ip组播设计与实现
学年论文﹙设计﹚
题 目 IP组播技术设计与实现
学生姓名 学号
所在院(系) 电子与信息工程
专业班级
指导教师
2010年 6 月 25 日
课程设计报告书目录
IP组播技术研究与实现
【摘要】介绍了ip组播技术的传输方式、地址、体系结构、应用模式、以及利用window的WinSock的API应用编程的基本命令和方法步骤
【关键词】ip组播；ip地址；机构体系；组播协议；WinSock；API编程
The ip multicast engineering research with realizes
Abstract： Introduced the ip multicast technology's transmission mode, the address, the
architecture, the application pattern, as well as use window WinSock the API application
programming basic command and the method step
Key words：ip multicast; ,ip address, Organization system, Multicast agreement, WinSock,
API programming
0 引言
随着网络技术的不断完善和发展, 以全球互联网(internet)为代表的各种网络在近十年得到了迅猛的发展。网络带宽越来越高, 用户数量越来越多, 视频点播(VOD/AOD)、远程教学、新闻发布、网络电视,多站点文件传输、多媒体远程教育、计算机支持的协同工作等新类型的多媒体业务将成为新一轮运营竞争的焦点，在这种情况下, 采用传统的客户服务器模型将重浪费网络资源, 相同的数据可能在网上传播很多次, 在一些带宽较低的链路上, 极可能引起严重的通信瓶径，就必然带来了网络拥挤问题。为了缓解网络瓶颈, 人们提出各种方案, 主要包括采用：链路聚合技术, 以增加互连带宽采用服务器的集群技术，以改变网络流量结构、减轻主干网的瓶颈应用Qos机制, 把带宽分配给一部分应用采用IP组播技术，有效解决网络的拥塞等，IP组播技术以其独特的优越性使它成为当前网络多媒体信息技术的佼佼者。
1 IP组播技术
1.1组播简介
谈IP组播技术之前我们先说说IPv4定义包的的几中传输方式： 课程设计报告书目录
1.1.1单播(Unicast) 传输 在信息的发送者与接收者之间建立点对点的网络连接。如果一个发送者需要同时给多个接收者发送相同的数据, 就必须相应地复制多份相同的数据包。如果有大量的主机希望获得同一份数据包时,这将使发送者负担沉重、网络延时增加。为保证服务质量就需要增加硬件和带宽。
1.1.2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。
1.1.3组播(Multicast) 传输 他是在发送者和每一个接收者之间实现点到多点的网络连接。如果一个发送者需要同时给多个接收者传输相同的数据, 只需构造一份相同的数据包,
在其中的信宿地址域中添入IP 组播地址, 一次发送出去, 而不必端对端地多次重复发送。他提高了数据传输的效率, 减少了网络拥塞。
1.2 组播技术体结构
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)。组播路由协议分为域内组播路由协议及域间组播路由协议。域内组播路由协议包括PIM-SM（Protocol Independent Multicast-Sparse
Mode）、PIM-DM（Protocol Independent Multicast-Dense Mode）、DVMRP(Distance Vector
Multicast Routing Protocol)等协议，域间组播路由协议包括MBGP(MultIProtocol BGP)、MSDP(Multicast Source Discovery Protocol)等协议。同时为了有效抑制组播数据在链路层的扩散，引入了IGMP Snooping、CGMP等二层组播协议。
