组播技术在校园网应用中的探索

【 关键词 】 组播 ； ： 视频 ： 直播
Ｉ Ｉ ．ｇ 言
为可能 。
随着社会信息 的发展 ．组播技术广泛的应用在任意体系结 ２２组 播 协 议 ． ｆ）Ｇ １ ＩＭＰ协议 工 作 流 程 ：Ｇ Ｐ是 多播 路 由 器 用 来 了解 多播 ＩＭ 构 的网络上 。 高等 院校都有 自己的校 园网 。 且有传输速率较高 的 组 成 员 信 息 的 协议 ． 主 要 使 用 两 种 类 型 的 报 文 ： 成 员 查 询 报 它 组 局域 网。 为了更好的利用 校园网络资源为教学服务 ， 网络上传输 周 期 性 地 发 送 组 成 员 查 询报
文 ． 了解 相 连 的子 网上 哪 些 组 有 成 员 。 询 报 文 发送 到所 有 的 以 查 主机 组 主 机 响 应 某 一 成 员 报 告 报 文 ， 告 它 们 所 属 的 多 播 组 。 报 当一 个 主 机 加 入 一 个 新 的组 时 ． 应 立 即发 送 一 个 加 入 报 文 ， 它 而 不是 等待一个查询 ． 以防万一 它是 那个 组的第一个成员 。 当主机作为某个组 的成 员开始收到信息后 ．多播 路 由器就 会周期性 地对该组进行查询 ． 检查组 内的成 员是否还参 与其 中 ， 只要 还有 一 个 主 机 仍 在 参 与 ． 多播 路 由 器 就 继 续 接 收 数 据 。 当所 去。 有 的 主 机 都 离 开 了组 后 ．多 播 路 由 器 会 收 到 一 个 Ｉ ＭＰ的 “ Ｇ 离 ２ 组 播 技 术 综 述 ． 开” 息报文 ． 消 多播 路 由器 就 会 马 上查 询 组 中是 否 还 有 活 动 的组 ２１组播 概 要 ． 多 如果 组播是 利用一种 协议将 Ｉ 据包从一个 源传送到 多个 目 成 员 。 如 果 有 活 动 的组 成员 。 播 路 由 器 就 继 续 转 发 数 据 ； Ｐ数 就 的地 。 将信息 的拷 贝发送到一组地址 。 到达所有想要接收它的接 没 有 ． 不 再 转 发 数 据 。 收者处 组播是将 Ｉ Ｐ数据包“ 尽最大努力 ” 传输 到一个构成组播 （１ＰＭ— Ｍ 数 据 流 程 ：ＰＭ — Ｍ （ｒｔ ｏ ｎ ｅｅ ｄｎ ２ Ｉ Ｄ Ｉ Ｄ Ｐｏ ｃｌＩｄ ｐｎ ｅ ｔ ｏ ｌｃｓ． ｅ８ ｏ ｅ 属 ｉ Ｉ Ｄ 群组 的主机集合 ．群组 的各个成员可 以分布于各个独立 的物理 Ｍｕｔ ａｔＤ ｎｅＭ ｄ ） 于 密 集 模 式 的 组 播 路 由协 议 。ＰＭ— Ｍ 在 组 网络 上 。 播 群 组 中 成员 的关 系是 动 态 的 ， 机 可 以 随 时加 入 和 适 用 于 小 型 网 络 ． 这 种 网络 环 境 下 ， 播组 的 成 员 相 对 比 较 密 组 主 Ｉ Ｄ 邻 扩 剪 退 出群 组 ．群 组 的 成 员关 系 决定 了主 机 是 否 接 收 送 给 该 群 组 的 集 。ＰＭ— Ｍ 的工 作 过 程 可 以 概 括 为 ： 居 发 现 、 散 一 枝 过 组 播 数 据 包 ．不 是 某 群 组 的 成 员 主 机 也 能 向该 群 组 发 送 组 播 数 程 、 接 阶段 。 嫁 ｆ１ Ｉ Ｄ 协议 使用下面 的假设 ： ３ Ｐ Ｍ— Ｍ 当组播源 开始发送组 播 据包 。同单播 （ｎｃｓ） ｕ ｉ ｔ和广播 （ｒａｃｓ） 比， ａ ｂｏｄ ａｔ相 组播 （ ｉｉａｔ ｍｕ ｔ ｓ） ｌｅ 域内所有 的网络节点 都需 要接收数据 ， 因此采用 “ 扩散一 效率非常高 ． 因为任何 给定 的链 路至多用一次 。 可以节省 网络带 数 据是 ． 的方 式 进 行 组 播数 据包 的 转 发 。组 播 源 开 始 发 送 数 据 时 ， 宽和 资源 。 当信息 （ 包括 数据、 语音和视频） 传送 的目的地址是 网 剪 枝 ” Ｐ 络 中的少数用 户时 ， 可以采用多种传送方式 。单播的方式 ， 是为 沿 途 二 层 交 换 机 向 除 组 播 源 对 应 的 Ｒ Ｆ接 口 之 外 的 所 有 接 口 转 发 组 播数 据包 。 样 ．Ｉ Ｄ 域 中所 有 网 络 节 点 都 会 收到 这 这 ＰＭ— Ｍ 每个用户单独建立一条数据传送通路 ； 广播 的方式 ， 是把信息传 为 沿 送给网络 中的所有用 户 。 不管他们是否需要 。 都会接收到广播来 些 组 播 数 据 包 。 了完 成 组 播 转 发 ， 途 的二 层 交 换 机 需 要 为组 Ｇ和 源 Ｓ 创建 相应的组播 路 由项 （ ， ． ，） 由项包括 组播 源 ＳＣ） Ｓ 路 ｆＣ 的信息 。 例如 ， 在一个网络上有 ２ ０个用 户需要接 收相 同的信息 ０ 地址 、 播组地址 、 接 口、 组 入 出接 口列 表 、 时 器 和 标 志 等 。 定 时． 传统的解决方案是用单播方式把这一信息分别发送 ２ ０次 ， ０ 如果 网络 中某 区 域 没 有 组 播 组 成 员 ．该 区 域 内 的二 层 交 换 以便确保需要数据 的用 户能够得到所需 的数 据 ， 如图 １ 或者采 ； 将通往该 区域 的转发接 口剪枝 ， 并且建 立剪 用广播的方式 ， 在整个 网络范 围内传送数 据 。 需要这些数据 的用 机会发送剪枝消息 ． 枝状态 。剪枝状态对应着超时定 时器 。当定时器超 时时 ， 剪枝状 户可直接在网络上获取 。这两种方式都浪费 了大量宝贵 的带宽 态 又重 新 变 为 转 发 状 态 ． 播 数 据 得 以 再 次 沿 着这 些 分 支 流 下 。 组 资源 ． 而且 广播方式也不利于信息 的安全和保密 。 另外 ． 剪枝状态包含组播 源和组播 组的信息。 当剪枝 区域 内出现 了组播 组成 员时 ． 为了减少反应时间 ， 协议不必等 待上游剪枝状 态 超 时 ． 是 主 动 向 上 游 发送 嫁 接 报 文 ， 剪 枝 状 态 变 为 转 发 状 而 使

