组播概述
1??概述
1.1??產(chǎn)生背景
傳統(tǒng)的IP通信有兩種方式：一種是在源主機與目的主機之間點對點的通信，即單播；另一種是在源主機與同一網(wǎng)段中所有其它主機之間點對多點的通信，即廣播。如果要將信息發(fā)送給多個主機而非所有主機，若采用廣播方式實現(xiàn)，不僅會將信息發(fā)送給不需要的主機而浪費帶寬，也不能實現(xiàn)跨網(wǎng)段發(fā)送；若采用單播方式實現(xiàn)，重復(fù)的IP包不僅會占用大量帶寬，也會增加源主機的負載。所以，傳統(tǒng)的單播和廣播通信方式不能有效地解決單點發(fā)送、多點接收的問題。
組播是指在IP網(wǎng)絡(luò)中將數(shù)據(jù)包以盡力傳送的形式發(fā)送到某個確定的節(jié)點集合（即組播組），其基本思想是：源主機（即組播源）只發(fā)送一份數(shù)據(jù)，其目的地址為組播組地址；組播組中的所有接收者都可收到同樣的數(shù)據(jù)拷貝，并且只有組播組內(nèi)的主機可以接收該數(shù)據(jù)，而其它主機則不能收到。
1.2??技術(shù)優(yōu)點
組播技術(shù)有效地解決了單點發(fā)送、多點接收的問題，實現(xiàn)了IP網(wǎng)絡(luò)中點到多點的高效數(shù)據(jù)傳送，能夠大量節(jié)約網(wǎng)絡(luò)帶寬、降低網(wǎng)絡(luò)負載。作為一種與單播和廣播并列的通信方式，組播的意義不僅在于此。更重要的是，可以利用網(wǎng)絡(luò)的組播特性方便地提供一些新的增值業(yè)務(wù)，包括在線直播、網(wǎng)絡(luò)電視、遠程教育、遠程醫(yī)療、網(wǎng)絡(luò)電臺、實時視頻會議等互聯(lián)網(wǎng)的信息服務(wù)領(lǐng)域。
2??組播技術(shù)實現(xiàn)
組播技術(shù)的實現(xiàn)需要解決以下幾方面問題：
l??????????????組播源向一組確定的接收者發(fā)送信息，而如何來標識這組確定的接收者？——這需要用到組播地址機制；
l??????????????接收者通過加入組播組來實現(xiàn)對組播信息的接收，而接收者是如何動態(tài)地加入或離開組播組的？——即如何進行組成員關(guān)系管理；
l??????????????組播報文在網(wǎng)絡(luò)中是如何被轉(zhuǎn)發(fā)并最終到達接收者的？——即組播報文轉(zhuǎn)發(fā)的過程；
l??????????????組播報文的轉(zhuǎn)發(fā)路徑（即組播轉(zhuǎn)發(fā)樹）是如何構(gòu)建的？——這是由各組播路由協(xié)議來完成的。
2.1??組播地址機制
2.1.1??IP組播地址
IP組播地址用于標識一個IP組播組。IANA把D類地址空間分配給組播使用，范圍從224.0.0.0到239.255.255.255。
圖1?IP組播地址格式
如圖1所示，IP組播地址前四位均為“1110”，而整個IP組播地址空間的劃分則如圖2所示。
圖2?IP組播地址劃分
l??????????????224.0.0.0到224.0.0.255被IANA預(yù)留，地址224.0.0.0保留不做分配，其它地址供路由協(xié)議及拓撲查找和維護協(xié)議使用。該范圍內(nèi)的地址屬于局部范疇，不論TTL為多少，都不會被路由器轉(zhuǎn)發(fā)；
l??????????????224.0.1.0到238.255.255.255為用戶可用的組播地址，在全網(wǎng)范圍內(nèi)有效。其中232.0.0.0/8為SSM組地址，而其余則屬于ASM組地址。有關(guān)ASM和SSM的詳細介紹，請參見“2.5??組播模型分類”一節(jié)；
l??????????????239.0.0.0到239.255.255.255為本地管理組播地址，僅在特定的本地范圍內(nèi)有效，也屬于ASM組地址。使用本地管理組地址可以靈活定義組播域的范圍，以實現(xiàn)不同組播域之間的地址隔離，從而有助于在不同組播域內(nèi)重復(fù)使用相同組播地址而不會引起沖突。