IGMP建立并且维护路由器直联网段的组成员关系信息。域内组播路由协议根据IGMP维护的这些组播组成员关系信息，运用一定的组播路由算法构造组播分发树进行组播数据包转发。域间组播路由协议在各自治域间发布具有组播能力的路由信息以及组播源信息，以使组播数据在域间进行转发。
1.3组播IP地址
组播IP地址用于标识一个IP组播组。IANA（internet assigned number authority）把D类地址空间分配给IP组播，其范围是从224.0.0.0到239.255.255.255。)，IP组播地址前四位均为1110. 224.0.0.0～224.0.0.255为预留的组播地址（永久组地址），地址224.0.0.0保留不做分配，其它地址供路由协议使用； 224.0.1.0～238.255.255.255为用户可用的组播地址（临时组地址），全网范围内有效；239.0.0.0～239.255.255.255为本地管理组播地址，仅在课程设计报告书目录
特定的本地范围内有效。
2 实现IP组播的前提条件和技术体系结构
实现IP组播传输，则组播源、接受者及两者之间的下层网络都必须支持组播。这包括以下几方面：（1）主机的TCP/IP的实现支持接受和发送IP组播；（2）主机的网络接口卡支持组播；（3）有一套用于加入、离开、查询的组播管理协议，即IGMP(V1,V2);(4)有一套IP地址分配策略。并能将第3层IP地址映射到第2层MAC地址上；（5）支持IP组播的应用软件；（6）所有介于组播源和接受者之间的路由器，集线器、交换机、TCP/IP栈、防火墙均需支持组播。
PIM daemom通过系统调用从底层的socket接受消息，PIM消息，IGMP消息和内部控制消息，
具体的功能流程图如图1所示：
图1 组播路由协议流程图
其中PIM从PIM的socket接受的消息通过PIM接受函数处理，从IGMP的socket接受的IGMP消息和内部控制消息通过IGMP接受函数处理各种消息的分内和含义。(1)PIM消息的PIM-HELLO邻居发送消息，在每个端口上周期发送，消息接受方据此确定与发送方的蔺家咀关系。（2）IGMP消息，MEMBERSHIP-REPORT:成员关系报告消息。（3）内部控制消息：nocache指示底层数据转发时未找到匹配的缓冲区，wrongvifPIM
控制消息
IGMP模块 PIM daemon
组播路由协议模块
原始协议
输入
Socket
消息发送 Socket
选项设置 Socket
选项查询 IO控制
组播数据转发模块 KERNEL
IP包 组播
数据包 课程设计报告书目录
指示组播数据从不正确的入口输入。Wholepkt指示消息中包含整包组播数据，用于注册。
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)。组播路由协议分为域内组播路由协议及域间组播路由协议。域内组播路由协议包括PIM-SM（Protocol Independent Multicast-Sparse
Mode）、PIM-DM（Protocol Independent Multicast-Dense Mode）、DVMRP(Distance Vector
Multicast Routing Protocol)等协议，域间组播路由协议包括MBGP(Multiprotocol BGP)、MSDP(Multicast Source Discovery Protocol)等协议。同时为了有效抑制组播数据在链路层的扩散，引入了IGMP Snooping、CGMP等二层组播协议。
3 IP 组播的应用模式
(1) 点对多点应用模式点对多点应用模式是指一个发送者, 多个接收者的应用模式, 也是最常见的组播应用模式。典型应用有视频会议、网络电视( IPTV )、分布式数据库更新、广播和监控等。
(2) 多点对点应用模式多点对点应用模式是指多个发送者, 一个接收者的应用模式。通常是应用在具有双向请求的场合, 任何一端(多点或点) 都有可能发起请求。在这种多点对点的应用模式中, 接收者可以接收多个发送者发送的数据, 其典型的应用有网络拍卖、投票选举、数据收集、远程视频采集监控。
(3) 多点对多点的应用多点对多点的应用模式是指多个发送者和多个接收者的应用模式。通常, 每个接收者可以接收多个发送者发送的数据, 同时, 每个发送者可以把数据发送给多个接收者, 其典型的应用有多媒体会议、协同工作、远程学习、并发处理、资源同步等。
