组播路由协议
windowsudp组播路由协议(一)
windowsudp组播路由协议(一)
Windows UDP组播路由协议
概述
该协议旨在定义Windows操作系统中使用的UDP组播路由规则，以实现高效的网络通信。
功能特点
•支持UDP组播数据包的路由转发
•提供可配置的组播路由策略
•支持多播组的动态加入和离开
协议要求
为了正确使用该协议并确保网络通信的稳定性，以下要求需要被满足： - 操作系统必须支持UDP协议 - 操作系统必须支持组播功能- 网络设备必须支持组播功能
协议流程
1.操作系统启动时，加载组播路由表配置文件
2.操作系统监听组播数据包，等待接收
3.当接收到组播数据包时，操作系统判断数据包的目标组播地址是
否在路由表中
4.如果目标组播地址在路由表中，则将数据包转发至对应的网络设
备
5.如果目标组播地址不在路由表中，则丢弃数据包
6.如果有新的组播组加入或离开网络，操作系统根据配置文件更新
组播路由表
组播路由策略配置文件示例
以下为一份组播路由策略配置文件示例：
# 组播路由策略配置文件
# 路由规则1
- 组播组地址:
- 网络设备: eth0
- 转发模式: 无
# 路由规则2
- 组播组地址:
- 网络设备: eth1
- 转发模式: 收听
# 路由规则3
- 组播组地址:
- 网络设备: eth2
- 转发模式: 转发
结论
通过该协议，Windows操作系统可以实现UDP组播数据包的高效路由转发，从而支持多播网络通信。
组播路由策略可根据实际需求进行配置，以满足各种网络环境下的需求。
组播路由协议包括igmp协议
组播路由协议包括igmp协议组播路由协议包括IGMP协议双方基本信息：委托方：___________（以下简称“甲方”）地址：_____________联系人：______________联系电话：____________委托对象：______________（以下简称“乙方”）地址：_____________联系人：______________联系电话：____________一、各方身份、权利、义务、履行方式、期限、违约责任1. 甲方身份：组播路由服务需求方，需要由乙方提供相关服务。
2. 乙方身份：组播路由服务提供方，需要向甲方提供组播路由服务和协议。
3. 甲方权利：根据双方协议的约定，向乙方支付服务费，并获得乙方提供的组播路由服务。
4. 乙方权利：根据双方协议的约定，收取服务费，并根据甲方的需求，提供相关组播路由服务。
5. 甲方义务：支付乙方提供的组播路由服务费，并按照约定充分利用乙方提供的组播路由服务。
6. 乙方义务：提供高质量、高效率的组播路由服务，并保证甲方的信息安全。
7. 履行方式：甲乙双方在协议中约定服务方式、服务内容、服务质量等。
8. 服务期限：双方协议中约定的服务期限。
9. 违约责任：如果一方违反协议的约定，应当依据协议约定承担违约责任。
二、遵守中国相关法律法规1. 甲方与乙方都必须遵守中国相关法律法规，并承担由此产生的责任。
2. 如果任何一方违反相关法律法规，应当承担相应的法律责任，并可能导致协议的解除。
三、明确各方的权力和义务1. 协议中明确了甲方与乙方的权利、义务以及协议的约定内容。
2. 双方必须严格按照协议约定行事，并致力于达成合作共赢的目标。
四、明确法律效力和可执行性1. 协议是双方真实意愿的表达，并可以证明双方之间的权利义务关系。
2. 双方同意在遵守法律的前提下，自愿对协议内容进行履行，并承认协议具有法律效力和可执行性。
五、其他1. 协议中未约定的事项，双方应妥善协商解决。
组播协议详细介绍
一、概述1、组播技术引入的必要性随着宽带多媒体网络的不断发展，各种宽带网络应用层出不穷。
IP TV、视频会议、数据和资料分发、网络音频应用、网络视频应用、多媒体远程教育等宽带应用都对现有宽带多媒体网络的承载能力提出了挑战。
采用单播技术构建的传统网络已经无法满足新兴宽带网络应用在带宽和网络服务质量方面的要求，随之而来的是网络延时、数据丢失等等问题。
此时通过引入IP组播技术，有助于解决以上问题。
组播网络中，即使组播用户数量成倍增长，骨干网络中网络带宽也无需增加。
简单来说，成百上千的组播应用用户和一个组播应用用户消耗的骨干网带宽是一样的，从而最大限度的解决目前宽带应用对带宽和网络服务质量的要求。
2、IP网络数据传输方式组播技术是IP网络数据传输三种方式之一，在介绍IP组播技术之前，先对IP网络数据传输的单播、组播和广播方式做一个简单的介绍：单播（Unicast）传输：在发送者和每一接收者之间实现点对点网络连接。
