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组播

发布时间:2016-12-3 10:23:31 编辑:www.fx114.net 分享查询网我要评论
本篇文章主要介绍了"组播",主要涉及到组播方面的内容,对于组播感兴趣的同学可以参考一下。

http://www.zte.com.cn/cndata/magazine/zte_technologies/2005/6_5/magazine/200504/t20050425_148615.html 一、 组播技术发展综述   这几年许多新的宽带业务,如VoIP、IPTV、视频会议、VOD等,带来了带宽的急剧消耗和网络拥挤。为了解决这些问题,人们提出了各种方案,主要有四种:增加互联带宽;改变网络流量结构,减轻主干网的瓶颈;应用QoS机制,保证部分应用的服务质量;采用IP Multicast组播技术。相比之下,IP组播技术具有独特的网络主干带宽不需要和用户数量的增长成正比的特点,使其成为电信运营商不增加主干网成本,从而开展新业务的首选技术。另外,将组播技术和QoS机制结合起来,将会更好地满足新业务的需求。   组播(multicast)相对于广播(broadcast)和单播(unicast)而言,是点到多点投递或者多点到多点投递。其基本思想是多个接收者可以同时接收同一个或者一组源所发出的相同数据的一个拷贝。   在组播通信中,有两种地址:IP组播地址和Ethernet组播地址。其中,IP组播地址标识一个组播组。由于所有IP数据包都封装在Ethernet帧中,所以还需要一个组播Ethernet地址。IP地址方案专门为组播划出一个地址范围,在IPv4中为D类地址,范围是224.0.0.0到239.255.255.255, 并将D类地址划分为局部链接组播地址(224.0.0.0~224.0.0.255)、预留组播地址(224.0.1.0~238.255.255.255)和管理权限组播地址(239.0.0.0~239.255.255.255)。   组播技术发展到现在,出现了相应的若干技术,有用于组播管理的协议、用于组播路由的技术、用于组播代理的技术和用于组播侦听的技术等。   1. 组播管理协议:IGMP(Internet Group Management Protocol)发展到目前已经有三个协议标准,为IGMPv1、IGMPv2和IGMPv3。实现了使用户主机通过IGMP协议报文和上层组播路由器之间进行通信,实现用户对组播组的加入、离开、信息查询等功能。目前IGMPv2是最普遍使用的协议。   2. 组播路由协议:可分为三类:密集模式协议(如DVMRP和PIM-DM)、稀疏模式协议(如PIM-SM和CBT)和链路状态协议(MOSPF)。   ● DVMRP距离向量组播路由协议由单播路由协议RIP扩展而来,两者都使用距离向量算法得到网络的拓扑信息,不同之处在于RIP根据路由表前向转发数据,而DVMRP则是基于RPF。   ● MOSPF开放式组播最短路径优先协议是一种基于链路状态的路由协议,是对单播OSPF协议的扩展。   ● 协议无关组播协议(PIM)是一种独立于路由协议的组播协议,可以工作在两种模式:密集模式和稀疏模式。在PIM密集模式下,报文分组缺省向所有端口转发,直到发生裁减和切除。在密集模式下假设所有端口上的设备都是组播成员,可能使用组播包。稀疏模式与密集模式相反,只向有请求的端口发送组播数据。   3. 组播代理:在一些特定的网络拓扑下,不运行组播路由协议,只要学习到组播成员,依据登记的信息进行简单组播转发就可以实现组播分发。这种技术称为IGMP proxy组播代理。其实现的原理是主机接口(又称为上行接口)指向树的根节点,即上联到组播路由器。路由器接口(又称为下行接口)背离根节点,下联用户主机。   4. 组播侦听:用于组播侦听的技术为IGMP Snooping,也是一个用于组播组的管理和控制的技术,也使用IGMP报文。