组播原理及IPTV组网介绍
高阶版：IPTV终极组网方案
高阶版：IPTV终极组网方案背景现在很多文章都在说iptv 单线组网的文章。
总的来说就是建立IPTV 机顶盒到局端的二层链路，最后都归结到一点：iptv 机顶盒连通到光猫的 iptv vlan 上。
从 iptv 机顶盒得到的 ip 你就能看出来，这种方法得到的 ip 一定是局端分配的 ip，比如：10.68.xx.xx，一看就能看出来。
这种方式没什么不好，不过有几个问题需要注意：1、安全问题。
因为是二层链路直接到了局端，当你拓扑设计完了，一定要模拟一下从局端访问你家里的内网，是否有隔离，否则，你辛苦的在pppoe 上做了一堆的防火墙，却在iptv 端口上把整个家庭内网和局端连接起来了。
看到过很多这种设计，比如下面这种设计：或是这种设计，以上设计都没有做 vlan 隔离，直接把 iptv 端口连入 LAN 交换端口上，你从运营商的局端开始模拟一下就可以发现，局端可以直接进入你家里的内网，访问你的 NAS 共享，你的 airplay 音箱，你家里的摄像头，甚至操控你的智能门锁；如果你的运营商iptv 端口没有做用户隔离了（不要认为不可能，我就在我家的iptv 端口抓包时抓到了邻居家的包），你的邻居就可以从iptv 口，进入你家里的内网，访问你的 NAS 共享，你的 airplay 音箱，你家里的摄像头，甚至操控你的智能门锁。
可怕吗？另外还有两个缺点：1、只能一台iptv 机顶盒使用，其他房间如果有电视，是不能用iptv 机顶盒的。
如果电信限制了 iptv 机顶盒认证（电脑随便插上网线就能获得 ip 的是没限制）。
2、用不了udpxy，udpxy 是什么呢，是让电脑、平板、android 盒子也能看iptv 的方案。
因为 udpxy 也需要作为一个终端接入 iptv 专网，如果电信限制了 iptv 机顶盒认证。
接下来，我介绍的这种方案不常见，和上面的方案在原理上完全不一样。
方案概述先拿上网打个比方，我们以前上网时都是电脑pppoe，电脑直接获得一个202.111.xxx.xxx 的ip，后来有了路由器，通过路由器pppoe，路由器拿到的ip 为202.111.xxx.xxx，然后路由器后端分配给pc 一个192.168.xxx.xxx 的地址，pc 通过路由器上网，后来电信禁止路由拨号，绑定 mac，路由器后来又具备了克隆 mac 的功能，所谓道高一尺魔高一丈，总的来说，就是路由器模拟了一台电脑接入了局端的网络。
IPTV系统中的IP组播技术
IPTV又称为网络电视、宽带电视，是利用宽带网络为用户提供交互式服务的一种业务。
通过IPTV业务，用户可以得到高质量（接近DVD水平）的数字媒体服务，可以自由选择宽带IP网的视频节目，实现媒体提供者和媒体消费者的实质性互动。
IP组播在ADSL上实现IPTV业务是基于IP组播技术的。
组播技术是一种点到多点的网络技术，其目的是减轻网络负载和媒体服务器的负担。
组播方式分为静态组播和动态组播，由于实际应用中用户的需求总是变化的，所以在IPTV中一般采用动态组播。
1. 组播协议从协议角度讲，在IP组播中用到的协议由两部分组成：运行在主机与组播路由器之间的路由协议IGMP （Internet Group Management Protocol）和运行在各个组播路由器之间的组播路由协议，如PIM－SM、PIM－DM、MSDP和DVMRP等。
IP组播的实现主要是基于IGMP协议的，IGMP协议是第三层协议，是TCP/IP的标准之一，所有接收IP组播的机器都需要IGMP。
2. 组播地址从通信层次上讲，IP组播分为两个层面：IP组播和以太网组播。
根据IANA（Internet Assigned Number Authority）规定，组播报文的地址使用D类IP地址，其范围从224.0.0.0到239.255.255.255。
组播MAC地址的高24bit固定为0x015e，同时需要注意的是组播地址都只能作为目的地址，而不能作为源地址来使用。
IP组播地址和MAC地址以一种映射关系相关联，MAC地址的低23位映射为组播MAC的低23位，如图一所示。
组播MAC 地址和组播IP地址的这种映射关系不是唯一对应的，因为在32位IP组播地址可以变化的28bit中只映射了其中的23bit，还剩下5bit是可以自由变化的，所以每32个IP组播地址映射一个组播MAC地址。
DSLAM上实现IP组播基本原理1. DSLAM简介DSLAM（数字用户线路接入复用器）是ADSL系统中的局端设备，其功能是接纳所有的DSL线路，汇聚流量，相当于一个二层交换机。