4 利用WinSock 实现IP 组播通信
Windows Sockets 定义了Windows 的网络编程接口,可以运行在包括TCP IP, XN
SDECN,IPX SPX 等多种协议之上。而Windows Sockets 类则是对WindowsSocket sAPI 封装, 包括Csocket 和CasyncSocket 类。使用他们可以大大简化网络通信程序的编写。利用Berkeley Socket 现IP 组播通信的主要过程和编程方法如下: 课程设计报告书目录
图2 Winsock 实现IP 组播过程流程图
(1) 使用函数Socket () 创建1 个UDP 套接字。
(2) 使用函数Bind () 将套接字与本地的某个地址和端口连接起来。(3) 使用IP_
Multicast_ TTL 选项调用函数SetSockopt () 来设置TTL (0～ 255) , 其缺省值为1, 表示组播数据全部在一个网段内, 例如:
U _ Char t t l;
SetSockopt (SOCK, IPPRO TO _ IP, IP_ MUL TICAST_
TTL , &t t l, Sizeof ( t t l) ) ;
(4) 设置IP_ Add_ Membership 选项和要加入的组播组的地址结构, 调用函数Setsockopt () 加入到指定的组播组。如只打算发送数据, 则不必加入组播组, 例如:
Struct ip _ mreq;
{struct in_ addrir_ mult iaddr, st ruct in_ addrimr_
单播，多播（组播），广播，详细讲解呀
单播，多播（组播），⼴播，详细讲解呀
“单播”（Unicast）、“多播”（Multicast）和“⼴播”（Broadcast）这三个术语都是⽤来描述⽹络节点之间通讯⽅式的术语。那么这些术语究竟
是什么意思？区别何在？且听下⽂分解。
——★单 播★——
⽹络节点之间的通信就好像是⼈们之间的对话⼀样。如果⼀个⼈对另外⼀个⼈说话，那么⽤⽹络技术的术语来描述就是“单播”，此时信息的
接收和传递只在两个节点之间进⾏，参见图1。
单播在⽹络中得到了⼴泛的应⽤，⽹络上绝⼤部分的数据都是以单播的形式传输的，只是⼀般⽹络⽤户不知道⽽已。例如，你在收发电⼦邮
件、浏览⽹页时，必须与邮件服务器、Web服务器建⽴连接，此时使⽤的就是单播数据传输⽅式。但是通常使⽤“点对点通信”（Point toPoint）代替“单播”，因为“单播”⼀般与“多播”和“⼴播”相对应使⽤。
——★多 播★——
“多播”可以理解为⼀个⼈向多个⼈（但不是在场的所有⼈）说话，这样能够提⾼通话的效率。如果你要通知特定的某些⼈同⼀件事情，但是
⼜不想让其他⼈知道，使⽤电话⼀个⼀个地通知就⾮常⿇烦，⽽使⽤⽇常⽣活的⼤喇叭进⾏⼴播通知，就达不到只通知个别⼈的⽬的了，此
时使⽤“多播”来实现就会⾮常⽅便快捷，但是现实⽣活中多播设备⾮常少。多播如图2所⽰。
“多播”也可以称为“组播”，在⽹络技术的应⽤并不是很多，⽹上视频会议、⽹上视频点播特别适合采⽤多播⽅式。因为如果采⽤单播⽅式，逐
个节点传输，有多少个⽬标节点，就会有多少次传送过程，这种⽅式显然效率极低，是不可取的；如果采⽤不区分⽬标、全部发送的⼴播⽅
式，虽然⼀次可以传送完数据，但是显然达不到区分特定数据接收对象的⽬的。采⽤多播⽅式，既可以实现⼀次传送所有⽬标节点的数据，
也可以达到只对特定对象传送数据的⽬的。
IP⽹络的多播⼀般通过多播IP地址来实现。多播IP地址就是D类IP地址，即224.0.0.0⾄239.255.255.255之间的IP地址。Windows 2000中的
基于IPv6组播的聊天系统的实现
第２２卷第４期 ２００７年８月 成都信息工程学院学报 ＪＯＵＩ￣ＮＡＬ ＯＦ ＣＨＥＮＧＤＵ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ ＯＦ ＩＮＨ）Ｒ＾ ＾ＴＪ０Ｎ ＴＥ（、ＨＮｏＵ：ｘ二Ｙ Ｖｏ１．２２ ＮＯ．４ Ａｕｇ．２００７
文章编号：１６７１—１７４２（２００７）０４—０４８６—０４
基于ＩＰｖ６组播的聊天系统的实现
陈 盈 ， 安海平 ， 陶宏才
（１．台州学院数学与信息工程学院，浙江台州３１７０００；２．西南交通大学信息科学与技术学院，四川成都６１００３１）
