內容摘要:本文比較了單播、廣播、組播三種通訊方式,著重簡介了組播技術的各個組成部分,及組播技術的應用。
關鍵字:組播,
igmp
一.引言
近年來,隨著
二.單播、廣播和組播
ip通訊的乙個領域是單播。傳統的點對點單播通訊,在傳送方和每一接收方需要單獨的資料通道。在這種通訊方式下,源ip主機向指定的目標ip主機傳送資訊包。ip資訊包中的目標位址就是ip網路中惟一的主機位址。從一台主機送出的每個資料報只能傳送給乙個目標主機,通過路由器或交換機將這些ip資訊包從源主機傳送到目標主機。在源主機和目標主機之間的路徑上的每乙個路由器都維護由單播路由協議生成的單播路由資訊庫,並根據資料報中的ip目標位址在單播路由資訊庫中查詢單播包**路徑。這種傳送方式稱為單播。 在
ip通訊另乙個領域是廣播。在這裡,源主機向乙個網段中的所有ip主機傳送ip資訊包。ip網路的主機(包括路由器)都能識別以ip廣播位址作為目標位址的資訊包,乙個子網中的所有ip主機都接收位址為本子網的廣播位址的資訊包。除非特別配置,路由器一般不會**ip廣播資訊包,這樣,ip廣播通訊通常被限制在本地的子網內。
對於有些應用,傳送者只希望一部分主機接收資訊,這樣的單源、多目的的通訊方式成為多點通訊,通常只在分叉的時候複製資訊,又稱為組播(
multicast)。
三.特定應用領域內組播的優勢
單播、廣播和組播各有各的應用領域。但只希望一部分主機接收資訊時,組播是相對較好的解決方案。
在單播方式下,如果有另外的多個使用者希望同時獲得這個資料報的拷貝是不可能的。傳送資訊的主機必須向每個希望接收此資料報的使用者傳送乙份單獨的資料報拷貝。這種巨大的冗餘會帶來很大的代價,首先,會給傳送資料的源主機帶來沉重的負擔,因為它必須對每個要求都做出響應,這使得負擔過於沉重主機的響應會大大延長。其次對路由器和交換機的效能也提出了更高的要求,管理人員被迫購買必要的硬體和頻寬來保證一定的服務質量。
而廣播的主要的缺點就是每個廣播都要傳送資料至所有機器,消耗了所有機器上的資源,即使資料要被網路中大多數機器所丟棄。
組播允許路由器一次將資料報複製到多個通道上。採用組播方式,單台伺服器能夠對幾十萬臺主機同時傳送連續資料流而無延時。組播發送方只要傳送乙個資訊包而不是很多個,所有目的地同時收到同一資訊包,更及時,更同步,可以把資訊傳送到任意不知名目的地,能減少網路上傳輸的資訊包的總量。網路成本變得相當低廉,可達到從未有過的傳送能力。
ip組播通訊介於ip單播和ip廣播通訊之間,並且能使主機傳送ip資訊包到ip網路中任何一組特定的主機上。這些主機都具有一種特定的ip位址,稱之為ip組播組位址。組播使用d類ip位址。支援組播的路由器會**ip組播資訊包至所有具有該組播位址的主機的介面上。
單播傳輸中,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。廣播傳輸中,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。而在組播傳輸中,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)。
四.實現組播的前提條件
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協議棧、防火牆均需支援組播。
五.internet組管理協議(igmp)
igmp定義了主機如何告訴網路它是某一多播組的成員。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。
六.組播技術的應用
使用 a)
資訊發布:
ip組播使得在公司內部的大量主機中發布資訊成為可能。 b)
c)遠端學習:
ip組播可以在公司內部的乙個或多個站點將培訓材料同時傳送給數千名員工,學員可以分布在世界各地。
七.結束語
雖然ip組播的概念很早就被提出,但是直到現在它的能力才被充分認識。目前組播技術應用的增長十分快速,而且這種趨勢正在加快,但是ip組播仍然是一項新出現的技術,雖然組播具有很大的優點和長處,但是和所有新技術一樣有其自身的侷限性和一些問題,因此在組播領域還需要進行大量的工作。 隨著高寬頻多**應用的迫切需求、
isp、icp對ip組播網路的支援、裝置提供商的投入、各種專業組織的介入,ip組播技術必然有著廣闊的發展前景。
八.參考文獻
1. 史忠植 高階計算機網路 電子工業出版社
2002
2. 謝希仁 計算機網路 大連理工大學出版社
2000
3. 胡道元 計算機網路 清華大學出版社
1999
4. 田紅鵬 組播路由協議
www.ccw.com.cn
組播技術概論
一.組播技術的前景及應用 二.組播的體系結構 組播協議分為主機 路由器之間的組成員關係協議和路由器 路由器之間的組播路由協議。組成員關係協議包括igmp 互連網組管理協議 組播路由協議分為域內組播路由協議及域間組播路由協議。域內組播路由協議包括pim pim dm dvmrp等協議,域間組播路由協議...
Android 組播技術學習
這次因為工作需要,要學習很多的通訊協議和連線方式,所以將學到的一些知識寫下來。根據我最近查到的知識,我來大致將我的看到的寫出來,如果有不對的希望大家也可以發出來大家一起討論。傳統上的ip通訊有兩種 一種是單播,是在源主機與目的主機之間點對點的通訊,相當於我 源主機 在q上找了個人 目的主機 進行聊天...
組播技術基礎 背景
單播通訊 廣播通訊 組播通訊 不適合於大規模接受者的應用場景。如果網路中存在大規模的接收者,那麼server就不得不每次都建立大量的資料拷貝,而且每份拷貝的內容是完全相同的,只是目的ip位址各不相同,這種通訊顯然是極其低效的,同時也造成了鏈路頻寬及裝置效能的浪費。server在傳送資料前,需要明確所...