IPTV技术详解
IPTV技术详解1、什么是IPTVIPTV即交互式网络电视，是一种利用宽带网，集互联网、多媒体、通讯等技术于一体，向家庭用户提供包括数字电视在内的多种交互式服务的崭新技术。
它能够很好地适应当今网络飞速发展的趋势，充分有效地利用网络资源。
但不同的行业和组织对IPTV的含意却存在不同的理解。
对于IPTV为什么是“TV”，或者说与TV相关的方面主要体现在两个方面：1）IPTV为用户提供的节目是社会广泛熟悉的TV节目，因此是“TV”；2）通过IP网络传播来的信息，经过机顶盒（英语：Set Top Box，简称STB）做处理后，利用普通或高清晰的电视机（TV）做显示终端，因此是“TV”。
但对这两个条件需要同时满足，还是只需要满足第1个条件，就应该称为IPTV，存在不同的理解。
随着技术的发展，目前的电视机已经不仅用做电视节目的显示终端，也已经可以作为其他多种业务（如游戏、网购、娱乐、股票行情）的显示终端；而且电视节目也已经不仅可以在电视机上收看，也可以在PC和手机等设备上收看了。
因此，IPTV之所以被称作“TV”，是因为是以内容为核心定义的，仅指节目源是TV的，与显示终端是否是电视机没有必然关系。
对于“IP”与“TV”的关系，传统的广播电视行业通常将其理解为“IPTV=IP+TV”模式，即在这种实现方式中，IP业务和TV业务在CABLE中是完全独立并行的；传统的电信行业则相反，实现的方式是“IPTV=TV over IP”模式，即包括TV在内的所有业务都承载在IP之上。
实际上，如果把IPTV简单地理解为上面所说的在IP网络上模拟传统的电视节目，那就过于简单化和狭隘了。
IPTV与传统的电视业务相比，最大的特点是能够进行个性化和实时交互特点的点播服务，还可以开展类似于传统电信业务和互联网业务的其他增值服务。
概括的讲，IPTV业务利用IP网络（或者同时利用IP网络和DVB网络），把来源于电视传媒、影视制片公司、新闻媒体机构、远程教育机构等各类内容提供商的内容，通过IPTV宽带业务应用平台（该平台往往不仅支持TV，也支持其他业务）整合，传送到用户个人电脑、机顶盒+电视机、多媒体手机（用于移动IPTV）等终端，使得用户享受IPTV所带来的丰富多彩的宽带多媒体业务内容。
IPTV业务及系统介绍-201202解析
音视频业务功能
音视频增强业务
IPTV扩展类业务
WEB Channel PC Client 高清本地播放 背景音乐 支持多CP 增值业务平台 终端U盘免配置 广告业务 电视公众广告 楼宇广告
电视消息系统 TVMS
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业务管理层
业务管理层主要包括CMS子系统、BSS子系统、网管子系统、报表子系统。 业务管理层主要提供内容管理、业务管理、用户管理、帐务处理和计费处 理和报表统计等功能。此外，业务管理层负责配置管理IPTV核心部件，以 及实时性能监控、提取设备日志、接收网元告警等。
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目 录
1. IPTV的涵义及业务种类简介
2. IPTV系统的典型组成部件及功能简介
3. IPTV组网典型网络结构简介 4. IPTV端到端业务流程简介 5. 华为IPTV解决方案的特色
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IPTV业务整体部署架构
EPG 本地NAS CMS STB升级 中心 M12000
NXGE
组播
电视直播源
IDC
VNET
IPTV省中心 区域中心
NXGE M12000
省骨干网
区域中心
点播20％
NXGE
M12000
IP城域网
IPTV系统
IPTV系统1IPTV含义IPTV是利用网络方式传输电视节目，也称为网络电视，与传统电视最大的区别就是能够进行个性化与实时性的交互操作，不仅能够应用于电视终端，电脑、手机等能够接入互联网的终端也可实现。
2IPTV实现方式IPTV是将音视频信号通过数据包的方式，在不同物理网络中传输或分发到用户端。
系统组成主要有：节目提供系统、管理系统、流媒体传送系统、接入系统、终端、运营支撑系统。
3系统层次结构IPTV平台在总体结构上分为四层：运营支撑层、业务层、网络承载层和终端层。
IPTV平台总体结构示意图如图：1、支撑层为IPTV平台提供运营支撑，是IPTV平台的运营支撑系统。
运营支撑层包括：用户管理、SP管理、认证授权、帐务管理、系统设备管理和数字版权管理等模块。
