚至黑屏等現(xiàn)象。因此,筆者愿把自己總結(jié)出的一些組播應(yīng)用的管理經(jīng)驗(yàn)與讀者共享。

一、網(wǎng)絡(luò)概況

筆者所在的地級(jí)市,下轄9個(gè)縣,我們利用IP over Optical技術(shù),組建了覆蓋全市的光纖千兆IP城域網(wǎng),在該網(wǎng)絡(luò)上利用組播技術(shù),成功地召開(kāi)了多次交互式視頻會(huì)議,網(wǎng)上用戶還可以實(shí)時(shí)收看CCTV-5轉(zhuǎn)播的視頻新聞和世界杯足球賽等。該網(wǎng)絡(luò)選用了美國(guó)Foundry公司的產(chǎn)品,其中在地級(jí)市的核心交換機(jī)采用BigIron 8000,而在9個(gè)縣中,有5個(gè)單位的匯接層交換機(jī)為BigIron 4000,另外4個(gè)單位的匯接層交換機(jī)為NetIron,這些型號(hào)的交換機(jī)都是第三層交換機(jī)。至于各個(gè)單位的接入層交換機(jī)則有多種型號(hào),包括3Com、Cisco、Intel和華為等。以上這些產(chǎn)品組成了以BigIron 8000為中心的樹(shù)型網(wǎng)絡(luò),這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)正好與政府部門(mén)的分級(jí)管理模式相符合。

二、組播協(xié)議

組播技術(shù)是根據(jù)路由器下游是否有組播成員來(lái)決定是否轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的,這樣,支持組播協(xié)議的網(wǎng)絡(luò),由于只在路由有分支的節(jié)點(diǎn)復(fù)制數(shù)據(jù)包,與傳統(tǒng)單播協(xié)議在源端復(fù)制后,再一一發(fā)送出去的方式比較,不但大大節(jié)省了帶寬資源,還減輕了源端及中間路由器節(jié)點(diǎn)處理重復(fù)分組的負(fù)擔(dān),縮短了通信所需的處理時(shí)間,大大提高了網(wǎng)絡(luò)工作的效率。

IP網(wǎng)上的組播有以下三個(gè)常用的協(xié)議

1.Internet群組管理協(xié)議(IGMP)

該協(xié)議被主機(jī)用來(lái)通知直連的路由器,提出具體組播地址,申請(qǐng)加入或離開(kāi)一個(gè)組播組。發(fā)送者則要確定一個(gè)合適的地址,這個(gè)地址代表一個(gè)主組,然后,組播數(shù)據(jù)包通過(guò)普通的IP地址以UDP廣播方式傳送到提出申請(qǐng)的主機(jī)所在子網(wǎng)內(nèi)的各主機(jī)用戶。

2.獨(dú)立組播協(xié)議(PIM)

該協(xié)議實(shí)現(xiàn)對(duì)各種組播應(yīng)用的支持,有密集模式PIM-DM和稀疏模式PIM-SM兩種。在Foundry產(chǎn)品上,加載PIM會(huì)自動(dòng)啟用IGMP。

3.距離矢量組播路由協(xié)議(DVMRP)

該協(xié)議屬于密集模式,它根據(jù)自己的算法建立組播路由表。在Foundry產(chǎn)品上,加載DVMRP也會(huì)自動(dòng)啟用IGMP。

要想在IP網(wǎng)絡(luò)上召開(kāi)交互式視頻會(huì)議或發(fā)布視頻新聞,就需要利用IP網(wǎng)絡(luò)組播的密集模式,并且啟動(dòng)PIM或DVMRP協(xié)議。在Foundry產(chǎn)品上啟動(dòng)這些協(xié)議時(shí),不同的VLAN配置方法可產(chǎn)生不同的效果。

三、重在管理

在管理方面,我們做了以下工作。

1.劃分VLAN

劃分VLAN(虛擬局域網(wǎng))是為了控制廣播包的擴(kuò)散。對(duì)于我們的視頻會(huì)議應(yīng)用,采用MPEG 2標(biāo)準(zhǔn),由于設(shè)備相對(duì)獨(dú)立,與網(wǎng)上其他桌面用戶之間不存在信息交流,所以我們?cè)谌蟹秶鷥?nèi)共10臺(tái)三層交換機(jī)上專(zhuān)門(mén)開(kāi)辟了一個(gè)VLAN 24,并給定一個(gè)單獨(dú)的網(wǎng)段,不設(shè)網(wǎng)關(guān)。Foundry的802.1p/q標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)記允許建立跨越交換機(jī)邊界的虛擬局域網(wǎng),于是VLAN 24跨越了不同的交換機(jī),使得盡管這10臺(tái)三層交換機(jī)最遠(yuǎn)距離為90km以上,還能處在同一VLAN內(nèi),避免了一些不相干廣播包的干擾,大大提高了接收端處理數(shù)據(jù)的效率。

對(duì)于視頻新聞,采用MPEG 1標(biāo)準(zhǔn),由于接收方是城域網(wǎng)上的普通用戶,所以只在源端設(shè)定一個(gè)獨(dú)立的VLAN 25。目前在網(wǎng)上運(yùn)行的視頻新聞?dòng)?套系統(tǒng),一套采用MediaPlayer 7.1,另一套采用專(zhuān)用的客戶端軟件。

2.設(shè)置優(yōu)先級(jí)

網(wǎng)絡(luò)管理員利用可選服務(wù)質(zhì)量,通過(guò)IEEE 802.1p/q虛擬局域網(wǎng)標(biāo)記和優(yōu)先級(jí)別分配,將QoS的優(yōu)點(diǎn)延伸到交換機(jī)邊界。

Foundry的BigIron交換機(jī)支持8個(gè)等級(jí)(0~7)的優(yōu)先級(jí),這8個(gè)優(yōu)先級(jí)被分為4組,在默認(rèn)狀態(tài)下,最高級(jí)別的優(yōu)先級(jí)可請(qǐng)求到80%的帶寬。對(duì)于VLAN 24來(lái)說(shuō),就需要為它設(shè)置最高級(jí)別的優(yōu)先級(jí)(第7級(jí))。

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。

本文章關(guān)鍵詞: IP 組播 多播 UDP