&??說明：
224.0.1.0/24網(wǎng)段內(nèi)的一些組播地址也被IANA預(yù)留給了某些組播應(yīng)用。譬如，224.0.1.1被預(yù)留給NTP（Network Time Protocol，網(wǎng)絡(luò)時間協(xié)議）所使用。
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2.1.2??IP組播地址到鏈路層的映射
&??說明：
本文只討論以太網(wǎng)鏈路層協(xié)議的組播實現(xiàn)，其它鏈路層協(xié)議的組播實現(xiàn)并不作為本文討論的重點。
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IANA將MAC地址范圍01:00:5E:00:00:00～01:00:5E:7F:FF:FF分配給組播使用，這就要求將28位的IP組播地址空間映射到23位的組播MAC地址空間中，具體的映射方法是將組播地址中的低23位放入MAC地址的低23位，如圖3所示。
圖3?IP組播地址到組播MAC地址的映射
由于IP組播地址的后28位中只有23位被映射到組播MAC地址，這樣會有32個IP組播地址映射到同一組播MAC地址上。
2.2??組成員關(guān)系管理
組成員關(guān)系管理是指在路由器/交換機上建立直聯(lián)網(wǎng)段內(nèi)的組成員關(guān)系信息，具體說，就是各接口/端口下有哪些組播組的成員。
2.2.1??IGMP
IGMP運行于主機和與主機直連的路由器之間，其實現(xiàn)的功能是雙向的：一方面，主機通過IGMP通知路由器希望接收某個特定組播組的信息；另一方面，路由器通過IGMP周期性地查詢局域網(wǎng)內(nèi)的組播組成員是否處于活動狀態(tài)，實現(xiàn)所連網(wǎng)段組成員關(guān)系的收集與維護。通過IGMP，在路由器中記錄的信息是某個組播組是否在本地有組成員，而不是組播組與主機之間的對應(yīng)關(guān)系。
目前IGMP有以下三個版本：
l??????????????IGMPv1（RFC 1112）中定義了基本的組成員查詢和報告過程；
l??????????????IGMPv2（RFC 2236）在IGMPv1的基礎(chǔ)上添加了組成員快速離開的機制等；
l??????????????IGMPv3（RFC 3376）中增加的主要功能是成員可以指定接收或拒絕來自某些組播源的報文，以實現(xiàn)對SSM模型的支持。
以下著重介紹IGMPv2的原理。
圖4?IGMPv2的工作原理
如圖4所示，當(dāng)同一個網(wǎng)段內(nèi)有多個IGMP路由器時，IGMPv2通過查詢器選舉機制從中選舉出唯一的查詢器。查詢器周期性地發(fā)送普遍組查詢消息進行成員關(guān)系查詢，主機通過發(fā)送報告消息來響應(yīng)查詢。而作為組成員的路由器，其行為也與普通主機一樣，響應(yīng)其它路由器的查詢。
當(dāng)主機要加入組播組時，不必等待查詢消息，而是主動發(fā)送報告消息；當(dāng)主機要離開組播組時，也會主動發(fā)送離開組消息，查詢器收到離開組消息后，會發(fā)送特定組查詢消息來確定該組的所有組成員是否都已離開。
通過上述機制，在路由器里建立起一張表，其中記錄了路由器各接口所對應(yīng)子網(wǎng)上都有哪些組的成員。當(dāng)路由器收到發(fā)往組G的組播數(shù)據(jù)后，只向那些有G的成員的接口轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)。至于組播數(shù)據(jù)在路由器之間如何轉(zhuǎn)發(fā)則由組播路由協(xié)議決定，而不是IGMP的功能。
2.2.2??IGMP Snooping
IGMP是針對IP層設(shè)計的，只能記錄路由器上的三層接口與IP組播地址的對應(yīng)關(guān)系。但在很多情況下，組播報文不可避免地要經(jīng)過一些交換機，如果沒有一種機制將二層端口與組播MAC地址對應(yīng)起來，組播報文就會轉(zhuǎn)發(fā)給交換機的所有端口，這顯然會浪費大量的系統(tǒng)資源。
