【2022争霸赛*干货满满】组播协议
  

墨书 575

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当网络中部署点到多点通信应用时,若采用单播方式,网络中能够传输的信息量与需要该信息的用户量成正比。

组播概念:
(1)如何标识组播者,如何维护组播信息
(2)如何离开、加入组播;组播转发路径如何建立
组播地址:
224.0.0.1-239.255.255.255
可自由申请的部分:224.0.1.0-238.255.255.255
知名协议保留:224.0.0.1-224.0.0.255

组播模型分类:
ASM模型:任意组播源,组播接收者不能区分不同的组播源

IGM:
IGMP:工作在路由器
IMP:


(2)工作原理
路由器普遍发生查询报文,目的地址为224.0.0.1,标识同一网段内所有主机,发送间隔:60S
主机收到普遍查询报文以后,选择要加入到的组播组,并启动定时器,(0-10S随机),定时器先超时的主机回复要加入到


IGMP v2的工作原理
(1)路由器发送普遍查询报文,目的地址为224.0.0.1,不懈怠组播组地址,询问网段内是否有组播接收者
(2)希望几首组播的主机会向路由器回复成员关系回复报文(report),不希望接收组播的主机不做任何回复,回复报文
会懈怠要接收的组播组地址
(3)当某个主机要离开组播时,主动向路由器发送leave报文
(4)路由器收到leave报文后,会发送指定组查询报文,询问网段内是否还有改组播接收者
(5)仍然希望接收该组播组组播的主机会回复成员关系报告,不希望接收的则不做任何回复
(6)路由器如果收到任何一个成员关系报告,则不会对(*,G)表做任何操作;如果没有收到任何成员关系报告,则删除该组播组的
(*,G)表
(7)非查询器在105秒后没有收到查询器的普遍查询报文,则认为查询器失效,重新选举新的查询器;如果105秒内收到查询器的普遍
报文,则重新刷新计时器


IGMP v2自动选举IP地址最小的路由器作为DR,一个网段内只能允许一台路由器来转发组播,该路由器称之为查询器

IGMP v2不能区分任何组播源,仍然使用的是(*,G)表


IGMP v3
(1)路由器发送普遍查询报文,询问本网段是否有接收者
(2)希望接收组播的主机会向路由器发送成员关系报告(组播地址:224.0.22),不希望接收的主机不做任何回复,希望接收的主机
回复时会携带(组播地址、过滤模式、组播源地址)
(3)路由器收到成员关系报告后,会建立相应的组播信息表(组播组地址、过滤模式、组播源地址),也就是(S,G)表
(4)主机不希望接收某个组播源时,则发送成员关系报告,内容将不希望接收的组播源标注block,路由器收到报告后,发送指定组和
源查询报文,询问本网段中是否还有其他主机希望接收在组播源,如没有,则将该组播从组播组列表中删除,如果有,则不做任何处理
,只删除组播源并不珊瑚组播组
(5)组播组离开:
a 当某台主机不再希望接收某个组播组的组播数据时,发送成员关系报告,报告内容携带信息NULL
b 路由器收到报文,则开始发送指定组查询报文,询问本网段中是否还有其他主机希望接收该组播,如没有,则删除该组播组信息表,
如果有,则不做任何处理


组播分发树:建立了一个从组播源到多个接收者的无环的传输路径
(1)SPT:最短路径树,树根是组播源,为每个组播源分别建立一条SPT
(2)RPT:共享树,在网络中新选举出一台作为RP,树根是RP(汇聚点),所有组播源共用一个RPT

逆向检测机制:
路由器的一个接口收到组播报文,首先检查该组播源在单播路由表中的出接口是否是该接口,是则转发该接口;不是则丢弃,同时向上
要求剪枝
组播路由协议:工作在三层设备之间
组播路由协议的模式:
(1)密集模式:
a 工作在网络中有大量的接收者,一开始会发送给所有设备,不论对端设备是否需要接收,不需要接收的主机不回复任何报文
b 密集模式下,会造成一定的资源浪费

(2)稀疏模式
工作在网络中没有任何一个接收者,在有设备需要接收组播时,该设备发送请求,在下个周期发送组播给接收者


域内组播路由协议
(1)DVMRP:组播RIP
(2)MOSPF:组播OSPF
(3)PIM:协议无关组播
前两种域内组播协议规定了单播也必须是该路由协议

PIM协议
(1)PIM路由器之间发送hello报文,发现和建立邻居关系
(2)PIM通过hello报文选举DR,105秒没收到DR的报文,则认为DR失效


STP中组播分发树的建立过程:
(1)组播扩散由组播源出发,接收组播源的路由器会向其他所有路由器扩散通过了RPF检测的所有路由器将建立SG表
(2)当扩散完成以后,不需要接收的主机不会回复任何报文,没有收到主机回复报文的路由器会向上游路由器发送剪枝报文


STP中组播分发树存在的问题:
(1)当一个网段内由多台下游路由器,某一台路由器发送了剪枝报文,那么其他路由器也会被剪掉,通过加入机制来解决问题
        加入机制:主动向上游路由器发送加入报文,收到加入报文的路由器不会对该接口做任何修改。
(2)IGMP SNOOPING用来解决需要接收和不需要接收的主机/路由器


嫁接过程:
当网络中有新的接收者需要接收组播,不选等到下个扩散周期,立即发送IGMP报文,收到该报文的路由器会主动向上游路由器
发送嫁接报文,形成新的SG表,上游路由器会回复graft ack报文,重新设置出接口

STP是一种“推”模式,在组播的扩散和剪枝的报文的过程中,会造成不必要的资源浪费

断言机制:当一个网段中出现多个组播路由器,必须选出唯一的路由器作为组播转发者,通过对比IP地址,选择IP地址较小的
作为转发者

状态刷新机制:在网络中没有存在变化的情况下,PIM邻居会每隔1分钟向邻居发送状态刷新,收到该刷新的路由器会将自己的
剪枝状态重置至3分钟


PIM的稀疏模式:
(1)在网络中选举出一台RP(汇聚点)
(2)拥有接收者的路由器一RP作为目的地,逐跳向上游发送加入报文,收到该加入报文的路由器会建立(*,G)表,把RP所在
网段对应的单播路由表的出接口设置为(*,G)表的入接口,收到加入报文的接口设置为出接口,最终形成以RP到接收者的RPT
(3)组播源把第一个组播报文封装为单播数据帧以注册的形式发送给RP
(4)RP收到注册报文以后,会以组播源为目的,逐跳向上发送加入报文,收到加入报文的路由器会建立SG表项,把组播源所在
网段单播路由表的出接口设置为SG表的入接口,收到加入报文的接口设置为出接口。最终形成组播源到RP的SPT,同时,RPhi向组
播源发送停止注册报文,组播源收到停止注册报文以后,便不再以单播的形式发送组播报文
(5)RPT向SPT的转换,当接收者收到组播源的注册后

打赏鼓励作者,期待更多好文!

打赏
3人已打赏

339015 发表于 2022-10-22 04:10
  
感谢楼主分享,文章介绍了组播协议相关概念,期待更多分享
科思哲 发表于 2022-10-28 11:10
  
学习一下,感谢楼主分享!!!!
奔走的公牛 发表于 2022-11-17 09:52
  
学习一下,感谢楼主分享
新手719320 发表于 2022-11-18 11:18
  
每天学习一点新知识,谢谢分享
唐三平 发表于 2022-12-14 17:09
  
感谢楼主分享,文章介绍了组播协议相关概念,期待更多分享
嘀嘀柠柠 发表于 2023-4-6 09:52
  
学习一下,感谢楼主分享!!!!
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