如果一台发送者同时给多个的接收者传输相同的数据，也必须相应的复制多份的相同数据包。
如果有大量主机希望获得数据包的同一份拷贝时，将导致发送者负担沉重、延迟长、网络拥塞；为保证一定的服务质量需增加硬件和带宽。
组播（Multicast）传输：在发送者和每一接收者之间实现点对多点网络连接。
如果一台发送者同时给多个的接收者传输相同的数据，也只需复制一份的相同数据包。
它提高了数据传送效率。
减少了骨干网络出现拥塞的可能性。
广播（Broadcast）传输：是指在IP子网内广播数据包，所有在子网内部的主机都将收到这些数据包。
广播意味着网络向子网每一个主机都投递一份数据包，不论这些主机是否乐于接收该数据包。
所以广播的使用范围非常小，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。
二、组播技术1、 IP组播技术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。
组成员关系协议包括IGMP(互连网组管理协议)。
组播路由协议书
组播路由协议书甲方（发起方）：[甲方全称]乙方（接收方）：[乙方全称]鉴于甲方需要通过组播技术向乙方传输数据，乙方同意接收甲方的组播数据，双方本着互惠互利的原则，经友好协商，就组播路由事宜达成如下协议：第一条定义1.1 组播（Multicast）：指一种数据传输方式，允许数据从单一源点发送到多个接收点。
1.2 组播路由协议：指用于在网络中确定组播数据传输路径的协议。
第二条组播路由协议的选用2.1 甲方选择[具体协议名称]作为本次组播数据传输的路由协议。
2.2 乙方同意使用甲方选定的组播路由协议，并确保其网络支持该协议。
第三条数据传输3.1 甲方负责提供组播数据源，并确保数据的准确性和完整性。
3.2 乙方负责接收甲方的组播数据，并保证数据的接收质量。
第四条网络配置4.1 甲方应确保其网络配置符合组播路由协议的要求。
4.2 乙方应根据组播路由协议的要求，对网络进行必要的配置和优化。
第五条安全保障5.1 甲方应采取必要的安全措施，防止数据在传输过程中被非法访问或篡改。
5.2 乙方应确保接收到的数据安全存储，并采取相应措施防止数据泄露。
第六条技术支持与维护6.1 甲方应提供必要的技术支持，协助乙方解决组播路由协议实施过程中的技术问题。
6.2 乙方应负责其网络的维护工作，确保组播数据传输的稳定性。
第七条违约责任7.1 如一方违反本协议的任何条款，应承担违约责任，并赔偿对方因此遭受的损失。
第八条协议的变更与终止8.1 本协议的任何变更或补充，必须经双方协商一致，并以书面形式确认。
8.2 如遇不可抗力或其他双方同意的情形，任何一方均可提前终止本协议。
第九条争议解决9.1 本协议在执行过程中发生的任何争议，双方应首先通过友好协商解决；协商不成时，提交甲方所在地人民法院诉讼解决。
第十条其他10.1 本协议一式两份，甲乙双方各执一份，具有同等法律效力。
10.2 本协议自双方授权代表签字盖章之日起生效。
甲方代表（签字）：_________________ 日期：____年__月__日乙方代表（签字）：_________________ 日期：____年__月__日。
AR路由器组播路由协议介绍
组播路由建立了一个从数据源端到多个接收端的无环数据传输路径。
组播路由协议的任务就是构建分发树结构。
组播路由器能采用多种方法来建立数据传输的路径，即分发树。
组播路由也分为域内和域间两大类。
域内组播路由目前已经相当成熟，在众多的域内路由协议中，PIM-DM（协议独立组播—密集模式）和PIM-SM（协议独立组播—稀疏模式）是目前应用最多的协议。
域间路由的首要问题是路由信息（或者说可达信息）如何在自治系统之间传递，由于不同的AS可能属于不同的运营商，因此除了距离信息外，域间路由信息必须包含运营商的策略，这是与域内路由信息的不同之处。
1、域内组播路由协议（1）PIM-DM（Protocol-Independent Multicast Dense Mode，PIM-DM）密集模式组播路由协议适用于小型网络。
一般说来，密集模式下数据包的转发路径是“有源树”——以“源”为根、组播组成员为枝叶的一棵树。
由于有源树使用的是从组播源到接收者的最短路径，因此也称为最短路径树（Shortest Path Tree，SPT）。