可以实现统一平台管理用户终端（STB）、统一的EPG/Portal、统一平台整合多种业务和统一平台实现业务计费2、业务层业务层为IPTV平台提供业务应用服务。
IPTV系统可以提供基本业务，如VOD点播、直播节目等，也可以提供各种扩展业务，如可视电话、网络游戏和网络邮件等。
不同的业务有不同的业务管理逻辑，业务层为这些业务的开展提供了相关支持环境。
对于基于流的相关业务，需要提供节目编码处理、节目加密、媒体存储和分发等相关的支持。
3、网络承载层网络承载层包括宽带IP骨干网络，城域网络和宽带接入网络等，它是承载IPTV业务的物理介质。
网络承载层也可以分为接入网，汇聚网和核心网三部分。
IPTV业务对于承载网络的要求主要有：带宽方面的要求；对于可视电话、游戏等双向交互式业务，要求网络的抖动和延时要小；对于经过压缩编码后的视频码流，其比特的前后相关性较高，因此需要网络的丢包率要低；对于直播节目，因为接收的用户会比较多，这就要求承载网络最好能支持组播。
此外，为了防止对系统的恶意攻击，造成系统业务不能正常工作，网络需要有较高的安全性，和统一的IP地址规划方案等。
网络的安全性可以通过防火墙、VLAN、路由器的ACL和VPN等方式实现。
13-IPTV组播技术讲座(简)-曹0412
信息产业部电信研究院通信标准研究所
MSDP协议
——多组播源发现协议Multicast Source Discovery Protocol ——MSDP运行在路由器RP中，向其他域宣告本域中活动着的组播源信息 ——相邻域的MSDP peer配置 MSDP sessions (TCP连接) 通讯
——本域出现一个新的组播源时，该组播源向RP注册。 ——本域的MSDP peer获知该信息后，向所有邻域的 MSDP peers 发送 Source Active (SA)消息：包括（组播源，组）信息 ——MSDP peers收到 SA消息后作RPF检查，以避免环路，检查成功则所有 其他邻居发送该消息。 ——收到SA的MSDP peer (同样是RP)会察看自己域内是否有该组播组成员。 若是，则向该组播源发送一条PIM join消息以完成该组转发树的构建，或 者通过转发树向域内的组播源转发数据。
（4）任意播方式（Anycast） （4）任意播方式（Anycast）
——ONE to SOMEONE ——ONE to SOMEONE ——目标地址是IP网中任播地址 ——目标地址是IP网中任播地址 ——IPv6（内嵌）、IPv4（扩展）均有 ——IPv6（内嵌）、IPv4（扩展）均有
——优势：网络负载、服务器负载
（2）IPv6的MLD协议
12
信息产业部电信研究院通信标准研究所
域内组播协议
——与单播报文的转发相比，组播报文的转发相对复杂
一方面，组播路由类型与单播路由不同，是点到多点的一棵路由树 ——有源树（以组播源作为树根、接收者为叶的最短路径转发树）
——共享树（选一路由器作为公共的根RP） 一方面，组播报文转发的处理过程也有所不同 ——逆向路径转发
组播 原理
组播原理
组播是一种在计算机网络中进行多点通信的方式。
通过组播，发送者可以将数据一次性发送给多个接收者，而不需要为每个接收者单独发送数据。
组播的原理是利用IP协议的多播地址和UDP协议实现。
在IPv4网络中，组播地址是一个特殊的IP地址，其范围为224.0.0.0到239.255.255.255。
接收者可以通过加入特定的组播组来接收组播数据。
当发送者想要发送组播数据时，它首先会将数据封装在UDP 包中。
然后，发送者将目标IP地址设置为一个合法的组播地址，并将该UDP包发送到网络上。
路由器在网络中转发组播数据，以便它可以到达所有的接收者。
接收者在想要接收组播数据时，必须加入一个特定的组播组。
接收者会将自己的IP地址设置为组播地址，并告诉网络中的路由器他们希望接收来自该组播组的数据。
路由器会将组播数据转发到这些接收者。
组播的优点是可以减少网络带宽的使用，因为数据只需要一次发送就可以到达多个接收者。
此外，组播还可以实现实时的多媒体传输，如视频会议和流媒体。
总的来说，组播通过利用IP多播地址和UDP协议，可以在计算机网络中实现多点通信，提高网络效率，同时减少带宽的使用。
IPTV_组播_多播技术详解
摘要IP 组播技术实现了 IP 网络中点到多点的高效数据传送。
因为组播能够有效地节约网络带宽、降低网络负载，所以在实时数据传送、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。