摘要：聊天系统实现了在ＩＰｖ６环境中组播技术的一个具体实例，并根据项目需要搭建了一个小规模的ＩＰｖ６实 验网，经测试可以稳定地运行在ＩＰｖ６网络环境中，基本实现了ＩＩ ｖ６组播应用。
关键词：ＩＰｖ６；组播；聊天系统 中图分类号： ＦＰ３１ Ｉ 文献标识码：Ａ
１ 引言
ｌＰ组播技术由于实现了一个发送者对多个
接收者，大大节省了网络传输量，提高了数据传
输效率。但是ＩＰｖ６协议对原有ｌＰ协议进行了较
大幅度的改动，增强了对组播技术的支持，ｌＰ组
播技术能否在ＩＰｖ６环境中体现原有ｌＰ协议下的
性能乃至有更大的性能提升都是一个未知数。
因此，测试组播技术在ＩＰｖ６平台上运行的可靠
性、稳定性具有一定的理论意义和现实意义。
２ 系统介绍
在分析研究ＩＰｖ４环境中组播编程软件的基
础上，设计并实现了一个基于ＩＰｖ６网络环境中使
用组播技术的网上多人在线即时聊天系统软件
原型。利用它，每个用户可以同时向所有其他聊
天用户发送信息，并接受其他用户发出的信 皂、。
系统中，每个用户既是发送端又是接收端，既是
客户端又是服务器端。
系统中没有一个固定的主播服务器，每个节
点本身既是服务器又是客户端。节点之间的网
络要支持ＩＰｖ６组播。系统在Ｗｉｎｄｏｗｓ平台上，
使用Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ公司的Ｖｉｓｕａｌ Ｓｔｕｄｉｏ．ＮＥＴ ２００３ ｌ曩ｌ 陶ｌ 睫Ｉ 嘲ｌ
IP组播性能的仿真分析
科技信息 计算机与网络
ＩＰ组搭性链昀仿寅分析
西安邮电学院计算机系 张弛
自要］ＩＰ组播技术是互联网的研究热点之一，能够实现ｌＰ网络中点到多点的高效数据传送，节约网络带宽、降低网络负载。本文
通过分析网络仿真软件ＯＰＮＥＴ Ｍｏｄｅｌｅｒ中ＩＰ组播的建模机制，以校园网视频会议为例，构建网络仿真模型，比较单播与组播方式下
的网络性能参数，验证了ＩＰ组播的良好性能。
［关键词］纽播 组播路由协议 网络仿真
一、绪论
ＩＰ组播技术是互联网的研究热点之一，能够有效解决单点发送多 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。利用网络的组播特性能够有效提供一些
新的点到多点或多点到多点的数据传输业务，包括视频会议、视频点
播、在线直播、网络电视、远程教育、远程医疗、网络电台等。
在组播技术的研究过程中，以往的分析方法和实验方法存在很大
的局限性。
分析方法是根据一定的限定条件和合理假设，对研究对象进行描
述，抽象出对象的数学分析模型，并进行求解。但分析方法的有效性和
精确性受假设限制很大。而且当一个系统很复杂时，就无法用一些限制
性假设来对系统进行详细描述。实验方法是设计出实际的网络，在现实
的网络上对网络协议、行为、性能进行研究。但实验方法成本很高，重新
配置或共享资源很难，运用起来不灵活。所以需要新的研究方法，而网
络仿真方法应运而生，可以弥补前两种方法的不足。网络仿真也被称为 网络模拟，是用计算机程序对通信网络进行模型化，通过程序的运行模
拟通信网络的运行过程。通过模拟真实的应用环境来得出可靠的运行 结果和数据，也可以模拟系统的某些行为和特征。网络仿真提供了一个
方便、高效的验证和分析方法，所以在对组播的研究中使用网络仿真的
方法有很大优势。
＝、ＯＰＮＥＴ网络仿真平台
目前，相继出现了多种网络仿真工具，它们采用不同的程序设计语
言编写仿真代码，适用的研究方向、操作系统也各有不同。人们根据不
基于IP的数字电视信号监测系统构设计与实现
－ 玻术专题／／ 辩Ａ０ｊＯ＆ｒＥｔ ＥＶｌＳｌＯ｛ ｝｛～ 。 Ａ｛： 村ＮｅｔｗｏｒｋＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ／／鞲盎 ｛（｝ｓ ｝ Ｆ¨｛ ｛ 、瓤ｔ ｝。秘赫矗ｊ｛ ｊ鞭越血 。 袅；誊ｉ￡ ｛ １ｏ ）；，嘶鱼 辫矗 。 ｒ 基于＿Ｐ的数字电视信号监测系统 的设计与实现
文／国家广电总局北京地球站浮沉／／
