IP组播基础
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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
Page7
Leabharlann Baidu
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。
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。
Page23
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!
Page24
组播转发RPF举例
源151.10.3.21 发出的组播数据报文
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。
Page1
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
Page21
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)
Page22
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。
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？
. . 01--00--5E--0XXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX
23Bits
Page15
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
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
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
User AS100
IGMP
MSDP/ MBGP
PIM
Source
AS200 PIM
User
IGMP User
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组播分发树
什么是组播分发树？ 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”
Page10
组播IP模型分类
ASM（Any-Source Multicast） SFM（Source-Filtered Multicast） SSM（Source-Specific Multicast）
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。
Page13
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
Page11
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。
Page12
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
Page5
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
Page19
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
Page20
目录
组播概述 组播地址结构 组播基本原理 组播数据转发
.. . 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
Page16
目录
组播概述 组播地址结构 组播基本原理 组播数据转发
Page17
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。
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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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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Leabharlann Baidu
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。
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!
Page24
组播转发RPF举例
源151.10.3.21 发出的组播数据报文
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。
Page1
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
Page21
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)
Page22
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。
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
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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？
. . 01--00--5E--0XXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX
23Bits
Page15
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
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
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！
Page25
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
User AS100
IGMP
MSDP/ MBGP
PIM
Source
AS200 PIM
User
IGMP User
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组播分发树
什么是组播分发树？ 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）
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
Page11
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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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
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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
Page19
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
Page20
目录
组播概述 组播地址结构 组播基本原理 组播数据转发
.. . 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
Page17
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。
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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