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ZXR10_Ⅲ_07_200904 组播原理与配置课程目标：●掌握组播的概念●掌握组播IP、MAC地址结构●掌握反向路径转发和组播转发树●掌握组播的几种协议（IGMP、PIM-SM）参考资料：●ZXR10路由器以太网交换机命令手册●ZXR10 路由器用户手册●ZXR10 以太网交换机用户手册目录第1章组播原理与实现 (1)1.1 组播基础 (1)1.1.1 组播的定义 (1)1.1.2 组播的应用环境 (3)1.2 组播IP、MAC地址的结构 (4)1.2.1 组播IP地址的结构 (4)1.2.2 组播MAC地址的结构 (5)1.3 组播特点 (6)1.4 逆向路径转发 (6)1.5 组播转发树 (7)1.5.1 源树 (8)1.5.2 共享树 (8)1.5.3 比较源树和共享树 (9)1.6 组播协议体系 (9)1.7 IGMP协议 (10)1.7.1 IGMPv2的消息格式 (11)1.7.2 路由器与主机之间的IGMPv2交互 (12)1.7.3 查询器 (12)1.7.4 报告消息抑制 (13)1.8 IGMP SNOOPING (14)1.9 PIM (15)1.9.1 PIM-DM (15)1.9.2 PIM稀疏模式 (18)1.10 本章总结 (28)i第1章组播原理与实现知识点●组播的概念●组播IP、MAC地址结构●反向路径转发和组播转发树●组播的几种协议（IGMP、PIM-SM）●组播协议的基本配置1.1 组播基础1.1.1 组播的定义图1.1- 1 ip网络通信方式IP网络的三种基本的通信方式分别是：单播、广播、组播。
单播是一种点到点的通信方式，它要求在发送者和每一接收者之间实现点对点网络连接。
广播是一种点到所有点的通信，如果在IP子网内广播数据包，不论子网内部主机是否愿意接收该数据包，所有在子网内部的主机都将收到这些数据包。
广播的使1ZXR10_Ⅲ_07_200904 组播原理与配置-2-用范围非常小，只在本地子网内有效，通过路由器和交换机网络设备控制广播传输。
精心整理组播原理第一章?概?述随着数据通信技术的不断发展，各项基于数据通信技术的业务层出不穷，FTP ，HTTP ，SMTP 等传统的数据通信业务已经不能满足人们对信息的需求，视频点播，远程教学，新闻发布，网络电视等新型业务也逐渐发展起来，并被引入数据通信网络。
这些新型业务的特点是，有一个服务器（我们把这个服务器称为媒体流服务器）在发布信息，而接收端数量很大，可能有成千上万个，而且具体数目不固定。
在这种方式下，我们可以使用传统12312在这个时候，我们自然而然的想起了组播。
这种技术最适合上面的这些新型业务。
因为组播通信有下列优点：1。
媒体流服务器不必知道某个客户端的存在，它只管把媒体流以组播地址播放出去即可，而且仅仅播放一份；2。
媒体流数据在网上仅仅传送一份即可，即使有成千上万个客户端；3。
客户端不必向媒体流服务器注册，如果想接收某个媒体流服务器的数据，仅仅加入该媒体流服务器所播放的数据所在的多播组即可。
组播技术从提出到现在，它的一些标准和技术已经相当完善了，但推广还不是十分广泛，尤其是在我国，人们对组播的认识还处于一个朦胧的阶段，更谈不上规模应用。
为了让大家尽快的了解组播技术，我们在本文中给出一些学习指引，主要有下列内容：1。
组播基础概念，这些概念是深入学习组播的最基础的东西，如果对这些基础概念不了解，学习组播将是一句空话；2。
流行组播协议，在文中我们不具体分析哪种组播协议，而给出组播协议的一些共性，并列举了目前比较流行的组播协议和它的应用场合；3。
也可以第二章?二层组播基础概念在前面的介绍中，我们讨论了用多播的方式解决新型流媒体业务的好处，在该部分中，我们结合一个实际的网络给出一些多播的基础概念，掌握这些基础概念是深入掌握多播技术的前提。
2.1网络实例有下面一个网络需求：在图中，媒体流服务器通过以太网交换机LSWA，跟核心路由器GSRA连接起来，并启动流媒体进程，不断的以多播IP地址发送媒体流。
入门级组播原理详解与配置组播（Multicast）是一种在网络中将数据包同时发送给多个目标主机的通信方式。