１引言 近年来，随着我国广播电视事业的发 展，经国内上行的卫星电视广播节目越来越 多，各省市地方电视节目、数字电视等也逐 步走进千家万户，卫星广播电｝见成为我国广 播电视传输覆盖网的重要组成部分，成为广 大受众获取广播电视信息的重要渠道之一。 加强卫星广播电视及有线电视安全播出的 管理，特别是技术质量的监测工作，对于提 高广播电视技术服务质量与维护空中电波 秩序十分必要。广播电视监测系统是广播 电视播出系统不可缺少的组成部分，在新的 形势下，要求监测工作要做到更加快捷、及 时、准确、有效、全面。广播电视监测系统 已经成为安全播出保障工作的不可缺少的 重要手段。 为了能够通过总前端监管机房实现对 各个分前端平台信号的播出质量、传输质 量和播出内容进行监管以及总前端的安全 监控，并通过集中网络管理完成全网数据 摘要：本文介绍了一种基于ＩＰ的数字电视信号监测系统，详细讲述了 该系统架构、基本组成以及各个模块的功能，并对系统所具有的特点 进行了分析。 关键词：数字电视信号监测系统设计特点 的采集、汇总和分析，建设一个可运营管理 先进实用的ＤｖＢ监管平台是十分重要的。 ２系统设计和主要功能 图１为ＤＶＢ—Ｓ卫星数字电视监测系统 架构图。该系统从功能上可划分为：信号接 收子系统、转码存储子系统、音视频监测 显示子系统、管理子系统和数据库子系统 等模块。 ２。１信号接收子系统 信号接收子系统将接收到的ＡＳＩ信号 （加密或未加密），经过专用的ＡＳＩ解扰设备 进行解扰，并将解扰后的ＭＰＴＳ以ＩＰ的方式 （￣ＰＭＰＴＳ Ｏｖｅｒ ＩＰ），发送到网络中；解复用设 备将接收到的复用传输流ＭＰＴＳ转换成单路 传输流ＳＰＴｓ，以ＩＰ的方式发送到核心交换机 中（Ｉ￣ＰＳＰＴＳ Ｏｖｅｒ ＩＰ），供转码存储子系统和 监测子系统使用。 ２＿２转码子系统 转码子系统采用专用的转码服务器，
一种视频服务器的设计与实现
第３０卷第２期 ２００６年３月 燕山大学学报 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｙａｎｓｈａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ 、，０Ｉ＿３Ｏ Ｎｏ．２ Ｍａｒ．２００６
文章编号：１００７－７９１Ｘ（２００６）０２－０ｊ６８－０５
一种视频服务器的设计与实现
王萍 ，陈孝莲 ，林善明’，刘玉宏
（１．河海大学计算机及信息工程学院，江苏常州２１３０２２）
摘要：采用ＰＣ机、图像卡、视频切换矩阵及相应的网络技术构建视频服务器，提出基于ＩＰ组播技术的视频 服务器设计思想，利用Ｖｉｓｕａｌ Ｃ＋＋Ｉ｛］的多线程设计和ＷｉｎＳｏｃｋ套接字编程，设计并实现了基于ＩＰ组播技术的视 频服务器。
关键词：视频服务器；ＩＰ组播：Ｗｉｎｓｏｃｋ
中图分类号：ＴＰ３９１ 文献标识码：Ａ
０引言
随着网络和通信技术的发展，目前视频监控技
术已经发展到数字化网络监控阶段，应用领域涉及
各个方面。在当前网络视频监控系统设计中，常采
用国外视频服务器产品，路数少且价格昂贵。而在
实际工程设讨．中，往往需要监控多个观测点，整个
系统造价太高，而且操作需要专业培训，使用和维
护都带来不便。为此，本文提出采用ＰＣ机、图像
卡、视频切换矩阵及相应的网络技术构建视频服务
器，利用Ｖｉｓｕａｌ ｃ＋＋中的多线程设计和Ｗｉｎｓｏｃｋ套
接字编程，设计并实现了基于ＩＰ组播技术的视频
服务器，运行结果表明图像清晰稳定。
１视频服务器网络模型的构建
视频服务器在设计中采用的是客户机／服务器
（Ｃｌｉｅｎｔ／Ｓｅｒｖｅｒ）网络通信模式，如图１所示。由客
户端向视频服务器提出请求，视频服务器对请求做
出确认响应并执行相应的任务，例如向客户端发送
组播地址、图像格式、压缩格式等，建立连接后计
算机用户就可在客户终端监控各个远程监测点，客
户终端接收远程监控点传来的视频信息，并可以向
服务器传送控制命令，如图像信号切换、摄像机转
动等，视频服务器根据用户要求向当前设备发出控
IP组播技术在视频监控系统中的应用