组播技术在通信电子中的应用随着通信电子技术的不断发展，越来越多的人和设备之间需要进行数据交互，而组播技术可以有效地降低网络传输的负载，提高网络数据的传输速率。

组播技术已经广泛应用于各种领域，例如视频会议、网络直播、在线教育、集群通信等。

本文将会探讨组播技术在通信电子中的应用以及其优势和不足。

一、组播技术的定义及原理组播技术是指在网络中，多个接收端可以同时接收同一数据流，以实现数据的快速高效传输。

其原理是在多点通信网络中建立一个虚拟组（或称为多点组）、加入和离开组的过程，该组内的每个接收端都可以接收来自同一发送端的数据包。

而且，接收端只接收自己希望收到的组播数据包，以减少不必要的流量和占用带宽。

二、1、多媒体数据传输组播技术在多媒体数据传输方面有着广泛的应用。

在视频会议、网络直播、在线游戏等场景中，实时传输的视频、音频等数据需要稳定地传输到多个终端设备上。

通过使用组播技术，可以将多媒体数据同时传输给所有终端设备，避免出现网络拥塞和带宽占用过多的情况。

2、集群通信集群通信是指在某个范围内的多个终端设备互相通信的一种方式。

在某些场景下，如销售活动、展会展示等活动中，参与者需要在同一网络环境下进行交流，使用组播技术可以简化网络通信的架构，避免不必要的通信内容，使得通信效率更高。

3、网络广播组播技术也可以用于网络广播。

例如，在紧急事件的情况下，在将重要的消息通过组播方式发送给用户/客户端的同时，该用户/客户端仍将接收此广播消息（包括文本、图像、语音等）。

在一个广播范围内，通过广播的方式推送网络新闻、病毒通知、系统更新等信息，是一个方便快捷的方式。

三、组播技术的优势1、优化网络带宽和流量组播技术能够将数据流传输到多个接收方设备，可以避免多次发送相同的数据，减少了网络带宽的占用和流量的浪费。

这样，数据可以在较短时间内快速传输，并且可以在网络中执行多次数据转发，而不需要使媒介资源被持续地占用。

2、提高数据传输的速率组播技术可以同时给多个接收设备发送相同的数据包，使得接收数据速度更快。

基于组播的校园网直播系统的实现摘要：本文对组播技术进行了简要介绍，然后给出了校园网组播在交换机上的具体配置过程，建立了一套可行的校园网直播系统，对于建立校园网直播系统有一定的参考性。

