IP组播基础
组播基本协议简介
组播基本协议简介组播基本协议简介1 组成员管理协议简介2 组播路由协议2.1 组播路由协议基本概念2.2 DVMRP简介在IP组播通讯中需要完成两个方面的基本工作：组播成员如何加入组播以及如何将组播数据传送到它的接收者那里去。
由此产生了组播的两类基本协议：组成员管理协议和组播路由协议。
1 组成员管理协议简介Internet组管理协议(IGMP)在IP主机上应用，并向任一个邻近的路由器报告他们的组播成员关系。
它包含两个方面的内容：主机端和路由器端。
目前IGMP协议已有三个版本既IGMPv1，IGMPv2，IGMPv3。
IGMPv2在IGMPv1的基础上增加了对报告相应时间的控制，并加入退出控制的机制，减少了成员离开组的延时。
而IGMPv3则加入了对组播源地址的选择。
和ICMP一样, IGMP 也是IP的一个组成部分。
要求在所有想接收IP组播的主机都进行实现。
IGMP消息封装在IP报文中，其IP的协议号为2。
此处介绍以IGMPv2为例，所有和主机相关的IGMP 消息见下：0 1 2 3+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+ | Type | Max Resp Time | Checksum |+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+| Group Address |+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+图1 IGMPv2格式图IGMP协议包含三种类型的报文，并用type字段进行区分，分别为：Type = 0x11 成员关系查询。
该类型进一步分为两个子类，一般组查询消息和特定组查询消息。
一般组查询用于了解在一个子网中是否有组成员，而特定组查询则用于了解在一个子网中是否有特定组播组的成员。
了解网络IP地址的广播和组播功能
了解网络IP地址的广播和组播功能网络IP地址是互联网中设备之间进行通信的基础，每个设备都需要具备唯一的IP地址。
除了用于点对点通信外，IP地址还可以实现一对多的通信方式，其中包括广播和组播两种功能。
一、广播功能广播是一种一对多的通信方式，通过广播可以将一份消息同时发送给同一网络中的所有设备。
发送广播消息时，使用的是特殊的IP地址——广播地址。
广播地址是网络中的一个特定IP地址，将消息发送到广播地址时，所有在此网络上的设备都能接收到消息。
广播地址是由IP地址中的网络地址部分全为“1”所得到的。
例如，在IPv4地址中，网络地址部分全为32位的“1”，即为255.255.255.255。
而在IPv6地址中，网络地址部分全为128位的“1”，即为ff02::1。
广播通信的特点是简单方便，可以将消息快速传播给一个网络中的所有设备。
常见的应用场景包括局域网中的DHCP服务器向设备发送IP地址分配信息，或者局域网中的设备在加入网络时发送请求以获取网络配置信息。
二、组播功能组播是一种多对多的通信方式，适用于在网络中的指定设备组之间进行通信。
组播通过使用特殊的IP地址范围来实现，这个地址范围是组播地址。
组播地址是由IP地址中的网络地址部分和多播组标识部分共同组成的。
IPv4地址中，组播地址范围为224.0.0.0至239.255.255.255，其中前4位是固定的“1110”，后28位用于区分不同的组播组。
IPv6地址中，组播地址范围为ff00::/8。
组播通信的特点是可以将一份消息传送给一组特定的设备，而不是网络中所有的设备。
这种通信方式可以有效减少网络流量，提高网络资源利用率。
常见应用包括音视频直播、在线会议等需要向特定用户群发送数据的场景。
在组播通信中，发送方将数据包发送到一个特定的组播地址，然后在网络中的路由器会将数据包转发给对应的组播组成员。
组播通信需要依赖多播路由协议来保证数据包正确到达组播组内的成员。
如何设置IP地址的网络广播和组播配置的方法
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。
IP单播广播组播介绍
IP单播广播组播介绍IP（Internet Protocol）是一种网络协议，用于在因特网中传输数据。
在IP协议中，数据被分割成小的数据包，并通过网络节点进行路由传递。
在数据传输过程中，IP协议支持不同类型的数据传输方式，包括单播、广播和组播。
本文将详细介绍这三种 IP 数据传输方式的概念、特点和应用场景。
一、单播（Unicast）单播是IP协议中最基本的数据传输方式，它用于将数据从一个发送方传递到一个接收方。