（2）PIM-SM（Protocol-Independent Multicast Sparse Mode，PIM-SM）密集模式采用的扩散—剪枝技术，在广域网上是不可取的。
在广域网上，组播接收成员相对稀疏，多采用稀疏模式。
稀疏模式默认所有主机都不需要接收组播包，只向明确指定需要组播包的主机转发。
为了使接收站点能够接收到特定组的组播数据流，连接这些站点的组播路由器必须向该组对应的“汇聚点”RP（Rendezvous Point）（汇聚点需要在网络中构建，是一些虚拟的数据交换地点）发送加入消息，加入消息经过一个个路由器后到达根部，即汇聚点，所经过的路径就变成了共享树的分支。
稀疏模式协议先将组播报文发送到汇聚点，再沿以汇聚点为根的组员为枝叶的“共享树”转发。
为了避免共享树的分支由于未更新而被删除，稀疏模式组播路由协议通过向分支周期性地发送加入消息来维护组播分布树。
组播路由协议
组播路由协议组播路由协议（Multicast Routing Protocol）是一种网络协议，用于支持组播传输，将数据从一个源节点传输到多个目的节点。
组播路由协议通过建立一棵组播树来实现数据的传输，其中源节点作为根节点，目的节点作为叶子节点。
组播路由协议有多种类型，常见的包括DVMRP、IGMP、PIM和MOSPF等。
每种协议都有各自的特点和适用场景。
其中，Distance Vector Multicast Routing Protocol（DVMRP）是一种基于距离向量的组播路由协议。
它使用了类似于BGP的距离矩阵来选择最佳的路径，并通过向邻居节点广播消息来更新路由表。
DVMRP适用于小型网络，但在大型网络中可能产生大量的控制消息。
Internet Group Management Protocol（IGMP）是一种用于在主机和组播路由器之间交换组播组信息的协议。
它允许主机加入和离开组播组，并向路由器报告组播组成员。
IGMP采用了查询-报告机制，通过查询消息和报告消息来维护组播组的成员关系。
Protocol Independent Multicast（PIM）是一种独立于底层网络的组播路由协议。
它可以与各种底层网络协议一起使用，如IP、ATM和Frame Relay等。
PIM使用了两种模式：稠密模式（Dense Mode）和稀疏模式（Sparse Mode）。
稠密模式适用于具有大量组播组成员的网络，而稀疏模式适用于成员分布较不密集的网络。
Multicast Open Shortest Path First（MOSPF）是一种基于OSPF协议的组播路由协议。
它通过向OSPF协议添加组播扩展来支持组播传输。
MOSPF使用与OSPF相同的链路状态数据库（LSDB）和最短路径树（SPF）算法来计算最优的组播路径。
无论是哪种组播路由协议，其基本目标是找到一条最佳的路径，以最小的开销实现数据的组播传输。
组播协议相关
组播相关:一、组播协议体系：1)组成员关系协议包括IGMP(互连网组管理协议);2)组播路由协议分为域内组播路由协议及域间组播路由协议;3)域内组播路由协议包括MOSPF，CBT，PIM-SM、PIM-DM、DVMRP等协议;4)域内的组播协议又分为密集，与稀疏模式的协议。
DVMRP，PIM-DM，MOSPF属于密集模式，CBT，PIM-SM属于稀疏模式。
5) 针对域间组播路由有两类解决方案：短期方案和长期方案。
短期方案包括三个协议MBGP/MSDP/PIM-SM：MBGP（组播边缘网关协议），用于在自治域间交换组播路由信息；MSDP（组播信源发现协议），用于在ISP之间交换组播信源信息；以及域内组播路由协议PIM-SM长期方案目前讨论最多的是MASC/MBGP/BGMP，它建立在现有的组播业务模型上，其中MASC实现域间组播地址的分配、MBGP在域间传递组播路由信息、BGMP完成域间路由树的构造。
此外还有一些组播路由策略，如PIM-SSM（特定信源协议无关组播）等，建立在其它的组播业务模型上。
目前仅短期方案MBGP/MSDP/PIM-SM是成熟的，并在许多的运营商中广泛使用。
6)同时为了有效抑制组播数据在链路层的扩散，引入了IGMP Snooping、HGMP，HMVR，RGMP，GMRP等二层组播协议。
