Chapter 15Multicasting andMulticast Routing ProtocolsChapter15Multicasting and Multicast Routing Protocols 多播和多播路由选择协议l INTRODUCTION 引言引言l MULTICAST ROUTING 多播路由选择多播路由选择l MULTICAST TREES 多播树多播树l MULTICAST ROUTING PROTOCOLS 多播路多播路由选择协议由选择协议l DVMRP 距离向量多播路由选择协议距离向量多播路由选择协议l MOSPF 多播开放最短通路优先多播开放最短通路优先l CBT 核心基干树核心基干树l PIM 协议无关多播协议无关多播l MBONE 多播主干多播主干Chapter1515.1 INTRODUCTION 引言引言l单播：一个源端，一个目的端。l多播：一个源端，多个目的端。l广播：一个源端，其他都是目的端。lInternet 明确地不支持广播，因为这会产生非常巨大地通信量，同时它所需要地带宽也是非常巨大的。l洪泛（Flooding broadcasts ）：路由器从它的所有的接口转发分组，但分组进入的口除外。洪泛提供了广播，但也产生了回路。Chapter15Unicasting在单播路由选择中，路由器只从它的一个接口转发收到的分组。在单播路由选择中，路由器只从它的一个接口转发收到的分组。Chapter15Multicasting 在多播路由选择中，路由器可以从它的多个在多播路由选择中，路由器可以从它的多个接口转发收到的分组。接口转发收到的分组。Chapter15Multicasting versus multiple unicasting多播和多个单播多播和多个单播源发端发送出单单个分组源发端发送出多多个分组Chapter15用多个单播来仿真多播是低效率的，用多个单播来仿真多播是低效率的，因为这可能会产生很大的时延，特别因为这可能会产生很大的时延，特别是对于很大的多播组。是对于很大的多播组。多播的应用：多播的应用：1.访问分布是数据库访问分布是数据库2.信息传播信息传播3.传播新闻传播新闻4.电视会议电视会议5.远程学习远程学习Chapter1515.2 MULTICAST ROUTING 多播路由选择l多播的目标：l目的端应当收到一个且仅仅是一个多播分组的副本，不允许收到多个副本。l非目的端不能收到副本。l在路由选择中必须没有回路；也就是说，一个分组通过某个路由器不能超过一次。l从源端到每一个目的端路径必须是最佳的（最短路径）Chapter15多播常用的数据结构l单播中，Internet 或部分 Internet 可以用图来表示。l多播中，Internet 或部分 Internet 可以用树来表示。l多播中用到的树：源端在树根而目的端在树叶支撑树。l最短路径支撑树：从树根到树叶的每一条路径都是可能的最短路径（按照某种度量）。Chapter1515.3 MULTICAST TREES多播树多播树l多播协议在多播是使用两种多类型的树：源端基准树（ Source-based tree ）和组共享树（ Group-shared tree ）。l源端基准树：源端和组的组合构成的树。lN个组、M个源端，有NM棵树；每一个树对应不同的源端组的组合。l组共享树：使用组共享的方法构成的树。lN个组，最多只有N棵树。Chapter15Source-based tree approach 源端基准树方法源端基准树方法Chapter15Group-shared tree approach 组共享树方法组共享树方法Chapter1515.4 MULTICAST ROUTING PROTOCOLS 多播路由选择协议多播路由选择协议Chapter1515.5 MULTICAST DISTANCE VECTOR: DVMRPlDVMRP是基于单播DVRP的扩展，必须满足：1.防止回路的生成2.防止重复，即每个网络只允许收到一个副本3.多播路径是最短路径4.能提供动态的成员关系Chapter15常用的DVMRP1.逆路径转发（RPF- reverse path forwarding ）l是一种对洪泛（ flooding）的修正（消除了洪泛的环），但RPF不能保证每个网络只收到一个副本。2.逆路径广播（RPB）l是一种对RPF的修正，指定了路由器的父路由器。3.逆路径多播（RPM）l对RPB增加了修剪（pruning）和移植（grafting），以支持动态成员关系的变化，形成使用的多播协议。