在这种模式下，数据包从源IP地址发送到目的IP地址，经过网络中的路由器逐跳传递，直到到达目的地。
特点：1.点对点传输：单播传输模式是一对一的通信方式，只有一个发送方和一个接收方之间进行数据传递。
2.可靠性：单播传输模式使用TCP（传输控制协议）或UDP（用户数据报协议）进行传输，确保数据的可靠性和完整性。
3.定向传输：单播传输模式中，数据包根据目的IP地址进行路由，只有目标接收方能够接收和处理该数据包。
应用场景：1.网页浏览：当用户在浏览器中输入网址时，浏览器通过单播方式发送HTTP请求到服务器，服务器将相应的数据通过单播方式回复给浏览器。
2.电子邮件：当发送邮件时，邮件端通过单播方式将邮件从发送方传递到接收方的邮件服务器。
二、广播（Broadcast）广播是一种将数据包传递到网络中的所有主机的传输方式。
在广播模式下，数据包从源IP地址发送到目的IP地址为广播地址的所有主机上，以确保所有主机都能够接收到数据包。
特点：1.一对多传输：广播传输模式是一对多的通信方式，将数据包发送到网络上的所有主机，而不仅仅只有一个目标接收方。
2.无需目标IP地址：在广播模式下，源IP地址可以设置为广播地址，以便将数据包发送到整个网络。
3.简单快捷：广播模式通过使用广播地址，简化了发送方设置目标主机IP地址的过程。
应用场景：1.网络发现：在局域网中，主机可以发送广播消息以寻找其他主机，并建立网络连接。
2.ARP（地址解析协议）查询：当主机要发送数据包时，需要通过广播方式查询目标主机的MAC地址，以便将数据包正确发送到目标主机。
IP组播
利用IP组播技术传输视频信息随着全球互联网（Internet）的迅猛发展，上网人数正以几何级数快速增长，以因特网技术为主导的数据通信在通信业务总量中的比列迅速上升，因特网业务已成为多媒体通信业中发展最为迅速、竞争最为激烈的领域。
Internet网络传输和处理能力的大幅提高，使得网上应用业务越来越多，特别是视音频压缩技术的发展和成熟，使得网上视音频业务成为Internet网上最重要的业务之一。
在Internet上实现的视频点播（VOD）、可视电话、视频会议等视音频业务和一般业务相比，有着数据量大、时延敏感性强、持续时间长等特点。
因此采用最少时间、最小空间来传输和解决视音频业务所要求的网络利用率高、传输速度快、实时性强的问题，就要采用不同于传统单播、广播机制的转发技术及QoS服务保证机制来实现，而IP组播技术是解决这些问题的关键技术。
一、IP组播技术的基础知识概述1．IP组播技术的概念IP组播（也称多址广播或多播）技术，是一种允许一台或多台主机（组播源）发送单一数据包到多台主机（一次的，同时的）的TCP/IP网络技术。
组播作为一点对多点的通信，是节省网络带宽的有效方法之一。
在网络音频/视频广播的应用中，当需要将一个节点的信号传送到多个节点时，无论是采用重复点对点通信方式，还是采用广播方式，都会严重浪费网络带宽，只有组播才是最好的选择。
组播能使一个或多个组播源只把数据包发送给特定的组播组，而只有加入该组播组的主机才能接收到数据包。
目前，IP组播技术被广泛应用在网络音频/视频广播、AOD/VOD、网络视频会议、多媒体远程教育、"push"技术（如股票行情等）和虚拟现实游戏等方面。
2．IP组播地址和组播组IP组播通信必须依赖于IP组播地址，在IPv4中它是一个D类IP地址，范围从224.0.0.0到239.255.255.255，并被划分为局部链接组播地址、预留组播地址和管理权限组播地址三类。
如何设置IP地址的网络广播和组播配置
如何设置IP地址的网络广播和组播配置IP地址是互联网中用于标识设备的唯一地址，它能够让设备相互通信和传输数据。
在网络广播和组播中，设置IP地址的配置非常重要，它能够确保网络通信的稳定性和效率。
本文将介绍如何设置IP地址的网络广播和组播配置，帮助读者更好地理解和操作。
1. IP地址的基本概念和分类IP地址由四个8位的二进制数组成，可以表示为四个十进制数，每个数的取值范围是0到255。
IP地址分为两类：IPv4和IPv6。
IPv4是目前广泛使用的IP地址版本，而IPv6则是未来的发展方向。
2. 网络广播的配置网络广播是指将数据包同时传输给局域网中的所有设备。
为了实现网络广播，需要使用特定的IP地址来指定广播地址。
广播地址的配置方式如下：- 对于IPv4，广播地址是最后一位设置为255，例如192.168.1.255。
- 对于IPv6，广播地址是全部为FF的地址段，例如FF02::1。
3. IP地址的网络广播配置实例以Windows操作系统为例，展示如何设置IP地址的网络广播配置：- 点击"开始"，选择"控制面板"。