IGMP Snooping的出現(xiàn)就可以解決這個問題，其工作原理為：主機發(fā)往IGMP查詢器的報告消息經(jīng)過交換機時，交換機對這個消息進行監(jiān)聽并記錄下來，為端口和組播MAC地址建立起映射關(guān)系；當(dāng)交換機收到組播數(shù)據(jù)時，根據(jù)這樣的映射關(guān)系，只向連有組成員的端口轉(zhuǎn)發(fā)組播數(shù)據(jù)。
2.3??組播報文轉(zhuǎn)發(fā)
2.3.1??組播轉(zhuǎn)發(fā)樹
組播報文在網(wǎng)絡(luò)中沿著樹型轉(zhuǎn)發(fā)路徑進行轉(zhuǎn)發(fā)，該路徑稱為組播轉(zhuǎn)發(fā)樹。它可分為源樹（Source Tree）和共享樹（RPT）兩大類：
1.?源樹
源樹是指以組播源作為樹根，將組播源到每一個接收者的最短路徑結(jié)合起來構(gòu)成的轉(zhuǎn)發(fā)樹。由于源樹使用的是從組播源到接收者的最短路徑，因此也稱為最短路徑樹（SPT）。對于某個組，網(wǎng)絡(luò)要為任何一個向該組發(fā)送報文的組播源建立一棵樹。
源樹的優(yōu)點是能構(gòu)造組播源和接收者之間的最短路徑，使端到端的延遲達到最小。但付出的代價是，在路由器中必須為每個組播源保存路由信息，這樣會占用大量的系統(tǒng)資源，路由表的規(guī)模也比較大。
2.?共享樹
以某個路由器作為路由樹的樹根，該路由器稱為匯集點（RP），共享樹就是由RP到所有接收者的最短路路徑所共同構(gòu)成的轉(zhuǎn)發(fā)樹。使用共享樹時，對應(yīng)某個組網(wǎng)絡(luò)中只有一棵樹。所有的組播源和接收者都使用這棵樹來收發(fā)報文，組播源先向樹根發(fā)送數(shù)據(jù)報文，之后報文又向下轉(zhuǎn)發(fā)到達所有的接收者。
共享樹的最大優(yōu)點是路由器中保留的路由信息可以很少，缺點是組播源發(fā)出的報文要先經(jīng)過RP，再到達接收者，經(jīng)由的路徑通常并非最短，而且對RP的可靠性和處理能力要求很高。
2.3.2??組播報文轉(zhuǎn)發(fā)機制
當(dāng)路由器收到組播數(shù)據(jù)報文時，根據(jù)組播目的地址查找組播轉(zhuǎn)發(fā)表，對報文進行轉(zhuǎn)發(fā)。與單播報文的轉(zhuǎn)發(fā)相比，組播報文的轉(zhuǎn)發(fā)相對復(fù)雜：在單播報文的轉(zhuǎn)發(fā)過程中，路由器并不關(guān)心報文的源地址，只關(guān)心報文的目的地址，通過其目的地址決定向哪個接口轉(zhuǎn)發(fā)；而組播報文是發(fā)送給一組接收者的，這些接收者用一個邏輯地址（即組播地址）標識，路由器在收到組播報文后，必須根據(jù)報文的源地址確定其正確的入接口（指向組播源方向）和下游方向，然后將其沿著遠離組播源的下游方向轉(zhuǎn)發(fā)——這個過程稱為逆向路徑轉(zhuǎn)發(fā)（RPF）。
在RPF執(zhí)行過程中會利用原有的單播路由表確定上、下游的鄰接節(jié)點，只有報文從上游節(jié)點所對應(yīng)的接口（稱為RPF接口，即路由器上通過單播方式向該地址發(fā)送報文的出接口）到達時，才向下游轉(zhuǎn)發(fā)。RPF的主體是RPF檢查，通過RPF檢查除了可以正確地按照組播路由的配置轉(zhuǎn)發(fā)報文外，還可以避免可能出現(xiàn)的環(huán)路。路由器收到組播報文后先對其進行RPF檢查，只有檢查通過才執(zhí)行轉(zhuǎn)發(fā)。
RPF檢查的過程為：路由器在單播路由表中查找組播源或RP對應(yīng)的RPF接口（使用SPT時查找組播源對應(yīng)的RPF接口，使用RPT時查找RP對應(yīng)的RPF接口），如果組播報文是從RPF接口接收下來的，則RPF檢查通過，報文向下游接口轉(zhuǎn)發(fā)；否則，丟棄該報文。
2.4??組播路由協(xié)議