名词解释:组播路由协议有距离矢量组播路由协议（DVMRP）、协议无关组播－密集模式（PIM-DM）、协议无关组播-稀疏模式（PIM-SM）、开放式组播最短路径优先（MOSPF）、有核树组播路由协议（CBT）IGMP协议简介：IGMP（Internet Group Management Protocol，因特网组管理协议）是TCP/IP协议族中负责IP组播成员管理的协议。
它用来在IP主机和与其直接相邻的组播路由器之间建立、维护组播组成员关系。
IGMP不包括组播路由器之间的组成员关系信息的传播与维护，这部分工作由各组播路由协议完成。
路由器组播协议书
路由器组播协议书甲方（服务提供方）：_____________________乙方（服务接收方）：_____________________鉴于甲方拥有提供路由器组播服务的能力，乙方需要使用甲方提供的路由器组播服务以满足其业务需求，双方本着平等互利、诚实信用的原则，经过友好协商，就路由器组播服务事宜达成如下协议：第一条服务内容甲方同意向乙方提供路由器组播服务，包括但不限于IP多播地址分配、组播路由协议支持、组播流量管理等。
第二条服务期限本协议服务期限自____年____月____日至____年____月____日。
第三条服务费用乙方应按照双方约定的费用标准向甲方支付路由器组播服务费用。
具体费用标准为：____________________。
第四条付款方式乙方应于本协议签订之日起____天内，向甲方支付首期服务费用。
后续服务费用应在每____个月的第____日前支付。
第五条服务保证甲方保证所提供的路由器组播服务符合国家相关法律法规及行业标准，保证服务的稳定性和可靠性。
第六条技术支持与维护甲方应提供必要的技术支持和维护服务，确保乙方正常使用路由器组播服务。
第七条保密条款双方应对在本协议履行过程中知悉的对方商业秘密和技术秘密予以保密，未经对方书面同意，不得向第三方披露。
第八条违约责任如任何一方违反本协议约定，应承担违约责任，并赔偿对方因此遭受的损失。
第九条争议解决因本协议引起的或与本协议有关的任何争议，双方应首先通过友好协商解决；协商不成时，任何一方可向甲方所在地人民法院提起诉讼。
第十条协议的变更和解除本协议的任何变更和解除均应以书面形式进行，并经双方授权代表签字盖章后生效。
第十一条其他本协议未尽事宜，双方可另行协商解决。
本协议一式两份，甲乙双方各执一份，具有同等法律效力。
甲方（盖章）：_____________________授权代表（签字）：_________________联系电话：_______________________乙方（盖章）：_____________________授权代表（签字）：_________________联系电话：_______________________签订日期：____年____月____日签订地点：_______________________ （本协议书到此结束，以下无正文）。
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8
有关概念
“组播源”：信息的发送者称为“组播源”，Source。 “组播组成员”：所有的接收者都是“组播组成员”， Receiver。 “组播组”：由所有接收者构成一个“组播组”，组 播组”不受地域的限制。 “组播路由器”：可以提供组播路由功能的路由器称 为“组播路由器”，组播路由器不仅提供组播路由功 能，也提供组播组成员的管理功能。 组播源不一定属于组播组，也就是说其本身不一定是 组播数据的接收者。 可以同时有多个组播源向同一个组播组发送数据。
01
00
5E
00000001 00000000 01011110 0
48-Bit Ethernet Address
15
课程提纲
组播的基本概念 组播地址 IGMP/IGMP Snooping协议 PIM-SM协议
MBGP、MSDP 协议
16
IGMP——因特网组管理协议
IGMP（Internet Group Management Protocol）协议是主机与 路由器之间的信令协议，定义网络上谁将接收组播业务 路由器通过IGMP周期性地查询组播组成员的状况 支持两种具体结构的消息结构：查询消息和报告消息 IGMP可以使一个主机加入或离开一个组播组 主机发送IGMP Report加入一个组播组 IGMPv1，主机离开组播组不需要发送任何报告 IGMPv2，主机离开组播组需要发送“leave”报告，指定组 查询 IGMPv3，增加了指定源、组加入功能 IGMP报文通过IP数据报进行传输，其IP协议号为2。IGMP有固 定的报文长度（8个字节），没有可选数据。
