IPv4组播——组播IP,MAC地址,组播网络基本架构

目录

一.组播的好处

二.组播实现原理

1.组播IP地址

2.组播MAC地址

(1)前24位

(2)第25位

(3)低23位

三.组播网络基本架构

1.源端网络

2.组播转发网络

3.成员端网络

四.组播服务类型

根据组播源分

五.组播转发过程

(1).组播转发需要依赖IP路由表

(2).解决依赖路由表产生的问题

RPF——反向路径转发

六.组播分发树

1.路径无环,五次优路径,无重复包

2.组播转发查看信息

3.组播协议


我们之前对广播,单播都有一定的了解,广播可以理解为“大嘴巴”,把想传递的消息发给所有人,属于点到多点(点到所有)的业务,单播像是”小社恐“,只和人单独说话,私聊,属于点到单点的业务。那么组播其实也很好理解,也是点到多点的业务,但只是加入组中才能接收消息。那么组播是如何实现分组传递消息的呐?

一.组播的好处

点到多点业务使用单播或广播都有一定的限制性,那么组播的好处就非常明显了。

1.实现跨网段通信

2.单一信息流沿组播分发树(组播路由建立)被发给同一组用户

可实现按组发送信息

3.一个组播源同组客户间通信。

4.业务源压力小

5.安全,对网络,带宽利用率高

二.组播实现原理

我们要传输一个数据,需要知道目的IP或者说网段,下一跳出接口

组播实现其实就是把目的地址搞成组播组

1.组播IP地址

我们在学习IP v4时有学到,地址有A,B,C,D,E类

其中D类地址是组播地址,224..0.0.0-230.255.255.255

组播IP也有他的分类

244.0.0.0 ——224.0.0.255      ///永久组地址,为路由协议所用,例如OSPF其实是组播泛洪,224.0.0.5——所有OSPF接收,224.0.0.6为DR/BDR接收 

224.0.2.0 ——231.255.255.255   ///any-source,任意源模型,不要求组播源,用户接收时荤素不忌,发个他他都收  
233.0.0.0 ——238.255.255.255  ///any-source,这两个地址可以看作是一类

232.0.0.0——232.255.255.255   ///指定源地址,只接收指定源的信息

239.0.0.0——239.255.255.255    ///本地管理级,临时组播地址,目前不太使用

小Tips:

任意源地址不要求组播源,在一个域中要求任意源地址不能相同,所有任意源所拥有的IP地址也是最多的。

2.组播MAC地址

组播也是传递数据的一种形式,基于OSI七层,有IP,也有MAC地址

组播MAC有48bit

(1)前24位

固定,0X01005e,属于16进制

(2)第25位

固定为0

(3)低23位

组播IP地址映射

DMAC(目的MAC)与组播组向对应

但是IP地址映射会导致5位信息丢失

IP地址前4位是固定的

但是这个事影响不大,IEIT组织定义组播通位,他认为影响不大,多组播地址映射到一个组播MAC几率很小(一涅涅),后23位不重复即可。

三.组播网络基本架构

1.源端网络

从组播源到第一跳路由器

2.组播转发网络

无环的转发路径,转发给用户,选出加组用户,告知组播网络

分发树,IP路由,组播路由协议——  PIM

3.成员端网络

最后一跳路由器到组播组用户

感知组播组成员位置与加入的组播组,并发给组播组网络

四.组播服务类型

根据组播源分

任意源——ASM

224.0.2.0 ——231.255.255.255 
233.0.0.0 ——238.255.255.255 

指定源——SSM

232.0.0.0——232.255.255.255 

1.IP地址空间不同,ASM>>SSM,任意源要求I在一个组播网络中IP地址不重复

2.ASM=DIP

SSM=SIP+DIP,不同业务要求不同DIP,SIP(SIP源IP地址,DIP目的IP地址)

五.组播转发过程

(1).组播转发需要依赖IP路由表

但依赖路由表有2个问题

1.转发环路,IP有多个出接口

产生重复报文

2.次优路由

(2).解决依赖路由表产生的问题

添加组播源和入接口。

转发从特定唯一入接口收到的组播数据

RPF——反向路径转发

我们知道通过RPF检测出最优的入接口,那么RPF如何知道那个接口是最优的呐

这个特别妙

我们知道,IP路由表发布的是最优的路由信息,核心的就是DIP和出接口

那么IP路由表对应的出接口就是最优出接口==组播源发给我们最优的入接口

RPF工作原理

RPF路由选举

先从IP路由表比,MBGP比,静态路由表比

六.组播分发树

1.路径无环,五次优路径,无重复包

组播源——树根

组播转发网络——树杈子

组播成员——叶子

2.组播转发查看信息

(* G) 入接口  出接口

3.组播协议

IGMP——组播成员的位置与加组信息,属于成员端网络

PIM——AS域内组播分发树,属于组播转发网络

MBGP——组播BGP,域间

MSDP——域内,域MBGP二选一使用

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