與單播路由一樣，組播路由協(xié)議也分為域內(nèi)和域間兩大類：
l??????????????域內(nèi)組播路由協(xié)議：根據(jù)IGMP協(xié)議維護的組成員關(guān)系信息，運用一定的組播路由算法構(gòu)造組播分發(fā)樹，在路由器中建立組播路由狀態(tài)，路由器根據(jù)這些狀態(tài)進行組播數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)；
l??????????????域間組播路由協(xié)議：根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中配置的域間組播路由策略，在各自治系統(tǒng)間發(fā)布具有組播能力的路由信息以及組播源信息，使組播數(shù)據(jù)能在域間進行轉(zhuǎn)發(fā)。
2.4.1??域內(nèi)組播路由協(xié)議
在眾多域內(nèi)組播路由協(xié)議中，PIM是目前較為典型的一個。按照轉(zhuǎn)發(fā)機制的不同，PIM可以分為DM（Dense Mode，密集模式）和SM（Sparse Mode，稀疏模式）兩種模式。
1.?PIM-DM
在PIM-DM域中，運行PIM-DM的路由器周期性地發(fā)送PIM Hello消息，以發(fā)現(xiàn)鄰接的PIM路由器，進行葉子網(wǎng)絡(luò)、葉子路由器的判斷，并負責(zé)在多路訪問網(wǎng)絡(luò)中選舉DR——盡管PIM-DM本身并不需要DR，但如果PIM-DM域中的共享網(wǎng)絡(luò)上運行了IGMPv1，則需要選舉出DR來充當(dāng)共享網(wǎng)絡(luò)上的IGMPv1查詢器。
PIM-DM屬于密集模式的組播路由協(xié)議，使用“推”模式傳送組播數(shù)據(jù)，通常適用于組播組成員相對比較密集的小型網(wǎng)絡(luò)，其基本原理如下：
l??????????????PIM-DM假設(shè)網(wǎng)絡(luò)中的每個子網(wǎng)都存在至少一個組播組成員，因此組播數(shù)據(jù)將被擴散到網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點。然后，PIM-DM對沒有組播數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的分支進行剪枝，只保留包含接收者的分支。這種“擴散—剪枝”現(xiàn)象周期性地發(fā)生，被剪枝的分支也可以周期性地恢復(fù)成轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。
l??????????????當(dāng)被剪枝分支的節(jié)點上出現(xiàn)了組播組的成員時，該節(jié)點通過主動向其上游發(fā)送嫁接報文，從而由剪枝狀態(tài)恢復(fù)成轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，以恢復(fù)對組播數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。
2.?PIM-SM
在PIM-SM域中，運行PIM-SM的路由器周期性地發(fā)送PIM Hello消息，以發(fā)現(xiàn)鄰接的PIM路由器，并負責(zé)在多路訪問網(wǎng)絡(luò)中選舉DR。這里，DR負責(zé)為與其直連的組成員向組播樹根節(jié)點的方向發(fā)送加入/剪枝消息，或是將直連組播源的數(shù)據(jù)發(fā)向組播分發(fā)樹。
PIM-SM屬于稀疏模式的組播路由協(xié)議，使用“拉”模式傳送組播數(shù)據(jù)，通常適用于組播組成員分布相對分散、范圍較廣的大中型網(wǎng)絡(luò)，其基本原理如下：
l??????????????PIM-SM假設(shè)所有主機都不需要接收組播數(shù)據(jù)，只向明確提出需要組播數(shù)據(jù)的主機轉(zhuǎn)發(fā)。PIM-SM實現(xiàn)組播轉(zhuǎn)發(fā)的核心任務(wù)就是構(gòu)造并維護RPT，RPT選擇PIM域中某臺路由器作為公用的根節(jié)點RP，組播數(shù)據(jù)通過RP沿著RPT轉(zhuǎn)發(fā)給接收者；