- 在控制面板中，找到并点击"网络和共享中心"。
- 在网络和共享中心窗口中，点击"更改适配器设置"。
- 找到要配置网络广播的适配器，右键点击并选择"属性"。
- 在弹出的属性窗口中，双击选择"Internet 协议版本 4(TCP/IPv4)"。
- 在IPv4属性窗口中，点击"高级"按钮。
- 在高级窗口中，选择"IP设置"标签页。
- 在IP设置标签页中，找到并点击"新增"按钮。
- 在新增IP地址窗口中，输入广播地址，点击"添加"。
- 确认并保存所有更改。
4. 组播的配置组播是指将数据包同时传输给一个或多个目的地设备。
论如何设置IP地址的网络广播和组播配置
论如何设置IP地址的网络广播和组播配置IP 地址是互联网协议在数据网络上的唯一标识。
在网络通信中，设置 IP 地址的网络广播和组播配置是非常重要的。
本文将详细论述如何设置 IP 地址的网络广播和组播配置，以帮助读者更好地理解和应用这方面的知识。
一、网络广播配置网络广播是指将一条数据发送到网络上的所有主机。
在 IP 地址的网络广播配置中，我们需要考虑以下几个方面：1.1 广播地址的定义和用途广播地址是一个特殊的 IP 地址，用于将数据包发送给同一子网中的所有主机。
在 IPv4 中，广播地址的格式为网络地址的二进制形式后面全为1，例如，对于地址 192.168.1.0/24 的子网，广播地址为192.168.1.255。
1.2 广播地址的设置方法在大部分操作系统中，设置广播地址的方法是将 IP 地址的主机部分全设置为二进制1，即将主机部分设置为255。
不同的操作系统设置广播地址的具体方式可能略有不同。
1.3 注意事项和常见问题在设置广播地址时，需要注意以下几个问题：- 广播地址只能在同一子网中使用，不能跨越路由器进行广播。
- 广播地址一般不能被用作目标地址，因为它表示发送到该子网上的所有主机，而不是特定的主机。
二、组播配置组播是将一条数据发送给一组特定主机的网络通信方式。
与广播不同，组播是有目的性的数据发送。
下面我们将讨论如何设置 IP 地址的组播配置。
2.1 组播地址的定义和用途组播地址也是一种特殊的 IP 地址，用于将数据包发送给一组特定的主机。
组播地址在 IPv4 中的范围是 224.0.0.0 到 239.255.255.255，其中，224.0.0.0 是预留地址，用于特定的协议和目的，239.255.255.255 是全局组播地址。
2.2 组播地址的设置方法设置组播地址时，需要根据实际需求选择一个合适的组播地址，并将其分配给需要接收组播的主机。
2.3 组播路由的配置为了实现组播通信，需要配置组播路由。
IP地址的多播和组播技术
IP地址的多播和组播技术IP地址的多播和组播技术是互联网中用于实现数据传输和通信的重要技术手段。
多播和组播技术能够高效地将数据从发送方传输给多个接收方，提高了网络传输效率，减少了网络资源的浪费。
本文将介绍IP地址的多播和组播技术的原理和应用。
一、多播和组播的定义和区别1. 多播（Multicast）技术是指将一个数据包通过一个发送方发送到属于同一个多播组内的多个接收方的网络传输技术。
多播使用一个类D的IP地址来标识一个多播组，这样一来，只有属于这个多播组的接收方才能接收到这个数据包。
2. 组播（Broadcast）技术是指将一个数据包通过一个发送方同时发送给该网络上的所有接收方的网络传输技术。
组播使用特殊的IP地址255.255.255.255，这个地址表示“本网络上的所有主机”。
多播和组播的区别在于传输范围和目的。
多播将数据传输给属于同一个多播组的一组接收方，而组播将数据传输给网络上的所有接收方。
二、多播和组播的原理多播和组播技术是通过在网络上建立专门的多播组或组播组来实现的。
发送方将数据包发送到多播组或组播组的特定IP地址，而接收方则加入相应的多播组或组播组，以便接收来自发送方的数据包。
在网络层，多播和组播使用特殊的IP地址范围来标识多播组或组播组。
在传输层，使用UDP协议来支持多播和组播传输。
发送方通过设置数据包的目的IP地址为多播组或组播组的IP地址来发送数据包，而接收方通过加入多播组或组播组的方式来接收数据包。
三、多播和组播的应用多播和组播技术在实际应用中有很多用途，特别是在实时媒体传输和多人在线游戏等方面。
1. 视频和音频传输：多播和组播技术在视频会议、网络电视和网络广播等实时媒体传输中得到了广泛应用。
通过使用多播和组播技术，可以将视频和音频数据同时传输给多个接收方，以实现高效的实时媒体传输。
2. 多人在线游戏：多播和组播技术在多人在线游戏中起着重要的作用。
通过使用多播和组播技术，可以实现游戏数据的高效传输，减少网络延迟，提高游戏的流畅性和稳定性。