只是IGMP协议运行在网络层,而IGMP Snooping运行在链路层,当二层设备收到主机和路由器之间传递的IGMP报文时,IGMP Snooping分析其携带的信息,在二层建立和维护MAC组播地址表,以后从路由器下发的组播报文就根据该MAC组播地址表进行转发。没有IGMP Snooping时,组播报文将在二层广播,实现IGMP Snooping后, 组播报文将不再在二层广播,而是进行二层组播。 二、 宽带接入网络中的IPTV业务及组播技术   近几年,随着宽带接入网络的飞速发展,宽带用户数也快速增长。但同时出现了一个问题,即许多地区在投入巨资建设宽带城域网后,却没有收获到高的宽带用户接入率。因此,挖掘新的用户增长方式和业务量增长方式成为电信运营商关心的首要问题。而目前,IPTV这种新的宽带业务已经得到了用户的认可,正成为电信运营商撬动宽带市场的新力量。   IPTV又称为网络电视、宽带电视,是利用宽带网络为用户提供交互式多媒体服务的一种业务。IPTV的主要特点在于其交互性和实时性。总之,IPTV新业务将为宽带运营商和节目提供商注入新的活力。宽带运营商除了能给用户提供通信和资讯方面的服务之外,通过IPTV还能为用户提供丰富的、个性化的电视节目,对于吸引用户并提高用户ARPU值来说都有很大的意义。   目前,可运营的电信级IPTV业务的网络架构如图1所示。 图1   可运营的电信级IPTV业务的网络架构图   IPTV业务一般可分为点播类业务和直播类业务,点播类业务和普通上网业务类似,直接通过BRAS接入。而对直播类业务,相对于视频服务网络不加控制的传送,宽带接入网络在实现传送功能的同时,要赋予网络更多的可运营特性。宽带接入网络可以提供进行业务认证、业务统计等功能,同时必须保证IPTV直播业务的QoS。   IPTV直播业务主要采用组播技术实现,依赖于网络设备所支持的组播路由协议(PIM协议等),IGMP协议和IGMP PROXY协议等。IPTV将组播节目流传送至接入网络,最终送抵用户终端的模式有被动申请模式和主动申请模式两种。被动申请模式为由用户主动发起IGMP请求,申请加入组播组,经过各级网络设备执行IGMP PROXY后,从IPTV业务源网络获取组播节目。这种模式会造成用户收看节目时,时延比较大,优点是节省部分带宽。主动申请模式是通过MSTP/RPR或者路由器/交换机支持的静态组播方式,直接将组播流送抵至接入网络,根据送抵的位置不同,又分为送抵BRAS模式和送抵DSLAM模式。送抵BRAS模式为组播报文送抵BRAS后,由BRAS和DSLAM完成两次组播报文复制,将数据送抵到用户;送抵DSLAM模式可充分利用DSLAM的功能实现多级复制、用户有效控制、快速频道切换、频道预览、用户信息统计、业务QoS服务保障等功能,在复制能力和承载带宽上都具有很大的优势。   通过对开展IPTV业务的分析,宽带接入网络中的DSLAM设备应该支持以下主要功能:   ● 支持网络侧多个上行端口,可实现用于组播源的专用接口;   ● 支持IGMP组播管理协议和IGMP PROXY协议;   ● 支持IGMP Snooping协议;   ● 支持组播业务控制功能,实现用户端口启动/禁止组播服务,以及加入组播地址范围的控制、监控用户端口的用户加入组播组的信息等;   ● 支持用户对节目的预览功能;   ● 支持基于不同VLAN的组播复制功能;   ● 通过SNMP网管协议,实现用户端口的组播控制mib,支持组播管理协议的标准MIB。   ● 支持组播业务的QoS服务保障。   同时,对DSLAM设备要求支持以下组播主要性能:   ● 整机支持并发的组播组数量应不少于100个;   ● 单个用户可同时加入多个组播组;   ● 在设备下挂用户已加入某一特定组播组情况下,其他用户发起加入该组播组,设备从接收报文到将该组播流量推至该用户端口的处理时间应不超过200ms;   ● 设备收到用户端(如机顶盒)IGMPv2离开报文后,到停止向该用户端口发送组播流量的处理时间应不超过200ms。 