组播基本概念

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本文分享自天翼云开发者社区《组播基本概念》,作者:zzz

概述:

组播传输作为IP数据传输的三种方式之一 ,是指接收者的数量和位置在源端主机不知道的情况下,仅由源发出一份组播报文,向目标组播IP地址发送数据的过程。其特点有:

1、组播实现点到多点的高效数据传输。(通常基于UDP)
2、组播可以有效节约带宽、降低网络负载。(按需发送,不会和广播一样只会泛洪,减少了对链路带宽的浪费)
3、组播广泛应用于多媒体直播、在线会议、股票金融等场景。

对比三种IP网络中的传输方式:

单播:
采用单播方式时,网络中传输的信息量与需要该信息的用户量成正比。当需要该信息的用户数量较大时,信息源需要将多份内容相同的信息发送给不同的用户,这对信息源以及网络带宽都将造成巨大的压力。由此可以看出,该传输方式不利于信息的批量发送,只适用于用户稀少的网络。

广播:
采用广播方式时,不需要接收信息的主机也将收到该信息,这样不仅信息的安全性得不到保障,而且会造成同一网段中信息泛滥。由此可见,该传输方式不利于与特定对象进行数据交互,并且还浪费了大量的带宽。

组播相对单播和广播的优势:

相比单播,由于被传递的信息在距信息源尽可能远的网络节点才开始被复制和分发,所以用户的增加不会导致信息源负载的加重以及网络资源消耗的显著增加。
相比广播,由于被传递的信息只会发送给需要该信息的接收者,所以不会造成网络资源的浪费,并能提高信息传输的安全性。

组播网络架构

组播网络架构分为三个部分:组播源、组播接收者、组播组

组播源:组播流量发送源,多媒体服务器即为组播发送源,组播源无需任何组播协议,只需将组播报文发送出来;

组播接收者:接收特定组播组流量的终端,组播接收者也叫组播组成员;

组播组:组播域中,一组发送和接收相同组播报文的资源组成一个组播组,采用一个特定的组播IP地址标识的群组。

组播报文

组播报文在传输层通常采用UDP封装,在网络层采用IP封装;

组播路由协议

常见的组播路由协议有PIM、MOSPF、MBGP等,组播路由协议主要功能之一是在网络中形成一颗无环的树,它被称为组播分发树,树便是组播流量的传输途径,而树的末梢就是组播组的接收者所在的网段,组播路由协议除了需要形成无环树,还需要罐组组播报文转发过程中的放环问题,它必须有相应的机制确保组播报文在正确的接口上到达,并从正确的接口转发出去。

组播IP地址

在IPV4地址空间中,A、B及C类IP地址用于单播通信,它们一般用于设备的某个接口,而组播地址为D类地址,由IANA(互联网数字分配机构)规定,D类(224.0.0.0/4)用于组播通信,它的范围是224.0.0.0~239.255.255.255。组播地址不可以作为源地址使用,只能作为目的地址使用,也就是说,它不能分配给主机设备等,也不可以进行子网划。
组播地址分类:

1、224.0.0.1为所有节点组播地址

2、224.0.0.2为所有路由器组播地址

3、224.0.0.5为所有OSPF路由器组播地址

4、224.0.0.6为所有OSPF DR组播地址

5、224.0.0.9为所有RIPv2路由器组播地址

6、224.0.0.13为所有PIMv2路由器组播地址

7、224.0.0.18为VRRP组播地址

8、224.0.1.0~231.255.255.255 , 233.0.0.0-238.255.255.255为D类IP地址临时组地址,这种组播地址全局有效

9、232.0.0.0~232.255.255.255 为SSM(特定源组播)组地址

10、239.0.0.0~239.255.255.255 为本地管理组地址。

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