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多播在歷史上已不只一次成為時髦用語。IP多播指的是一個發(fā)送者向多個接收者發(fā)送數(shù)據(jù)，但只需發(fā)送一份數(shù)據(jù)副本。多播對流媒體非常有用，所以我們來研究一下它的工作原理。 多播很象廣播，多播數(shù)據(jù)被分配一些特定的地址。兩者的區(qū)別在于，一些多播地址可以被路由，并使用在Internet上。IANA(Internet地址分配機構(gòu))為多播預(yù)留的地址空間是224.0.0.0/4，我們現(xiàn)在不再說“D類”地址了。224/4的地址范圍是從224.0.0.0一直到239.255.255.255。 多播比廣播更具效率，因為廣播數(shù)據(jù)包必須由本地鏈路上每臺電腦接收，而每個操作系統(tǒng)都會生成一個中斷，以便對收到的數(shù)據(jù)包進(jìn)行檢查，這個過程中通常會復(fù)制一些數(shù)據(jù)。而在多播時，網(wǎng)卡并不會接收這些數(shù)據(jù)包，除非它被告知需要接收。 缺省情況下，啟用了多播功能的網(wǎng)絡(luò)接口卡(NIC)在引導(dǎo)時只會偵聽224.0.0.1上的數(shù)據(jù)，這個地址被賦給了“該子網(wǎng)上的所有系統(tǒng)”。是的，這與廣播非常相似，事實上很多人認(rèn)為廣播就是多播的一種特殊情況。 通過設(shè)置網(wǎng)卡是否忽略多播內(nèi)容，多播可以選擇傳送的目的對象，這是本地鏈路的工作方式，但I(xiàn)nternet是怎樣做的呢?如果有人想通過多播向非洲傳送一個名人孩子出生的流數(shù)據(jù)，我們并不想讓Internet上的每一臺路由器都消耗帶寬把它傳送到每臺電腦。除了通過設(shè)置本地NIC做出決策外，還有一些多播路由機制可以“修剪”某些子網(wǎng)。如果你的網(wǎng)絡(luò)中沒有人想看這些信息，那么就沒有理由讓它進(jìn)入你的網(wǎng)絡(luò)。 那些對這一信息感興趣的人可以運行一個特別的程序，該程序會依次告訴NIC去加入一個多播組。NIC利用Internet組管理協(xié)議(IGMP)提醒本地多播路由器，它想加入一個特定的組。不過這只能單向?qū)崿F(xiàn)（只能接收多播數(shù)據(jù)）。如果有人想發(fā)送和接收多播的信息，那么IP層就需要更高的技巧。為了發(fā)送數(shù)據(jù)，IP協(xié)議會把一個IP地址映射到一個以太網(wǎng)地址上，并把它告訴網(wǎng)卡驅(qū)動程序，以便用另一個MAC(媒體訪問控制)地址配置網(wǎng)卡。 IGMP本身非常簡單。它與ICMP(Internet控制消息協(xié)議)很相似，因為它也用到了IP層，只不過協(xié)議號碼不同而已。IGMP協(xié)議頭只包含4個內(nèi)容:版本號、類型、校驗和，以及要加入的組(即多播地址)。當(dāng)數(shù)據(jù)包被發(fā)送出去的時候，多播路由器就知道了至少有一臺主機有興趣接收數(shù)據(jù)包，以獲得一個特定的多播地址?，F(xiàn)在這臺路由器必須以某種方式和其它路由器進(jìn)行多播路由，以便獲得所需的數(shù)據(jù)。 現(xiàn)在事情變得有趣了，今天我們要談?wù)搸追N多播路由機制:DVMRP和PIM。這里稍事停頓一下，你要知道即使到了現(xiàn)在，多播技術(shù)仍然尚未被廣泛支持，這一點很重要。在過去只有一個mbone即多播主干網(wǎng)絡(luò)的時候，人們通過IPIP(IP封裝IP)隧道與之相連。Unix程序mrouted可以理解DVMRP和IGMP協(xié)議，而Internet路由器卻不能?