l??????????????連接接收者的路由器向某組播組對應(yīng)的RP發(fā)送加入報文，該報文被逐跳送達RP，所經(jīng)過的路徑就形成了RPT的分支；
l??????????????組播源如果要向某組播組發(fā)送組播數(shù)據(jù)，首先由與組播源側(cè)DR負責(zé)向RP進行注冊，把注冊報文通過單播方式發(fā)送給RP，該報文到達RP后觸發(fā)建立SPT。之后組播源把組播數(shù)據(jù)沿著SPT發(fā)向RP，當(dāng)組播數(shù)據(jù)到達RP后，被復(fù)制并沿著RPT發(fā)送給接收者。
2.4.2??域間組播路由協(xié)議
域間組播路由用來實現(xiàn)組播信息在AS之間的傳遞，目前比較成型的解決方案有：
l??????????????MBGP：用于在自治域之間交換組播路由信息；
l??????????????MSDP：用于在ISP之間交換組播源信息。
1.?MBGP
域間路由的首要問題是路由信息（或者說可達信息）如何在自治系統(tǒng)之間傳遞，由于不同的AS可能屬于不同的運營商，因此除了距離信息外，域間路由信息必須包含運營商的策略，這是與域內(nèi)路由信息的不同之處。
組播的網(wǎng)絡(luò)拓撲和單播拓撲有可能不同，這里既有物理方面的原因，也有策略方面的原因。網(wǎng)絡(luò)中的一些路由器可能只支持單播不支持組播，也可能按照策略配置不轉(zhuǎn)發(fā)組播報文。為了構(gòu)造域間組播路由樹，除了要知道單播路由信息外，還要知道網(wǎng)絡(luò)中哪些部分是支持組播的，即組播的網(wǎng)絡(luò)拓撲情況。簡而言之，域間的組播路由信息交換協(xié)議應(yīng)該滿足下面的要求：
l??????????????能對單播和組播拓撲進行區(qū)分；
l??????????????有一套穩(wěn)定的對等和策略控制方法。
目前使用最多的域間單播路由協(xié)議是BGP-4，由于BGP-4已滿足后一個條件，而且已被證明是一個有效的、穩(wěn)定的單播域間路由協(xié)議，因此為了實現(xiàn)域間組播路由信息的傳遞，合理的解決方案就是對BGP-4協(xié)議進行增強和擴展，而不是構(gòu)建一套全新的協(xié)議。在RFC 2858中規(guī)定了對BGP進行多協(xié)議擴展的方法，擴展后的BGP協(xié)議（即MP-BGP，也寫作BGP-4+）不僅能攜帶IPv4單播路由信息，也能攜帶其它網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議（如組播、IPv6等）的路由信息，攜帶組播路由信息只是其中一個擴展功能，稱為組播BGP（MBGP）。
有了MBGP之后，單播和組播路由信息可以通過同一個進程交換，但是存放在不同的路由表里。由于MBGP是BGP-4協(xié)議的一個增強版，因此BGP-4所支持的常見的策略和配置方法都可以用到組播里。
2.?MSDP
在基本的PIM-SM模式下，組播源只向本PIM-SM域內(nèi)的RP注冊，且各域的組播源信息是相互隔離的，因此RP僅知道本域內(nèi)的組播源信息，只能在本域內(nèi)建立組播分發(fā)樹，將本域內(nèi)組播源發(fā)出的組播數(shù)據(jù)分發(fā)給本地用戶。而對于ISP來說，不希望依靠其它ISP的RP轉(zhuǎn)發(fā)組播流量，但同時又要求無論組播源的RP在哪里，都能從組播源獲取信息發(fā)給自己內(nèi)部的成員。
MSDP就是為了解決多個PIM-SM域之間的互連而開發(fā)的一種域間組播解決方案，用來發(fā)現(xiàn)其它PIM-SM域內(nèi)的組播源信息。MSDP通過將某個域內(nèi)的RP與其它域內(nèi)的RP建立MSDP對等體關(guān)系，以連通各PIM-SM域的RP，并利用這些對等體關(guān)系交換組播源信息。