与单播（Unicast）和广播（Broadcast）不同，组播可以实现一对多的通信效果，适用于许多实时应用，如视频会议、流媒体和在线游戏等。
组播的原理：组播使用IP协议来实现多播通信，在IP协议中，组播地址是一个特殊的IP地址范围，范围从224.0.0.0到239.255.255.255，其中224.0.0.0到224.0.0.255是保留地址用于路由协议和其他网络控制协议的组播通信，其余地址用于应用层的组播通信。
组播的工作原理可以分为三个步骤：成员加入、组播路由选择和数据转发。
1.成员加入：主机将自己加入到一个组播组中，需要发送一个IGMP（Internet Group Management Protocol）报文给与自己相连的组播路由器，表明自己希望接收该组播组的数据。
组播路由器收到IGMP报文后，将其记录在路由表中，并向其他组播路由器传递相关信息，以便它们也能知道有哪些主机加入了该组播组。
2.组播路由选择：组播路由选择是指组播路由器之间的协商和交换，以决定如何将组播数据转发给各个成员主机。
组播路由器通过交换IGMP报文来收集有关成员主机的信息，并建立一棵组播树来确定数据传输的路径。
常用的组播路由选择协议有DVMRP、PIM-DM、PIM-SM等。
3.数据转发：当一个主机发送组播数据时，数据包通过组播树传输到各个成员主机。
组播路由器会根据路由表的信息，将数据包复制并转发到每个出接口。
由于组播数据的传输是基于IP地址的，因此每个主机只需要根据组播地址过滤并接收自己感兴趣的组播数据。
组播的配置：在网络设备上进行组播的配置主要包括IGMP配置和组播路由协议配置。
1.IGMP配置：在路由器上启用IGMP功能，使其能够接收和处理主机发送的IGMP报文。
通常在接口上配置IGMP版本（IGMPv1、IGMPv2或IGMPv3），并打开IGMP Snooping功能，以便交换机能够根据主机的组播报文学习到组播组的信息。
EPON组播原理及应用一、组播原理1、组播定义大家都知道单播、组播、广播是计算机网络上三种基本的通信方式。
单播是相互感兴趣的主机双方进行通信的方式,主机不能接收对其不感兴趣的其它主机发送的信息,属于点对点通信。
广播是主机向子网内所有主机发送信息,子网内所有主机都能收到来自某台主机的广播信息,属于点对所有点的通信。
组播则介于两者之间,是主机向一组主机发送信息,存在于某个组的所有主机都可以接收到信息,属于点对多点通信。
从这个意义上讲,广播可以认为是组范围最大化的组播。
当然,二者还是存在显著区别的:首先,广播被限制在子网内,不会被路由器转发。
其次,主机被默认为是接收者,而组播方式则需要主机主动加入。
(如下图所示:)2 、组播的特点组播是一种点到多点的技术,解决点到多点的通信,可以通过单播和组播方式实现。
单播可以通过建立多个点对点的连接来达到点对多点的传输。
这种方式将在源点(服务器)与各个接收点建立连接,从服务器开始,就将有多份数据流分别流向分散的接收点。
这种方式将加重服务器的负荷,增大对服务器性能的要求;同时还在网络中造成大流量,从而增加网络的负载,导致网络拥塞。
组播则不然,发送方仅发一份数据包,此后数据包只是在需要复制分发的地方才会被复制分发,每一网段中都将保持只有一份数据流。
这样就可以减轻服务器的负担,节省网络带宽。
总之组播技术有效地解决了单点发送多点接收、多点发送多点接收的问题,实现了IP网络中点到多点的高效数据传送,能够有效地节约网络带宽、减轻服务器及网络的负载。
因此具有增强效率,优化性能,分布式应用等优点。
(单播和组播的区别如下图)3、组播的应用组播最早的应用是音频/视频会议。
但音频/视频会议只是众多IP组播应用之一。
除此之外,还包括数据分发,实时数据组播,以及游戏和仿真应用等。
目前特别是视频业务电信级的视频业务(IPTV)都是基于组播实现的。
4、组播的体系结构组播协议分为主机-路由器之间的组成员关系协议和路由器-路由器之间的组播路由协议。
学习目标：*理解组播的概念及技术*掌握IGMP协议及配置*掌握PIM协议及配置为什么要强调组播，因为在现实情况中，越来越多的一些应用都是基于一个特定群组。