关键词：组播校园网流媒体服务器一、概述高等院校作为教学和科研的主体，其校园网经过十几年的建设，软硬件建设达到了一定的水平，其用户数迅猛增长，网络流量越来越大，对校园网性能要求也越来越高，特别是教学资源大多采用流媒体的形式，在网络上传输的是图形图像语音等信号，实现实时点播直播都会占用大量网络带宽，造成网络拥塞。

采用组播技术有效的避免了过度占用带宽络带宽资源，减轻了服务器负荷，改善了数据传输质量，提高了网络利用率。

二、组播原理传统的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。

组播也称多播，是将同一数据流从一台主机传输给多台主机的技术，即多个接收者同时接收一个源发送的相同信息。

在组播中同一数据流只有在网络节点处才被复制分发给其他节点，节点与节点之间只传输一个流。

组播按一定的组播地址将数据流传输出去，而不必知道组播用户的存在与否以及具体位置。

用户主机若需要某组播组的数据，只需与直接连接的路由器用IGMP 协议“联系”，通知路由器需要加入某组播组。

在校园网内实现组播，其需要的相关技术为：(1)域内组播路由协议根据IGMP维护的这些组播组成员关系信息，运用一定的组播路由算法构造组播分发树进行组播数据包转发。

(2) 组成员关系协议 (IGMP),运行于主机和与主机直接相连的组播路由器之间, 实现所连网络组成员关系的收集与维护。

据。 Ｉ Ｇ ＭＰ工作在 网络层 ， 只记录路 由器上的三层接 口与组播地址的 比 。 ２ － ３组播网络的配置 对 应关系 。Ｉ Ｇ ＭＰ Ｓ ｎ ｏ ｏ ｐ ｉ ｎ ｇ 协议解 决二层交换机组播 数据转发 的问 选用 Ｐ Ｉ Ｍ— Ｄ Ｍ组播路 由协议。首先配置组播路由协议 ， 对 网络 题， 其原理如下 ： 主机 的报告消息经过交换机时 ， 交换 机对 报告 消息 进行监 听并记 录， 为组播 Ｍ ＡＣ地址和端 口建立起映射关系 ； 当交 换 中每 台需 要进 行 组 播 的 路 由器 和交 换 机 的 每个 组 播 端 口进 行 Ｉ Ｍ— Ｄ Ｍ 协议 配置 ， 然后 配置 Ｉ Ｇ ＭＰ组 成 员 关 系协 议 ， 最 后 在 二 层 交 机 收到组播数据 时 ， 根 据映射关系 ， 只 向连有组成员 的端 口转发组 Ｐ 换机上启用 Ｉ Ｇ Ｍ Ｐ Ｓ ＮＯ Ｏ Ｐ Ｉ Ｎ Ｇ 。完成上述配置后 ， 组播 网络构建完 播数据 。 １ ． ２ ． ２组播路 由协议 。协 议无关组播 （ Ｐ ｒ ｏ ｔ ｏ ｃ ｏ ｌ Ｉ ｎ ｄ ｅ ｐ ｅ ｎ ｄ ｅ ｎ ｔ Ｍ ｕ ｈ ｉ — 成 。 结 束 语 ｃ ａ ｓ ｔ ， Ｐ Ｉ Ｍ） 协议ｆ ５ 】 ， 不依赖某一特定单播路由协议 ， 它可利用各种单播 本方案在我校 已成功实现 １ ６ 路高 清电视的 网络直播 ， 用户 峰 路 由协 议建 立 的单 播路 由表 ，完 成反 向路 径查 找 （ Ｒ ｅ ｖ ｅ ｒ ｓ ｅ Ｐ ａ ｔ ｈ ０ ０ 个 。组播技术的优势在于 ， 在用户数量激增 的情况下 Ｆ ｏ ｒ ｗ ａ ｒ ｄ ｉ ｎ ｇ ， Ｒ Ｐ Ｆ ） 检查功能 ， 而不是维护一个 分离 的组播路 由表实现 值数量约 ２ 组播转发 。 由于 Ｐ Ｉ Ｍ无需收发组播路由更新 ， 与其 它组播协议相 比， 也不会对网络及 服务器造成过大的负载压力 。