Chapter15Reverse path forwarding逆路径转发逆路径转发RPF只转发最短路径端口进入的分组（与洪泛不同）只转发最短路径端口进入的分组（与洪泛不同）如何判断？（书上例1）Chapter15RPF过程过程Chapter15RPF 多副本的例子多副本的例子Chapter15RPF versus RPB通过指定父路由器，消除多副本（使图变成树）。通过指定父路由器，消除多副本（使图变成树）。指定父路由器策略：指定父路由器策略：选择到源路径最短的路由器作为父节点路由器，若选择到源路径最短的路由器作为父节点路由器，若路径相同就选路径相同就选IP地址最小的一个。地址最小的一个。该策略保证了该策略保证了RPB创建了从源端到每一个目的端的最短路径树创建了从源端到每一个目的端的最短路径树Chapter15RPF, RPB, and RPMChapter1515.6 MULTICAST LINK STATE ROUTING: MOSPFl利用OSPF原理，对每一个源/组对（source/group pair）创建一棵最小代价树。l问题：l组地址不唯一，且一台主机可属于多个组l成员关系经常改变l对多播分组用 Dijkstra 算法很花时间l解决办法：l增加一个组成员关系LSA，把主机的单播地址和组地址或主机发起的地址联系起来。由这样的数据库得到的树只包含属于一个特定组的主机。l路由器随时计算树的最小代价。Chapter1515.7 CORE-Based TREE:CBTl核心基干树（CBT）协议是组共享协议，它使用一个核心（core）路由器作为树根。每一个组使用一棵树，分组发送过程：l源端把多播分组封装在单播分组中，发往核心路由器。l核心路由器把这个单播分组拆封，转发给相关（感兴趣）的接口。l收到多播分组的每一个路由器接着再把它转发到所有“感兴趣”的接口。lAS被划分为许多区域（region），每一个区域选择一个核心路由器。Chapter15具有汇集（核心）路由器的组共享树具有汇集（核心）路由器的组共享树Chapter15向汇集（核心）路由器发送多播分组向汇集（核心）路由器发送多播分组Chapter1514.8 Protocol Independent Multicast : PIMlProtocol Independent Multicast (PIM) is the name given to two independent multicast routing protocols: Protocol Independent Multicast, Dense Mode (PIM-DM) and Protocol Independent Multicast, Sparse Mode (PIM-SM). l【协议无关多播（PIM）是两个独立的多播路由选择协议的名称：协议无关多播密集方式（PIM-DM）和协议无关多播稀疏方式（PIM-SM）。】Chapter15PIM-DMlPIM-DM用于当每个路由器都有可能参加多播的情况（密集方式）下，如局域网的环境。（采用类似广播的方式）lPIM-DM使用RPF和修剪/移植策略来处理多播。但是，它与底层的单播协议无关。lPIM-DM的工作原理类似DVMRP。Chapter15PIM-SMlPIM-SM用于当每一个路由器都较小可能参加多播的情况（稀疏方式），如在广域网环境中。lPIM-SM与CBT相似，但使用了更加简单的过程。Chapter1515.9 Multicast backbone: MBONElA multicast router may not find another multicast router in the neighborhood to forward the multicast packet. A solution for this problem is tunneling. We make a multicast backbone (MBONE) out of these isolated routers using the concept of tunneling.l【某个多播路由器在转发多播分组时可能在近邻找不到其他的多播路由器。该问题的一种解决方案就是隧道技术。我们利用隧道概念在这些孤立的路由器之外构造了一个多播主干（MBONE）。】Chapter15Logical tunneling 逻辑上的隧道逻辑上的隧道Chapter15MBONE 把把多多播播分分组组封封装装在在单单播播分分组组中中就就建建立立了了逻逻辑辑隧隧道道。Chapter15