一、IP组播技术简介
组播技术指的是单个发送者对应多个接收者的一种网络通信。组播技术中,通过向多个接收方传送单信息流方式,可以减少具有多个接收方同时收听或查看相同资源情况下的网络通信流量。
传统的IP通信主要包括单播和广播有两种方式。对于单播和广播来说,不仅会将信息发送给不需要的主机而浪费带宽,也可能由于路由回环引起严重的广播风暴,同时还会浪费大量带宽,增加了服务器的负载。所以,传统的单播和广播通信方式不能有效地解决单点发送多点接收的问题。
IP组播是指在IP网络中将数据包发送到网络中的某个确定的组播组。IP组播是指源主机只发送一份数据,数据中的目的地址为组播地址;组播组中的所有接收者都可接收到同样的数据拷贝,并且只有组播组内的主机可以接收该数据,网络中其它主机不能收到。
IP组播有效地解决了单点发送多点接收的问题,能够大量节约网络带宽、降低网络负载。更重要的是,可以利用网络的组播特性方便地提供一些新的增值业务,包括远程医疗、网络电台、远程教育、在线直播、网络电视、视频会议等信息服务领域。
在IP多媒体业务日渐增多的情况下,随着互联网建设的迅猛发展和新业务的不断推出,IP组播有着巨大的市场潜力,组播业务也将逐渐得到推广和普及。
二、二层组播IGMP Snooping协议
IGMP Snooping称为互联网组管理协议,它是运行在数据链路层设备上的组播约束机制,主要用于管理和控制组播组。
运行IGMP Snooping的设备通过对收到的IGMP报文进行分析,为端口和MAC组播地址建立起映射关系,并根据这样的映射关系转发组播数据。当二层设备没有运行IGMP Snooping时,组播数据在二层被广播;当二层设备运行了IGMP Snooping后,已知组播组的组播数据不会在二层被广播,而在二层被组播给指定的接收者。
IGMP Snooping是通过监听IGMP协议包,提取相应的信息,形成组播成员关系表,然后对组播业务按照组成员关系进行转发,保证组成员收到正确的组播业务,而其余主机无法收到。
IGMP Snooping相对于路由器和主机是透明的,它仅仅监听两者之间的IGMP报文,来建立自己的组播成员关系表。
三、跨VLAN组播的优势
跨vlan组播技术是在现有IGMP Snooping基础上开发出来的,实现了在VLAN之间的组播,即:组播数据不受VLAN的限制,凡是该组成员,不论是否在同一个VLAN内,都可以收到该组的组播数据。
如图1所示:PC1、PC2分别位于交换机的1、2号端口,分别处于vlan1、vlan2,并同时使用了IPTV。如果PC1、PC2同时收看某个频道的节目,那么他们就处于同一个组播组,但是由于他们属于不同的VLAN,所以组播数据源和路由器、交换机都必须转发两份数据,造成了带宽浪费。
实现了跨VLAN组播功能以及组播代理功能后,服务器、路由器、交换机需要转发的组播流量就降下来了。实现了跨VLAN组播功能的交换机能够把一个组的组播数据在多个VLAN内转发,这样,交换机自身的负担就轻了。
同时在交换机上使用组播代理功能:以该交换机的管理VLAN为代理VLAN,交换机收到的所有report包都从这个VLAN发送到路由器,这样路由器就认为该组播组只存在于这一个VLAN内,它发送组播数据的时候也就只需要在一个VLAN内发送一份数据。而且组播代理功能,能够控制交换机发往路由器的report报文的数量,在指定超时时间内不重复发送,不增加路由器的负担。
四、实验部分，略
五、IPTV业务是一种新兴的多媒体业务,在广泛建设宽带网络的情况下,各运营商都要求用户的端口VLAN和组播VLAN不能是同一个VLAN,即就是所谓的跨VLAN组播,协议在单播VLAN里面传送,业务走的是组播VLAN,这样可以大量的节省局端设备上的组播VLAN的数量,同时也可以提高干线链路的带宽利用率,随着三网融合和移动互联网的发展,IPTV和移动电视业务将成为人们不可缺少的应用,在高带宽需求的情况下,使用跨VLAN组播可以提高链路的利用率,节省网络带宽。