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组播体系结构
主机注册/组成员管理：
组成员关系协议包括IGMP(互连网组管理协议)。 IGMP v1/v2/v3 二层组播抑制 IGMP Snooping 、CGMP、GMRP、RGMP、HMVR
组播路由协议：分为域内组播路由协议及域间组播路由
协议。
域内：DVMRP、MOSPF、PIM-DM | PIM-SM、CBT，前三个 为密集模式，后两个为稀疏模式 域间：目前比较成熟的是MBGP/MSDP/PIM-SM
课程提纲
组播技术简介 MPLS VPN技术简介 服务质量保证（QoS）技术简介
1
课程提纲
组播的基本概念 组播地址 IGMP/IGMP Snooping协议 PIM-SM协议
MBGP 、MSDP协议
2
单播、广播与组播
主机
10.10.1.0/24 单播 组播 广播
服务器
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密集模式和稀疏模式
密集模式（Dense Mode）：通常用于组播成员较为集中、且数量较 多，如网络中的大部分用户接收组播、并且有足够带宽的网络环境， 比如公司或园区的局域网。因此，DM路由协议默认路由器的几乎 每一个接口都有组成员正在接收组播信息，使用采用扩散-剪枝的机 制维护组播分发树，组播流量传播到网络中所有的组播路由器。 稀疏模式（Sparse Mode）：通常用于组播成员较少、在网络中稀 疏分布，网络也没有充足带宽的情况，如广域网环境。在这种环境 里将不再适宜采用密集模式协议，因为这将增加路由器的负担和导 致网络拥塞。因此，SM路由协议采用选择性地建立和维护分发树的 方式，由空树开始，仅当成员显式地请求加入分发树时才做出修改。 PIM-DM 和 PIM-SM 有两个本质的不同点：1）DM不会周期性地 发送加入（join）消息，只会明确地触发剪除（prune）和嫁接 （graft）消息；2）DM没有集合点 ( Rendezvous Point, RP )。PIMSM定义了RP，所有的接收者在RP注册，组播业务由RP转发给接收 者，RP是一棵共享组播分发树的根。
19
报告抑制过程
10.10.0.1/16 查询消息
响应报告
响应报告
响应报告
响应报告
路由器定期发送查询 子网中每个组只有一个成员发送响应报告 其他成员被抑制不再发送报告
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IGMPv2报文格式
Type（类型） 0x11 = Membership Query 0x16 = Version 2 Membership Report 0x17 = Leave Group 0x12 = Version 1 Membership Report Max Response Time（最大响应时间）只在成员查询（0x11）消息中有意 义，指出在发出一个响应报告之前的最大允许时间（以1/10秒为单位）。 在其它消息中，发送者将该字段设置为0，接收者忽略。 Group Address（组地址）在成员查询时，如果进行普遍查询，将该字段 设置为0。其它情况设置为组地址。
21
无Snooping功能交换机转发组播数据报
Receiver
Not a Receiver
组播？？
我根本不希望接收 这个视频流，但是 我的CPU仍然需要 处理这1.5MB的数 据。
Receiver
Not a Receiver
交换机如果没有snoop，则组播报文像广播报文一样转 发，浪费！
22
二层交换机IGMP Snooping功能实现
Receiver
Not a Receiver
5 1 转发表 MAC地址 01- 00 - 5E 端口 1, 2, 5 2 3
4
Receiver
Not a Receiver
23
IGMP Snooping建立和维护组
IGMP报告
1 CPU
IGMP查询
转发表
MAC地址
01-00-5E 端口
1 3 5
2
3
3
单播流量（Unicast Traffic ）
1.5 Mb x 100 = 150 Mb
Video Server
1.5 Mb x 100 = 150 Mb
1.5 Mb x 100 = 150 Mb
1.5 Mb x 100 = 150 Mb
...