盡管MSDP是為域間組播開發(fā)的，但它在PIM-SM域內(nèi)還有著一項特殊的應(yīng)用——Anycast RP（任播RP）。Anycast RP是指在同一PIM-SM域內(nèi)通過設(shè)置兩個或多個具有相同地址的RP，并在這些RP之間建立MSDP對等體關(guān)系，以實現(xiàn)域內(nèi)各RP之間的負載分擔(dān)和冗余備份。
2.5??組播模型分類
根據(jù)接收者對組播源處理方式的不同，組播模型分為以下兩大類：
l??????????????ASM模型：即任意源組播模型。在ASM模型中，任一發(fā)送者都可作為組播源向某組播組地址發(fā)送組播信息，接收者通過加入由該組播組地址標識的組播組以獲得發(fā)往該組播組的組播信息。在ASM模型中，接收者無法預(yù)先知道組播源的位置，但可以在任意時間加入或離開組播組。
l??????????????SSM模型：即指定信源組播模型。在現(xiàn)實生活中，用戶可能只對某些組播源發(fā)送的組播信息感興趣，而不愿接收其它源發(fā)送的信息。SSM模型為用戶提供了一種能夠在客戶端指定組播源的傳輸服務(wù)。
上一節(jié)所描述的組播路由協(xié)議構(gòu)架主要針對ASM模型。在ASM模型下，接收者無法選擇組播源，只能被動地接收所有組播源的信息，而SSM模型的提出則為指定源組播提供了解決方案。
SSM模型要求使用與ASM模型不同的組地址，通過PIM-SM直接在接收者與組播源之間建立專用的組播轉(zhuǎn)發(fā)路徑。由于接收者可通過其它渠道（如廣告咨詢等）事先了解組播源的地址，因此SSM模型無需RP，無需構(gòu)建RPT，無需組播源注冊過程，也無需通過MSDP來發(fā)現(xiàn)其它PIM-SM域內(nèi)的組播源。同時，SSM模型還要求在接收者主機所在的網(wǎng)段，路由器能夠了解主機加入組播組時所指定的組播源：
l??????????????如果接收者主機運行的是IGMPv3，可以在IGMPv3的報告報文中直接指定組播源的地址；
l??????????????如果某些接收者主機只能運行IGMPv1/v2，由于IGMPv1/v2的報告報文中無法指定組播源的地址，因此可以通過在路由器上配置SSM Mapping靜態(tài)映射規(guī)則，將IGMPv1/v2報告報文中所包含的（*，G）信息映射為（G，INCLUDE，（S1，S2...））信息。
3??典型組網(wǎng)應(yīng)用
3.1??單域組播組網(wǎng)應(yīng)用
目前，PIM-SM是域內(nèi)組播的公認標準。對于由一個自治域組成的網(wǎng)絡(luò)，或者組播僅在域內(nèi)進行時，僅需在網(wǎng)絡(luò)中運行PIM-SM即可。為了增強PIM-SM中RP的可靠性，以及對網(wǎng)絡(luò)中的組播流量進行分擔(dān)，可在網(wǎng)絡(luò)中選取若干RP，運行Anycast RP，達到冗余備份及負載分擔(dān)的目的。
使用PIM-SM協(xié)議的單域組播組網(wǎng)如圖5所示。
圖5?PIM-SM單域組播組網(wǎng)
3.2??跨域組播組網(wǎng)應(yīng)用
3.2.1??PIM-SM/MBGP/MSDP方案
域間組播目前比較成型的解決方案是PIM-SM/MBGP/MSDP組合方案，它要求所有的自治域都支持PIM-SM、MBGP和MSDP。如圖6所示，在全網(wǎng)各自治域都運行PIM-SM，域間運行MBGP和MSDP。
圖6?PIM-SM/MBGP/MSDP方案
該方案實際上是PIM-SM在域間環(huán)境下的擴展，如果把整個PIM-SM/MBGP/MSDP組合方案機制看作PIM-SM，則所有域的RP的集合就是PIM-SM協(xié)議中的“RP”，而該方案無非是增加了以下兩個過程：
(1)????????組播源信息在RP集合中的泛濫，以實現(xiàn)組播源和成員在“RP”點的會合；
(2)????????域間組播路由信息的傳遞，目的是保證組播報文在域間的順利轉(zhuǎn)發(fā)。在上述過程中，一個AS中的RP和接收端向另一個AS中的遠端建立逆向路徑的過程中都需要用到MBGP傳遞的組播拓撲信息。