本文介绍了组播的基本概念和目前通用的组播协议，以及组播组网的基本方案；并针对组播业务需求和运营过程中面临的问题，提出了电信级的可运营、可管理的“受控组播”解决方案，包括信源管理、用户管理和组播安全控制等方面的内容。
关键词组播运营管理受控组播 IGMP DVMRP PIM-SM PIM-DM MBGP MSDP1组播概述1.1组播技术的产生原因传统的IP 通信有两种方式：第一种是在一台源 IP 主机和一台目的 IP 主机之间进行，即单播（unicast）；第二种是在一台源 IP 主机和网络中所有其它的 IP 主机之间进行，即广播（broadcast）。
如果要将信息发送给网络中的多个主机而非所有主机，则要么采用广播方式，要么由源主机分别向网络中的多台目标主机以单播方式发送 IP 包。
采用广播方式实现时，不仅会将信息发送给不需要的主机而浪费带宽，也可能由于路由回环引起严重的广播风暴；采用单播方式实现时，由于 IP 包的重复发送会白白浪费掉大量带宽，也增加了服务器的负载。
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。
IP 组播是指在 IP 网络中将数据包以尽力传送（best-effort）的形式发送到网络中的某个确定节点子集，这个子集称为组播组（multicast group）。
IP 组播的基本思想是，源主机只发送一份数据，这份数据中的目的地址为组播组地址；组播组中的所有接收者都可接收到同样的数据拷贝，并且只有组播组内的主机（目标主机）可以接收该数据，网络中其它主机不能收到。
组播组用 D 类 IP 地址（224.0.0.0 ～ 239.255.255.255）来标识。
1.2组播技术的市场前景IP 组播技术有效地解决了单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，能够大量节约网络带宽、降低网络负载。
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前言
IPTV端到端应用和其他基于IP的业务相比，从协议的角度主要 是增加了对组播协议的要求
组播协议相对已经广泛应用的单播协议存在很多不同，是 IPTV项目实施和维护的难点
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目录
1. IPTV E2E解决方案中所使用的组播特性简介 2. 组播基础 3. 组播分发树 4. IGMP原理 5. IGMP-Proxy IGMP-Snooping介绍 6. PIM
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关于本课程
本课程主要内容：
常用组播协议原理的介绍（PIM SM、IGMP、IGMP-Proxy、IGMPSnooping）
典型的组网的分析
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224.0.0.12
224.0.0.13 224.0.0.14 224.0.0.15 224.0.0.16 224.0.0.17 224.0.0.18 224.0.0.19 ～
224.0.0.255
DHCP服务器/中继代 理
所有PIM路由器 RSVP封装 所有CBT路由器 指定SBM 所有SBMS
VRRP 未指定
？判断 组播报文的目的地址必须为组播地址，源地址为单播地址。（对？错？）
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Page 11
组播原理-组播地址分类
描述
预留地址 全局范围地址 特定源组播地址 GLOP 地址 管理范围地址
范围
224.0.0.0 to 224.0.0.255
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组播原理-组播地址分类
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）。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。
保留的本地组播组地址/永久组地址 224.0.0.0–224.0.0.255 报文的TTL = 1
IPTV Media
IPTV Signal
IPTV Edge node
BRAS
NPE
SR
BRAS
IP Core
•PIM SM/SSM
NPE
•MPLS LDP/TE
•L3 VPN
•......