这里要注意的是它不是全部用户，而是特定组，一组用户，这些特定群组的应用包括多媒体会议、数据群发、游戏、视频点播等，在这种情况下，如果使用以前所说的单播也好，广播也好，都不符合实际应用的情况，不管是单播还是广播都会大大的增加网络冗余的一些数据流量，为了实现这么一个特定群组的服务，最好的方式就是根据实际情况将应用的成员划分到一个群组里面，而数据的分发仅限于群组内部，这样就可以以尽可能少的数据流来实现群组的应用，这就是我们所说的组播技术。
组播的定义：组播是介于单播和广播之间的一种通讯方式，是主机向一组主机发送信息，这一组主机可以是全部主机也可以不是全部主机，主要看是否所有主机都需要接收这组信息，存在于某个组的所有主机都可以接收到组发送的信息，是一种点到多点的通讯方式，单播是点到点，广播是点到所有点，所以这三者是有区别的。
从这个意义上来说呢，可以这样认为：广播是一个最大化的组播。
当然两者还是有区别的，路由器在处理这两种数据包的处理方式是不同的，广播是不会被路由器所转发的，但是组播是可以穿越不同的网段。
另外广播发出后主机是被默认为是接收者，组播不一样，组播我发不发给你，你能不能去收，是需要看用户有没有一个加入行为，你要加入这个组才能接收这个组的信息。
单播与组播实现点对多点传输的比较：在没实现组播之前，我们是采用单播或者广播来实现，单播可以通过建立多个点到点的连接来实现点到多点的传输，这样的话，在中间节点的路由器，在针对单播传输的时候，都要维持一个会话，当然也就需要占用一份带宽，也就是说从发送方开始，就有多份数据发向不同的接收点，这种方式最大的网络负荷在服务器端，它增大了对服务器性能的要求，同时还会在网络中造成非常大的流量，从而增加了网络的负载。
那么如果我们采用广播的花会有什么问题呢，广播在通讯的时候有个特性，它只在有分叉的时候才会被复制并传输，但是广播缺省认为所有终端都要接收这个数据，这就会造成某个用户根本就不需要这个数据流，但是通过广播发送的数据流还是会转发一份给他，那么这也就浪费了有关的带宽。
1 IP组播基础说明本章所涉及的路由器和路由器图标，是指一般意义下的路由器或三层交换机。
1.1 IP组播简介1.2 IP组播原理描述1.3 IP组播应用场景1.1 IP组播简介定义作为IP传输三种方式之一，IP组播通信指的是IP报文从一个源发出，被转发到一组特定的接收者。
相较于传统的单播和广播，IP组播可以有效地节约网络带宽、降低网络负载，所以被广泛应用于IPTV、实时数据传送和多媒体会议等网络业务中。
目的传统的IP通信有两种方式：单播（Unicast）和广播（Broadcast）。
●对于单播通信，信息源为每个需要信息的主机都发送一份独立的报文。
●对于广播通信，信息源将信息发送给该网段中的所有主机，而不管其是否需要该信息。
如果要将数据从一台主机发送给多个主机而非所有主机，可以采用广播方式，也可以由源主机采用单播方式向网络中的多台目标主机发送多份数据，如图1-1所示。
图1-1 采用单播和广播方式进行点到多点传输数据示意图Packets for HostARouterC RouterFReceiverPackets for HostCUnicast transmissionPackets for all hostsHostC ReceiverReceiverBroadcast transmission●采用单播方式时，网络中传输的信息量与需要该信息的用户量成正比。
当需要该信息的用户数量较大时，信息源需要将多份内容相同的信息发送给不同的用户，这对信息源以及网络带宽都将造成巨大的压力。
因此，该传输方式不利于信息的批量发送，只适用于用户稀少的网络。
●采用广播方式时，不需要接收信息的主机也将收到该信息，这样不仅信息的安全性得不到保障，而且会造成同一网段中信息泛滥。
因此，该传输方式不利于与特定对象进行数据交互，同时会浪费大量的带宽。
由上述可见，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（Multicast ）可以很好的解决点到多点的数据传输，如图1-2所示，源只发送一份数据，网络中只有需要该数据的主机（目标主机HostA 和HostC ）可以接收该数据，其他主机（HostB ）不能收到该数据。
如何设置IP地址的网络广播和组播配置的方法在网络通信中，IP地址是一项重要的配置，它可以唯一地标识网络中的设备。
除了单播（点对点通信）外，网络还可以利用广播和组播来进行多点通信。