太原科技 文章编号：１００６－４８７７（２００８）１１－００３３—０２ ２００８年第１ １期 受０ 凰黜 ｓ＠０ 匿＠∞ 。。强孽强螺叠蕞｜§ｇ囊镑§ 琶§｜§｜臻 嚣譬秘ｌ臻ｌ臻赣爨囊鼙强 舞§罄鬻｜ 研究与探■ ｌ Ｐ组播技术在视频监控系统中的应用 牛文峰 （山西金融职业学院，山西 太原０３０００８） 摘要：介绍了一种ＩＰ组播的网络技术，分析了其工作机理及技术前提条件。并提供了使用Ｗｉｎｄｏｗｓ Ｓｏｃｋｅｔｓ加入组播组后进行发送、接收组播数据包的一整套方法。结合开发实例，阐述了使用ＩＰ组播 技术在网络视频监控系统中视频远程传输的设计思想和实现方法。 关键词：ＩＰ组播；远程监控；Ｗｉｎｓｏｃｋ；套接字 中图分类号：ＴＰ３１９ 文献标志码：Ａ ＩＰ网络有单播（ｕｎｉｃａｓｔ）、广播（ｂｒｏａｄｃａｓｔ）和 组播（ｍｕｌｔｉｃａｓｔ）３种数据传输方式。单播是点对 点的通信方式，发送时延大，而且随着监控站点数 量的增加 时延会迅速延长。广播是“一对所有” 的通信方式，但广播通信容易引起网络阻塞。广播 数据不能越过路由器．同时它没有权限设置，不利 于网络维护。组播是“一对多”的通信方式，是让 数据从一个成员送出，然后复制给其他多个成员的 技术．即在一个网络内的工作站中，只有符合条件 的成员才能获得组播数据。采用组播技术可以减少 不必要的重叠发送．与单播或广播相比，减轻了系 统和网络的负担，提高了ＣＰＵ资源和网络带宽的 利用率，避免了资源的无谓浪费。 １ ＩＰ组播技术 ＩＰ组播采用主机组模式，它是用一个特殊的ＩＰ 地址来标志一组目标主机。ＩＰ组播通信的节点加入 同一个组后，由一个节点发出的任何数据均会一模 一样地复制一份发送给组内的每个成员．甚至包括 始发数据的那个节点（如果允许内部回送）。 目前．ＩＰ几乎成为数据通信和网络互联的最低 一致协议．ＩＰ协议中的ＩＰ组播对互联网络中的不 同硬件组播地址进行了抽象，形成了一个可跨越局 域网的一致组播接口。在物理网络上，它能充分利 用硬件的组播特性。在广域网通信上，它可以利用 ＤＶＭＲＰ，ＭＯＳＰＥ，ＣＢＴ或ＰＬＭ的路由协议，能保 证在一条物理链路上始终只有一个数据拷贝，从而 大大节约了带宽。ＩＰ组播通信方式符合多点、多网 络平台和可扩展性的视频监控要求，从而实现跨越 网段的远程视频监控。同单播和广播相比，组播效 收稿日期：２００８—０９—０９；修回日期：２００８—１０—１０ 作者简介：牛文峰（１９７５一），女，山西交城人。１９９６年７月毕 业于山西大学，讲师。 ・３３・ 率非常高，因为任何给定的链路最多用一次，可以 节省网络带宽和资源。ＩＰ组播能够有效地节省网络 带宽和资源，管理网络的增容和控制开销，大大减 轻发送服务器的负荷，从而高性能地发送信息［１］。 另外，组播传送的信息能同时到达用户端，时延 小．且网络中的服务器不需要知道每个客户机的地 址。所有的接收者使用一个网络组播地址，可实现 匿名服务，并且ＩＰ组播具有可升级性，与新的ＩＰ 和业务能兼容。 ２实现ｌＰ组播的条件 如果要将组播通信应用在视频网络中，网络里 的发送和接收主机、网络路由器以及它们之间的网 络结构都必须支持组播。防火墙也要设置成允许组 播通过。主要包括：主机的ＴＣＰ／ＩＰ协议实现支持 发送和接收ＩＰ组播；主机的网络接口支持组播； 有一套用于加入、离开、查询的组管理协议，即 ＩＧＭＰ协议：有一套ＩＰ地址分配策略，能将第三层 ＩＰ组播地址映射到第二层ＭＡＣ地址：支持ＩＰ组播 的应用软件：所有介于ＩＰ组播源和接收者之间的 路由器、集线器、交换机、ＴＣＰ／ＩＰ协议栈、防火墙 均需支持ＩＰ组播。 ３ ＩＰ组播管理中存在的问题和对策 组播协议中没有提供用户认证的支持．用户可 以随意加入一个组播组。并可以任意地离开。组播 源无法知道用户何时加人、何时退出，无法统计出 某个时间段网络上共有多少用户在接收组播数据。 组播源也缺少有效的手段控制组播信息在网络上的 传送方向和范围。另外，组播协议在安全上也没有 提供可靠的保证。在组播系列协议中缺少对组播源 可靠的控制，同样也无法对用户进行有效地控制。 在一个支持组播的网络中，存在组播数据的冲突问 题，也存在非法组播源传播问题。因此，视频网络
IP多播的原理
IP组播的原理
传统数据传输有两种方式：单播、广播。单播传输在发送者和每个接收者之间实现点对点网络连接。如果一个发送者同时给多个接收者传输相同的数据，必须相应的复制多份相同的数据包。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。广播传输是指在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。不论这些主机是否乐于接收该数据包，这样做就会造成了带宽的浪费和主机的资源浪费，还可能由于路由回环引起严重的广播风暴。所以广播的使用范围非常小．只在本地子网内有效。