在該方案中，自治域邊界路由器之間配置外部MBGP對等體，RP之間配置外部MSDP對等體；自治域內(nèi)部路由器之間根據(jù)需要配置內(nèi)部MBGP對等體，內(nèi)部RP之間配置內(nèi)部MSDP對等體，運行Anycast RP；所有的自治域都運行PIM-SM。域內(nèi)的組播路由和組播源信息收集工作由PIM-SM完成，域間則由MBGP傳播組播拓撲信息、MSDP傳播組播源信息。
3.2.2??PIM-SM/隧道（MBGP&MSDP）方案
如圖7所示，在骨干網(wǎng)不支持或不運行組播的情況下，在城域網(wǎng)內(nèi)部運行PIM-SM，各個城域網(wǎng)的RP與其它城域網(wǎng)RP之間通過隧道構(gòu)成虛擬網(wǎng)絡(luò)，在此虛擬網(wǎng)絡(luò)中運行PIM-SM、MBGP和MSDP。這種方案的優(yōu)勢是不要求骨干支持PIM-SM、MBGP和MSDP，組播流量對骨干網(wǎng)絡(luò)來說是透明的，可以避免組播報文轉(zhuǎn)發(fā)對設(shè)備性能造成的影響。缺點是要求RP之間既要支持PIM-SM，還要支持MBGP和MSDP隧道，配置和管理繁瑣、對設(shè)備要求較高。
圖7?PIM-SM/隧道（MBGP&MSDP）方案
3.2.3??PIM-SM/隧道（PIM-DM）方案
如圖8所示，在骨干網(wǎng)不支持或不運行組播的情況下，城域網(wǎng)內(nèi)部運行PIM-SM，各個城域網(wǎng)的RP與其它城域網(wǎng)的RP之間通過隧道構(gòu)成虛擬網(wǎng)絡(luò)，在此虛擬網(wǎng)絡(luò)中運行PIM-DM。這種方案的優(yōu)勢是不要求骨干支持PIM-SM、MBGP和MSDP，組播流量對骨干網(wǎng)絡(luò)透明，因此也不需要在骨干上保存大量的組播路由狀態(tài)；缺點是RP之間運行PIM-DM，組播流量定期擴散可能會造成骨干網(wǎng)的帶寬浪費。
圖8?PIM-SM/隧道（PIM-DM）方案
3.3??組播穿越防火墻組網(wǎng)應(yīng)用
如圖9所示，當(dāng)多個組播網(wǎng)段之間跨越一個不支持組播的網(wǎng)絡(luò)（如Internet），或者防火墻上配置了NAT或IPSec VPN時，防火墻不能與對端設(shè)備建立PIM鄰居關(guān)系并生成組播路由。在這種情況下，通過配置GRE隧道可以將各分離的組播網(wǎng)段連接成起來，實現(xiàn)組播的應(yīng)用。
圖9?組播穿越防火墻組網(wǎng)
4??總結(jié)和展望
組播技術(shù)從1988年提出至今已經(jīng)歷了20年的發(fā)展，許多國際組織對組播的技術(shù)研究和業(yè)務(wù)開展進行了大量的工作。在IP網(wǎng)絡(luò)中多媒體業(yè)務(wù)日漸增多的情況下，組播技術(shù)為多媒體業(yè)務(wù)的開展提供了傳輸基礎(chǔ)。
組播技術(shù)涵蓋了從地址方案、成員管理和路由建立等各個方面，其中組播地址的分配方式、域間組播路由以及組播安全等仍是研究的熱點。從目前的情況看，組成員管理技術(shù)普遍采用IGMPv2；PIM-SM因其良好的擴展性以及從RPT向SPT切換的能力而成為域內(nèi)組播路由技術(shù)的首選；域間組播路由協(xié)議現(xiàn)階段普遍采用PIM-SM/MBGP/MSDP的組合方案。
組播技術(shù)可以提供包括流媒體、視頻會議、IPTV等在內(nèi)的各種寬帶增值業(yè)務(wù)，但這些業(yè)務(wù)的順利開展還依賴于有效的業(yè)務(wù)管理、監(jiān)控及安全控制。結(jié)合在業(yè)務(wù)運營管理方面的理解和經(jīng)驗積累，H3C公司提供不斷完善的可運營、可管理的組播解決方案，我們將繼續(xù)致力于推動組播技術(shù)的發(fā)展、組播業(yè)務(wù)的普及和功能的完善。
總結(jié)
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