本文将介绍如何设置IP地址的网络广播和组播配置的方法。
一、网络广播配置方法网络广播是将数据包发送给同一网络中的所有设备，它可以用于向所有设备发送重要信息或者触发特定操作。
要配置网络广播，需要按照以下步骤进行操作：1. 首先，打开计算机的网络设置界面。
具体的操作方式因不同的操作系统而异，一般可以在控制面板或者设置中找到网络设置选项。
2. 在网络设置界面中，找到当前使用的网络连接，并右键点击选择"属性"。
3. 在网络属性界面中，找到"Internet 协议版本4（TCP/IPv4）"选项，并点击"属性"按钮。
4. 在TCP/IPv4属性界面中，选择"使用下面的IP地址"选项，并填写一个有效的IP地址。
其中，IP地址的最后一位要设置为255，代表广播地址。
5. 填写完IP地址后，点击"确定"关闭所有设置窗口。
网络广播配置完成。
二、组播配置方法组播是将数据包发送给一组特定设备，通过组播可以实现多播流媒体、实时通信等功能。
要配置组播，需要按照以下步骤进行操作：1. 首先，打开计算机的网络设置界面，和配置网络广播时的步骤一样。
2. 在网络设置界面中，找到当前使用的网络连接，并右键点击选择"属性"。
3. 在网络属性界面中，找到"Internet 协议版本4（TCP/IPv4）"选项，并点击"属性"按钮。
4. 在TCP/IPv4属性界面中，点击"高级"按钮，打开高级TCP/IP设置界面。
5. 在高级TCP/IP设置界面的"IP 设置"标签下，选择"启用组播"选项。
组播⼀、组播概述：（基于UDP）在IP⽹络中，节点之间的通信通常采⽤点到点的⽅式。
点到多点的传输：使⽤⼴播：占⽤不必要的带宽，不需要的⼈，也会接收到。
数据源发送⼀份数据包链路上传输⼀份数据包所有主机都会接收数据包使⽤单播：需要向每⼀个接收者单独发送⼀份数据，当接收者数量增加时，发送源复制的⼯作负荷会⽐例增加，当接收者数据巨⼤时，⼀些接收者接收数据的延时⼤⼤增加，对延时敏感的应⽤如多媒体会议、视频监控。
数据源发送多份数据包链路上传输多份数据包只有数据接收者才会收到数据包使⽤组播：数据源发送⼀份数据包链路上传输⼀份数据包只有数据接收者才会收到数据包组播优缺点：只要是组播都是⽤UDP优点：增强效率，控制⽹路流量，减少服务器和CPU的负载优化性能，消除流量冗余分布式应⽤，使多点传输成为可能缺点：尽最⼤努⼒交付（UDP），不会重传⽆拥塞控制（qos），⽆法保证优先传输数据包重复数据包的⽆需交付组播典型应⽤：多媒体会议、IP视频监控，QQ共享⽩板等多对⼀。
组⽹技术需求：组播地址：224.0.0.0-- 239.255.255.255（没有什么⼴播地址和⽹络地址）本地协议预留组播地址：224.0.0.0--224.0.1.255（保留给某些协议具体使⽤）仅供本地⽹段上的⽹络协议使⽤。
本地管理组地址：（私⽹）239.0.0.0--239.255.255.255⽤户组播地址：（公⽹）224.0.2.0--238.255.255.255组播MAC地址：以太⽹：01-00-5e-xx-xx-xx组播IP地址到组播MAC地址的映射：组播中：32个IP地址对应⼀个MAC组播MAC地址，第⼀个字节的最后⼀位为1。
单播MAC地址，第⼀个字节的最后⼀位为0。
⼆、组播组管理协议：（1）IGMP简介：是运⾏在主机和路由设备之间的协议→ 主机通过组播组管理协议加⼊或离开某些组播组→ 路由设备通过组播组管理协议管理和维护本地的组播组信息常⽤的组播组管理协议为IGMP（管理和维护本地组的信息）加⼊、查询、离开离开时，得表⽰⾃⼰是不是最后⼀个⼈，如果是最后⼀个⼈，路由设备得删除组播组信息（2）、组播分发树模型（路由器和路由器之间）是组播数据的转发路径根据树根位置的不同，组播分发树模型分为：→ 最短路径树模型：源到每⼀个接收者的最短路径（⽐较耗资源）→ 共享树模型：源到每⼀个接收者的路径不⼀定是最短的（3）.组播转发机制：组播转发机制和单播转发机制不同：→ 单播转发关⼼报⽂到哪⾥去（只关⼼报⽂的⽬的地址）→ 组播转发关⼼报⽂从哪⾥来组播转发机制-----当收到两个数据包，会通过单播路由表查询到组播源最短的路径，从⽽确认收哪个数据包，不收哪个数据包，所有没有单播路由表，就不可能有组播转发表。