Receiver 1 Receiver 100
单播传送为每一个客户端发送一份数据包的拷贝
26
协议无关组播－PIM
PIM（Protocol Independent Multicasting），不依赖 于某种具体的IP路由选择协议，仅仅是利用单播路由 表来实现RPF检查功能。因此，它能工作在任何可以 产生单播路由表的IP路由协议上，包括静态路由。值 得强调的是：协议无关并不是指不需要单播路由协议； 相反，组播协议必须有单播路由协议的支撑。 UDP端口号：103 PIM路由器组地址为：224.0.0.13 PIM协议分为： PIM_DM（协议无关组播_密集模式） PIM_SM（协议无关组播_稀疏模式）
14
IP地址到MAC地址的映射
通过特定规则，将其转换成特有的预留MAC地址—— 01:00:5e:00:00:00—01:00:5e:ff:ff:ff；
0 7 8 15 16 23 24 31
Class D IP Address
1110
224
Not Used IP:MAC = 32:1 Low-Order 23 Bits of Multi-cast
224.0.0.9
224.0.0.13 224.0.0.22
所有运行RIPv2协议的路由器
所有运行PIM协议的路由器 IGMP
224.0.0.0～224.0.0.255
232.0.0.0/8 233.0.0.0/8 239.0.0.0～239.255.255.255
保留作网络协议使用
指定信源组播地址 GLOP地址，预留用作AS的静态定义地址 限制范围地址或保留用做本地管理使用
11
课程提纲
组播的基本概念 组播地址 IGMP/IGMP Snooping协议 PIM-SM协议
MBGP、MSDP 协议
12
组播地址
组播数据包的目的地址是特殊的IP地址，称之为IP组播 地址（组地址）。 IP组播地址在网络层解决了如何寻址的问题，但通信最 终还要依赖于数据链路层地址，在数据链路层有专门的 MAC地址用于组播。
28
PIM-SM（稀疏模式）
PIM-SM的设计目标
保留由接收者初始化组播组成员身份的传统IP组播服务模型。在该 模型中，源只是简单地将数据包放在第一跳路由器上。为了接收组播 数据，接收者必须要主动通知路由器。 保留主机模型不变。PIM-SM是一个路由器到路由器的协议，主机不 需要升级，但必须在网络中的路由器中启动PIM-SM协议。 同时支持共享树和源分发树。对于共享树，PIM-SM使用汇集点（RP） 作为共享树的根。所有组播源将它们的组播数据发送到RP，然后RP通 过共享树，将数据包转发给组的所有成员。源分发树则直接将源与接 收者相连。每个源均有独立的树。从单播路由表角度看，源分发树可 看作是最短路径树。PIM-SM可以单独使用任何一种类型的树，也可以 同时使用二者。 保持独立于特定的单播路由协议。 使用软状态机制，以适应不断变化的网络拓扑和动态组播组。“软 状态”是指除非经过刷新，否则路由器中的状态信息都是短期的，经 过一定时间以后就会过期。
13
组播地址
所有的组播地址都是D类IP地址：224.0.0.0—239.255.255.255 知名的D类IP地址：
D类地址 224.0.0.1 224.0.0.2 224.0.0.4 224.0.0.5 224.0.0.6 用途 在这个子网上的所有系统 在这个子网上的所有路由器 所有运行DVMRP协议的路由器 所有运行OSPF协议的路由器 所有OSPF指定路由器（DR或BDR）
不希望接收业务的主机也必须处理广播流
5
组播流量（Multicast Traffic）
1.5 Mb
Video Server