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239.0.0.0~239.255.255.255
用户可用的ASM临时组地址，仅在特定的本地管 理域内有效，称为本地管理组播地址。
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组播MAC地址
组播MAC地址与单播MAC地址的区别
XXXX XXX1 XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX
IP地址到MAC地址的映射
需要将组播IP地址映射到组播MAC地址。 组播MAC地址的高24bit为0x0100…5e，MAC地址的低23bit为组播IP地址的低 23bit。
. . . 1110 XXXX X XXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX
5Bits Lost
23Bits
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组播数据转发
组播路由和单播路由是相反的 单播路由关心数据报文要到哪里去。 组播路由关心数据报文从哪里来。 组播路由使用 “反向路径转发”机 制(RPF, Reverse Path Forwarding)
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反向路径转发RPF
什么是RPF？ 路由器收到组播数据报文后，只有确认这个数据报文是从自身连接到 组播源的接口上收到的，才进行转发，否则丢弃。
IP组播组地址 224.0.0.0–239.255.255.255 “D”类地址空间 第一个字节的高四位 = “1110”
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组播IP模型分类
ASM（Any-Source Multicast） SFM（Source-Filtered Multicast） SSM（Source-Specific Multicast）
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组播IP地址分类
永久组地址
IANA为路由协议预留的组播地址，用于标识一组特定的网络设备 （也称为保留组播组）。
224.0.0.5
OSPF路由器
永久组地址保持不变，组成员的数量可以是任意的，甚至可以为零。
临时组地址
为用户组播组临时分配的IP地址，组成员的数量一旦为零，即取消。
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源路径树
每一个组播源与接收者之间建立一棵独立的SPT。
源 S1
A
B
C
D
F
E
接收者R1
接收者 R2
源 S2
组播路由项
(S, G), iif, oiflist S 源地址 G 组地址 iif 入接口 oiflist 出接口列表
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目录
组播概述 组播地址结构 组播基本原理 组播数据转发
网络
接口
151.10.0.0/16 S1
198.14.32.0/24 S0
204.1.16.0/24 E0
S0
S1
S2
E0
数据报文从正确的接口到达! 向所有出接口 (即分发树的下游)转发
Page26
问题
什么是组播？ 组播地址结构？ 组播相关协议？ 什么是组播分发树？组播分发树的类型？ 组播转发机制RPF原理？
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组播MAC地址，第一个字节的最后一位为1
XXXX XXX0 XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX
单播MAC地址，第一个字节的最后一位为0 就以太网而言，IP组播帧都使用以0x0100.5Exx.xxxx的24位前缀开始的 MAC层地址。
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.. . 238.1.1.1 238.129.1.1 239.1.1.1 239.129.1.1
相同的组播MAC地址 0x0100.5E01.0101
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目录
