tcp/ip傳送方式有三種：單播，廣播，組播
2012-03-09 09:28:42
分類：
tcp/ip傳送方式
組播技術是tcp/ip傳送方式的一種。在我們討論組播技術之前先來看看
tcp/ip傳送方式。tcp/ip傳送方式有三種：單播，廣播，組播。
單播（unicast）傳輸：在傳送者和每一接收者之間需要單獨的資料通道。 如果一台主機同時給很少量的接收者傳輸資料，一般沒有什麼問題。但如果有大量主機希望獲得資料報的同乙份拷貝時卻很難實現。 這將導致傳送者負擔沉重、延遲長、網路擁塞；為保證一定的服務質量需增加硬體和頻寬。
組播（multicast）傳輸：它提高了資料傳送效率。減少了主幹網出現擁塞的可能性。組播組中的主機可以是在同乙個物理網路， 也可以來自不同的物理網路（如果有組播路由器的支援）。
廣播（broadcast）傳輸：是指在ip子網內廣播資料報，所有在子網內部的主機都將收到這些資料報。 廣播意味著網路向子網主機都投遞乙份資料報，不論這些主機是否樂於接收該資料報。然而廣播的使用範圍非常小， 只在本地子網內有效，因為路由器會封鎖廣播通訊。廣播傳輸增加非接收者的開銷。
二、組播技術
2.1、組播技術的原理
組播是一種允許乙個或多個傳送者（組播源）傳送單一的資料報到多個接收者（一次的，同時的）的網路技術。 組播源把資料報傳送到特定組播組，而只有屬於該組播組的位址才能接收到資料報。組播可以大大的節省網路頻寬， 因為無論有多少個目標位址，在整個網路的任何一條鏈路上只傳送單一的資料報。 它提高了資料傳送效率。減少了主幹網出現擁塞的可能性。組播組中的主機可以是在同乙個物理網路， 也可以來自不同的物理網路（如果有組播路由器的支援）。
其網路模型如下圖所示：
2.2、實現組播技術的前提條件
實現ip組播傳輸，則組播源和接收者以及兩者之間的下層網路都必須支援組播。這包括以下幾方面：
* 主機的tcp/ip實現支援傳送和接收ip組播；
* 主機的網路介面支援組播；
* 有一套用於加入、離開、查詢的組管理協議，即igmp（v1,v2）；
* 有一套ip位址分配策略，並能將第三層ip組播位址對映到第二層mac位址；
* 支援ip組播的應用軟體；
* 所有介於組播源和接收者之間的路由器、集線器、交換機、tcp/ip棧、防火牆均需支援組播；
2.3、組播位址
， 主機應能同時接收單播和組播資料，這意味著主機需要多個ip和ethernet位址。 ip位址方案專門為組播劃出乙個位址範圍，在ipv4中為d類位址，範圍是224.0.0.0到239.255.255.255， 並將d類位址劃分為區域性鏈結組播位址、預留組播位址、管理許可權組播位址。
d類位址的最後28位元沒有結構化，即沒有網路id和主機id之分。響應某乙個ip多播位址的主機構成乙個主機組，主機組可跨越多個網路。主機組的成員 數是動態的，主機可以通過igmp協議加入或離開某個主機組。ip多播位址影射到乙太網位址的方法見下圖。因為ip多播位址的高5位未影射，因此，影射的 乙太網位址不是唯一的，共有32個ip多播位址影射到乙個乙太網位址。
2.4、組播協議：
組播協議主要包括組管理協議（igmp）和組播路由協議（密集模式協議（如dvmrp，pim-dm）、稀疏模式協議（如pim-sm，cbt） 和鏈路狀態協議（mospf））
* 組管理協議igmp
主機使用igmp通知子網組播路由器，希望加入組播組；路由器使用igmp查詢本地子網中是否有屬於某個組播組的主機。
* 加入組播組
當某個主機加入某乙個組播組時，它通過「成員資格報告」訊息通知它所在的ip子網的組播路由器，同時將自己的ip模組做相應的準備， 以便開始接收來自該組播組傳來的資料。如果這台主機是它所在的ip子網中第一台加入該組播組的主機， 通過路由資訊的交換，組播路由器加入組播分布樹。
* 退出組播組
在igmp v1中，當主機離開某乙個組播組時，它將自行退出。組播路由器定時(如120秒) 使用「成員資格查詢」 訊息向ip子網中的所有主機的組位址（224.0.0.1）查詢，如果某一組播組在ip子網中已經沒有任何成員， 那麼組播路由器在確認這一事件後， 將不再在子網中**該組播組的資料。與此同時，通過路由資訊交換， 從特定的組播組分布樹中刪除相應的組播路由器。 這種不通知任何人而悄悄離開的方法， 使得組播路由器知道ip子網中已經沒有任何成員的事件延時了一段時間，所以在igmp v2.0中，當每乙個主機離開某乙個組播組時， 需要通知子網組播路由器，組播路由器立即向ip子網中的所有組播組詢問，從而減少了系統處理停止組播的延時。
* 組播路由協議
要想在乙個實際網路中實現組播資料報的**，必須在各個互連裝置上執行可互操作的組播路由協議。 組播路由協議可分為三類：密集模式協議（如dvmrp，pim-dm）、稀疏模式協議（如pim-sm，cbt） 和鏈路狀態協議（mospf），下面分別介紹各個協議的工作原理。
* 距離向量組播路由協議（distance vector multicast routing protocol：dvmrp）
dvmrp由單播路由協議rip擴充套件而來，兩者都使用距離向量演算法得到網路的拓撲資訊，不同之處在於rip根據路由表前向**資料， 而dvmrp則是基於rpf。為了使新加入的組播成員能及時收到組播資料，dvmpr採用定時傳送資料報給所有的lan的方法， 然而這種方法導致大量路由控制資料報的擴散，這部分開銷限制了網路規模的擴大。另一方面，dvmrp使用跳數作為計量尺度， 其上限為32跳，這對網路規模也是乙個限制。目前提出了分層dvmrp，即對組播網路劃分區域， 在區域內的組播可以按照任何協議進行，而對於跨區域的組播則由邊界路由器在dvmrp協議下進行，這樣可大大減少路由開銷。
* 開放式組播最短路徑優先協議（multicast open shortest path first：mospf）
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