，F(xiàn)在很多希望采用多播技術(shù)的客戶仍在詢問他們的ISP，為什么某些協(xié)議不起作用。 DVMRP指的是距離向量多播路由協(xié)議，它采用IGMP子碼13，并實現(xiàn)所謂的密集泛洪(Dense Flooding)。Dense Flooding很有效，但效率不高。一臺路由器首先會向每個子網(wǎng)發(fā)送信息，然后去掉沒有多播需求的子網(wǎng)。PIM（Protocol-Independent Multicast），即協(xié)議無關(guān)多播，不依賴于單播路由機制，它在密集模式下類似于DVMRP。PIM密集模式(dense mode)本質(zhì)上和DVMRP一樣，只不過PIM采用的是IP協(xié)議103。PIM可以實現(xiàn)分支的加入、修剪和嫁接。嫁接與修剪相反:它將一條分支重新嫁接回主干網(wǎng)絡(luò)。 密集模式多播路由會由向所有人發(fā)送數(shù)據(jù)，然后修剪掉部分分支。多播分布樹總被用來代表一組路由器，當(dāng)一束分支被修剪，路由器將最終可以除去越來越粗壯的分支。如果一個AS內(nèi)沒有邊界路由器感興趣的分支，它就會向上流路由器發(fā)送一條修剪信息，從而不再浪費帶寬。 稀疏模式(sparse mode)多播路由則采用集合點(Rendezvous Point，即RP)的思想。所有的加入信息都被發(fā)送到RP的單播地址上，因此這里顯然需要懂一些優(yōu)先的概念。PIM稀疏模式操作起來也更智能一些，它利用了共享樹結(jié)構(gòu)，但是假如一臺路由器發(fā)現(xiàn)它與數(shù)據(jù)源更近，就會向上流路由器發(fā)送一條加入信息，以確保數(shù)據(jù)從最佳地址開始流動。隨后新指定的路由器成為網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)源發(fā)布點。 這一點確實不錯，只是要注意一處小細(xì)節(jié):Internet并不是垂直的樹狀結(jié)構(gòu)。企業(yè)總是想做冗余的連接，所以自然而然形成了巨大的網(wǎng)絡(luò)環(huán)路。多播技術(shù)中采用了反向路徑轉(zhuǎn)發(fā)(RPF)來確保不會產(chǎn)生環(huán)路，其基本概念是，檢驗多播數(shù)據(jù)包所到達(dá)的接口是否是距離發(fā)送者最短的單播路徑。如果不是，那么數(shù)據(jù)包就可能并非來自發(fā)送者，此數(shù)據(jù)包就會被丟棄。而如果RPF檢驗成功，數(shù)據(jù)包就會被復(fù)制然后發(fā)送給多播組里的每一個人。 多播路由協(xié)議還有很多種，如OSPF的MOSPF(多播開放最短路徑優(yōu)先協(xié)議)，不過它只能用在一個自治域內(nèi);還有BGP的BGMP(邊界網(wǎng)關(guān)多播協(xié)議)，但也從未見它實際使用。許多協(xié)議并沒有真正使用過，但人們總能產(chǎn)生諸多新鮮有趣的想法，希望使多播技術(shù)的廣為傳播能夠成為現(xiàn)實。要知道分別觀看來自一個網(wǎng)站的同一視頻是多么丟臉的一件事啊，如果我們利用多播技術(shù)讓路由器在需要的時候復(fù)制數(shù)據(jù)流就可以節(jié)省大量的帶寬了。 小結(jié) 多播協(xié)議采用特殊的地址，從一個發(fā)送者向多個接收者發(fā)送數(shù)據(jù)，且只發(fā)送一份數(shù)據(jù)副本。 主機或路由器可以通過IGMP告訴其它路由器它們有興趣從而加入多播組。 密集模式協(xié)議實現(xiàn)flood和修剪作用，而稀疏模式利用RP(反向路徑)避免不必要的floodin |
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