组播概述 组播地址结构 组播基本原理 组播数据转发
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组播相关协议
组播协议包括用于主机注册的组播组管理协议，和用于组播选路转发的组 播路由协议。
User AS100
IGMP
MSDP/ MBGP
PIM
Source
AS200 PIM
User
IGMP 用来描述IP组播报文在网络中经过的路径。
组播分发树的两个基本类型： 源路径树 以组播源作为树根，将组播源到每一个接收者的最短路径结合起来 构成的转发树。 共享树 使用放在网络的某些节点的单独的公用根。根据组播路由协议，这 个根常被称为汇合点（RP）或核心，因此，共享树也可以称为RPT。
组播的应用： 多媒体 培训、联合作业场合的通信 数据仓库、金融应用（股票） 任何的“单到多”数据发布应用
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组播的劣势
组播是基于UDP的 尽力而为 没有拥塞避免机制 报文重复 报文失序
Page8
目录
组播概述 组播地址结构 组播基本原理 组播数据转发
Page9
组播IP地址
一个组播组就是一个IP地址，不表示具体的主机，而是表示一系列系 统的集合，主机加入某个组播组即声明自己接收目的为某个IP地址的 报文。
X
RPF检查失败!
单播路由表
网络
接口
151.10.0.0/16 SS11
198.14.32.0/24 S0
204.1.16.0/24 E0
S0
S1
S2
E0
数据报文从非正确的接口到达!
丢弃数据报文！
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组播转发RPF举例（二）
源151.10.3.21 发出的组播数据报文
RPF检查成功!
单播路由表
组播IP地址分类
D类地址范围 224.0.0.0~224.0.0.255
含义 为路由协议预留的永久组地址。
224.0.1.0~231.255.255.255 233.0.0.0~238.255.255.255 232.0.0.0~232.255.255.255
用户可用的ASM临时组地址，全网范围内有效。 用户可用的SSM临时组地址，全网范围内有效。
IP组播基础
前言
IP组播技术实现了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、降低网络负载，在实时数据传送、多媒 体会议、数据拷贝、游戏和仿真等诸多方面都有广泛的应用。
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培训目标
学完本课程后，您应该能：
了解什么是组播及组播的地址结构 了解组播的转发流程 了解源路径树以及共享树等相关概念
RPF检查 在单播路由表中查找到组播报文源地址的路由 如果该路由的出接口就是组播报文的入接口，RPF检查成功 否则RPF检查失败，报文丢弃。
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RPF举例
源 151.10.3.21
组播报文
RTD
S0 RTE
RPF检查失败 报文从错误接口到来!
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组播转发RPF举例
源151.10.3.21 发出的组播数据报文
. . 01--00--5E--0XXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX
23Bits
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映射导致的问题
存在当第3层IP地址映射成第2层MAC地址时导致32:1的地址不明确问题。
32 - IP组播地址
224.1.1.1 224.129.1.1 225.1.1.1 225.129.1.1
Page2
目录
组播概述 组播地址结构 组播基本原理 组播数据转发
Page3
单播
源
发送给A 发送给C
接收者A 用户B 接收者C
Page4
广播
源
发送全部
接收者A 用户B 接收者C
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组播的定义
源
组播路由器
组播组成员
接收者A 用户B 接收者C
Page6
组播优势和应用
组播的优势： 提高效率：降低网络流量、减轻硬件负荷 优化性能：减少冗余流量、节约网络带宽、降低网络负载。 分布式应用：使多点应用成为可能