IP组播是利用一种协议将IP数据包从一个源传送到多个目的地．将信息的拷贝发送到一组地址．到达所有想要接收它的接收者处。IP组播是将IP数据包”尽最大努力”传输到一个构成组播群组的主机集合，群组的各个成员可以分布于各个独立的物理网络上。IP组播群组中成员的关系是动态的．主机可以随时加入和退出群组，群组的成员关系决定了主机是否接收送给该群组的组播数据包，不是某群组的成员主机也能向该群组发送组播数据包。同单播和广播相比，组播效率非常高。在组播方式中．无论一个组播组中有多少成员，在整个网络的任何一条线路中都只传送单一备份的数据包，这样，组播的方式就可以大大地节省带宽，提高数据的传送效率，减少了网络出现拥塞的可能性。
IP组播技术的特点
群地址：在组播网中，每个组播群组拥有唯一的组播地址(D类地址)，一部分IP组播地址是由Internet管理机构分配的，其它的组播地址作为暂时地址被用户使用；组播数据包可以送到标识目的组机的组地址 ，发送者不必知道有哪些组成员，它自己不必是组成员，对组成员中的主机的数目和位置也没有限制。主机不需和组成员以及发送者商量，可以任意加入和离开组播组；使用组地址，不必知道主机指定的位置，可以找到具有此组播地址的任何资源和服务器，在动态变化的信息提供者中搜寻到需要的信息，或者发布信息到任意大小的可选用户群。
应用层组播的研究与算法实现
第２９卷
ＶＯ１．２９ 第２０期
ＮＯ．２０ 计算机工程与设计
Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｄｅｓｉｇｎ ２００８年１０月
０ｃｔ．２００８
应用层组播的研究与算法实现
陈 波， 陈世平
（上海理工大学计算机工程系，上海２０００９３）
摘 要：引入了组播的概念，并对传统的ＩＰ组播作了一个简要的概述及总结归纳。然后引入应用层组播的概念，并对应用层
组播的研究现状和主要的研究方法进行了详细的介绍和评述。特别是对应用层组播中所使用的几个关键技术和在该领域中 所经常采用的一些算法，进行了深入的探讨和细致的总结。同时也介绍了目前在应用层组播研究领域中所遇到的几个主要
问题，比如流量控制和拥塞控制，并提出了相应的解决方案。在介绍应用层组播的同时，与传统的ＩＰ层组播进行了比较，给
出了两者之间存在的差别。最后，提出了一套对应用层组播算法进行评价的评估体系。 关键词：组播；应用层组播；ＩＰ组播；Ｐ２Ｐ；流量控制
中图法分类号：ＴＰ３９３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０００—７０２４（２００８）２０—５１９５．０４
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｎ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｌａｙｅｒ ｍｕｌｔｉｃａｓｔ
ＣＨＥＮ Ｂｏ． ＣＨＥＮ Ｓｈｉ—ｐｉｎｇ
（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆＳｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００９３，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｐｔ ｏｆｍｕｌｔｉ－ｃａｓｅ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ａｎｄ ａ ｑｕｉｃｋ ｒｅｖｉｅｗ ｏｆｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ＩＰ ｌａｙｅｒ ｍｕｌｔｉ—ｃａｓｅ ｉｓ ｇｉｖｅｎ．Ａｆｔｅｒ ｔｈａｔ，ａ ｄｅｔａｉｌｅｄ ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｔｏ ＡＬＭ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｌａｙｅｒ ｍｕｌｔｉｃａｓｔ）ｏｎ ２ ｍａｉｎ ｐｏｉｎｔｓ ｉｓ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ：Ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃ ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ｉｔｓ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｒｅａｌ— ｗｏｒｌｄ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ．Ｗｉｔｈｉｎ ｔｈｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，ｉｔ ｈａｓ ｃｏｖｅｒｅｄ ｓｅｖｅｒａｌ ｏｆｔｈｅ ｍｏｓｔ ｐｏｐｕｌａｒ ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ ｔｈａｔ ａｒｅ ａｄｏｐｔｅｄ ｉｎ ＡＬＭ ａｎｄ ａｌｓｏ
校园网IPv6方案的设计与实现
校园网IPv6方案的设计与实现
1绪 论 2
1．1什么是IPv6 2
1．2IPv6和IPv4的区别 2
1．3IPv6的几种关键技术 2
1 路由转发技术 3
2 应用支持IPv6的技术 3
3 IPv6过渡技术 3
2校园网应用特点及需求分析 4
2．1校园网应用特点 4
2．2校园网IPv4网络现状分析 4
2．4 IPv6校园网系统建设目标 5
2．5 园区网IPv6 典型组网模型 6
2．5．1升级现有IPv4 网络 6
2．5．2 新建IPv6 网络 7
2.5.3 远端IPv6 节点接入 8
3 IPv6校园网建设方案 9
3．1 XX校园网应用需求分析 9
3．1．1学校网络现状 9
3．1．2 新校区网络需求分析 9
3．2方案拓扑设计 10
3．3 IPv6网络细化结构设计 10
3．3 IPv6网络管理设计 11
3．4 IPv6网络三层设计 11
4 方案分析 12
4．1 IPv6校园网投资回报分析 12
4．2 IPv6校园网方案特点分析 12
5 测试系统 12
测试原理 12
系统简介 13
测试结果 14
6 总结 14
致 谢 14
参考书目 14
1绪 论
1．1什么是IPv6
IPv6是Internet Protocol Version 6的缩写，其中Internet Protocol译为“互联网协议”。IPv6是IETF（互联网工程任务组，Internet Engineering Task Force）设计的用于替代现行版本IP协议（IPv4）的下一代IP协议。目前的全球因特网所采用的协议族是TCP/IP协议族。IP是TCP/IP协议族中网络层的协议，是TCP/IP协议族的核心协议。
目前IP协议的版本号是4（简称为IPv4），它的下一个版本就是IPv6。IPv6正处在不断发展和完善的过程中，它在不久的将来将取代目前被广泛使用的IPv4。 1．2IPv6和IPv4的区别
基于IP组播的分布式数字视频监控系统
基于IP组播的分布式数字视频监控系统
徐进
【期刊名称】《计算机工程》
【年(卷),期】2003(029)011
【摘 要】提出并实现了一种先进的基于IP组播的分布式数字视频监控系统.该系统采用IP组播技术实现监控视频的多点传输,可以大大节省网络带宽资源,提高数据传送的效率.同时,该系统引入专门的视频调配服务器来有效地控制和调配监控视频的接入和访问服务,保证网络不至于因视频接入的无限制增加而造成整个网络拥塞的发生,确保了整个系统运行的安全可靠.该系统另外一个显著的特点是在其网络客户端采用了微软公司的DirectShow技术来实现MPEG-1视频流的解码回放.
【总页数】3页(P134-136)
【作 者】徐进
【作者单位】四川大学计算机学院,成都,610064
【正文语种】中 文
【中图分类】TP393.09
【相关文献】
1.面向分布式监测诊断系统的基于IP组播通讯技术研究 [J], 陈理纲;杨世锡
2.基于IP组播数字视频监控系统设计 [J], 吴学勇;过润秋
3.基于IP组播与MPEG-4的数字视频监控系统在电力系统中的应用 [J], 王先来
4.基于UDP和IP组播的分布式运算框架的研究 [J], 牛昆亮;顾建明;曹永恒; 5.基于IP组播的分布式系统在电力应急\r指挥中心的应用 [J], 王琴;梁文武;徐彪;周梦祺
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