•OSPF •VRRP •IGMP •PIM •IGMP Snooping •LACP •Eth-Trunk
•HRP •VRRP IPTV Media/Upgrade
永久组地址 含义
永久组地址 含义
224.0.0.0
不分配
224.0.0.11
移动代理
224.0.0.1 224.0.0.2 224.0.0.3 224.0.0.4 224.0.0.5 224.0.0.6 224.0.0.7 224.0.0.8 224.0.0.9
所有主机和路由器 所有路由器 不分配 DVMRP路由器 OSPF路由器 OSPF DR ST路由器 ST主机 RIP-2路由器
例如对于AS 62010F23AF2.3A242.58233.242.58.0/24 因此在全球范围内233.242.58.0/24预留给自治系统62010使用
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组播原理-组播地址分类
管 理 范 围 地 址 （ Administratively Scoped Addresses ） [RFC2365] 239.0.0.0–239.255.255.255 Site-local scope: 239.253.0.0/16 Organization-local scope: 239.192.0.0/14 私有地址空间
S93
IPTV Signal
IPTV Central node IPTV Multicast
DHCP Server
•Allocate IP based on Option60/61/82
HOME
Access
Aggregation
POP
Backbone CORE
Service
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1. IPTV E2E解决方案中所使用的组播特性简介 2. 组播基础 3. 组播分发树 4. IGMP原理 5. IGMP-Proxy IGMP-Snooping介绍 6. PIM
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20
40
60
80
100
客户端数量
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组播原理-为什么需要组播 VS 广播
广播不能跨网段，网段内所有设备都能收到广播（带宽浪费） 网段内所有设备都会处理广播，有需要的设备处理组播，网络设备按需 进行组播转发
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组播原理-为什么需要组播 VS 单播
• 提高效率 : 控制网络流量，减轻服务器和CPU负荷 • 优化性能 : 减少冗余流量 • 分布式应用 : 使多节点应用成为可能
组播 单播
0.8 0.6 流量 0.4 Mbps 0.2
0 1
例如: 收听电台广播流 所有的客户端都接收相同的8 Kbps电台广播
01-00-5e-7f-00-01
25 Bits
23 Bits 48 Bits
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组播原理-组播MAC
注意存在32 IP -> 1 MAC地址重叠
224.1.1.1 224.129.1.1 225.1.1.1 225.129.1.1
SIP Phone
STB PC
RJ11 HG
•IGMP snooping
DSLAM MSAN
SIP Phone
STB PC
ONU
GPON/Fiber Splitter
OLT
•Igmp snooping •MPLS LDP/TE •BFD For x •……
Metro-E
EPE
•DHCP Relay •......
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培训目标
学完本课程后，您应该能掌握：
PIM SM网络的基本原理规划主要考虑因素 IGMP的交互过程 IGMP-Proxy IGMP-Snooping的基本场景
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组播分发树-组播模型
根据IP组播中对源选择方式的不同，可以分为三种模型： ASM（Any-Source Multicast）
简单地说，ASM模型就是任意源组播模型。在该模型中，任意发送者都可以成 为组播源，向某组播组地址发送信息。众多接收者通过加入由该地址标识的组 播组，从而接收到发往该组播组的所有信息。 SFM（Source-Filtered Multicast） SFM模型继承了ASM模型，从发送者角度来看，组播组成员关系完全相同。 同时，SFM在功能上对ASM进行了扩展：上层软件对接收到的组播报文的源 地址进行检查，允许或禁止来自某些组播源的报文通过。最终，接收者只能接 收到来自部分组播源的数据。从接收者角度来看，只有部分组播源是有效的， 组播源经过了筛选。 SSM（Source-Specific Multicast） SSM模型和ASM模型的根本区别是接收者已经通过其他手段预先知道了组播 源的具体位置。SSM使用和ASM不同的组播地址范围，直接在接收者和其指 定的组播源之间建立专用的组播转发路径。
. . . 238.1.1.1 238.129.1.1 239.1.1.1 239.129.1.1
相同的组播MAC地址 (FDDI和以太网)
0x0100.5E01.0101
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1. IPTV E2E解决方案中所使用的组播特性简介 2. 组播基础 3. 组播分发树 4. IGMP原理 5. IGMP-Proxy IGMP-Snooping介绍 6. PIM
讨论：你觉得哪些应用可以使用组播？
多媒体 流媒体 远程培训 视频/音频会议
网络游戏 金融应用（股票） 任何的“单到多”数据发布应用
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组播原理-组播编址
224.0.1.0 to 238.255.255.255
232.0.0.0 to 232.255.255.255