三、 中兴宽带接入设备实现的组播技术及IPTV 业务的特点   为了适应市场及新业务的需求,中兴通讯目前推出了全新系列的综合宽带接入设备,即全业务接入平台FSAP(Full Service Access Platform)。全业务接入平台FSAP系列产品从大容量到小容量有ZXDSL 9800/9800i、ZXDSL 9803、ZXDSL 9806等设备。   中兴的IPTV系统基于IP网络,实现了直播电视和视频的编码、转码、流化、存贮和播放,可为电信运营商和宽带业务供应商提供端到端的整体解决方案。而在全业务接入平台FSAP系列产品中,实现了完善的ZGMS中兴组播系统,包括各种组播技术和对IPTV业务的支撑功能,完全可以适应IPTV等采用组播技术的新业务需求。   ZGMS系统的功能可分为组播基本功能和支撑IPTV业务运营的功能,具体如下: 1.  组播基本功能   ● 支持IGMP Snooping功能,实现对用户侧和网络侧组播协议IGMP包的监听功能,并根据监听信息设置设备内的组播转发方式;   ● 支持组播管理协议IGMPv2,兼容IGMPv1协议;   ● 支持组播管理协议的标准MIB(RFC2933);   ● 支持MVR(Multicast VLAN Registration)功能,实现基于不同VLAN的组播复制功能,同时实现组播业务与其他业务的分离。支持组播业务直接送抵DSLAM的模式,减轻上联组播路由设备的业务分发负荷,提供多个组播VLAN和多种组网方式的支持等;   ● 支持IGMP Proxy功能,实现IGMP Proxy和MVR功能融合使用。通过融合使用,系统支持三种工作方式:MVR方式、MVR+IGMP Router方式和MVR+IGMP Proxy方式;   ● 系统支持256-1024个组播组;   ● 支持网络侧多个上行端口,最多可达4个GE端口,可实现用于组播源的专用接口;   ● 支持对组播源的管理和控制,提高组播业务开展的安全性。 2.  支撑IPTV业务运营的功能   ● 支持CAC(Channel Access Control)频道访问控制功能,实现控制用户访问组播频道的范围,实现用户对购买的组播频道的三种权限:禁止、预览和允许。   ● 支持本地静态配置用户的频道访问控制权限;   ● 支持通过接口从网管系统中的SMS(Subscriber Management System)系统动态获取用户的频道访问控制权限;   ● 网管系统中的SMS系统支持本地配置用户的频道访问控制权限和通过协议从OSS系统的服务器中动态获取用户的频道访问控制权限,并PUSH到相应的DSLAM设备中;   ● 支持PRV(Preview)频道预览功能,实现频道预览管理,对每次预览频道的时间和次数、预览间隔、预览复位时间等进行控制;   ● 支持CDR(Call Detail Record)呼叫统计功能,实现记录用户的基本访问信息,何时加入,何时离开,以及访问状态等信息;   ● 支持CDR信息定时同步到SMS系统,实现CDR信息的长期保存和统计分析;   ● 支持对IPTV业务的QoS服务保证,通过系统完善的QoS服务机制,实现对IPTV业务的优先级、流量整形、流量监管等控制,保证业务的正常运营。 四、 结论   根据以上的分析,可看出无论是从组播技术的发展还是从热点业务的实施出发,组播技术都是在宽带接入网络中实现热点业务如IPTV业务必须采用的重要技术。   目前,IPTV业务已经成为电信运营商进一步发展宽带接入网络,向客户提供内容服务,提高运营效益的杀手级应用。因此,如何部署和实施IPTV业务及组播技术也就成为当前非常关键和重要的课题。

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