介绍
IP组播是单一的信息流被同时发送给一组用户,相同的组播数据流在每一条链路上最多仅有一份,从而降低了带宽的消耗。随着Internet网络的不断发展,网络中交互的各种数据、语音和视频信息越来越多,同时新兴的电子商务、网上会议、网上拍卖、视频点播、远程教学等服务也在逐渐兴起。这些服务大多符合点对多点的模式,对信息安全性、有偿性、网络带宽提出了较高的要求。
用户主机能够识别的IP地址
用户主机能够识别的IP地址分为三类:
单播IP地址
一个单播IP地址只能标识一台用户主机,一台用户主机只能识别一个单播IP地址。一份使用单播IP地址为目的地址的IP报文,只能被一台用户主机接收。
广播IP地址
一个广播IP地址能够标识某确定网段内的所有用户主机,一台用户主机只能识别一个广播IP地址。一份使用广播IP地址为目的地址的IP报文,能够被该网段内的所有用户主机接收。IP广播报文不能跨网段传播。
组播IP地址
一个组播IP地址能够标识网络不同位置的多个用户主机,一台用户主机可以同时识别多个组播IP地址。一份使用组播IP地址为目的地址的IP报文,能够被网络不同位置的多个用户主机接收。
IP传输三种方式
IP传输分为三种方式,分别使用以上三类IP地址。
IP单播(Unicast),简称为单播。
IP广播(Broadcast),简称为广播。
IP组播(Multicast),简称为组播。
应用以上三种传输方式,分别进行点对多点的数据传输。经过比较可以发现,组播在此方面更具优势。
单播方式
单播的特点
一份单播报文,使用一个单播地址作为目的地址。Source向每个Receiver地址发送一份独立的单播报文。如果网络中存在N个接收者,则组播源需要发送N份单播报文。
网络为每份单播报文执行独立的数据转发,形成一条独立的数据传送通路。N份单播报文形成N条相互独立的传输路径。
单播的缺陷
单播方式下,网络中传输的信息量和需求该信息的用户量成正比,当需求该信息的用户量较大时,网络中将出现多份相同信息流,不仅占用处理器资源而且浪费带宽。
单播方式较适合用户稀少的网络,当用户量较大时很难保证网络传输质量。
广播方式
广播的特点
一份广播报文,使用一个广播地址作为目的地址。Source向本网段对应的广播地址发送且仅发送一份报文。
不管是否有需求,保证报文被网段中的所有用户主机接收。
广播的缺陷
广播方式下,信息发送者与用户主机被限制在一个共享网段中,且该网段所有用户主机都能接收到该信息。
广播方式只适合共享网段,且信息安全性和有偿服务得不到保障。
组播方式
如图2-1所示,网络中存在信息发送者Source,UserA和UserC提出信息需求,网络采用组播方式传输信息。组播的特点
一份组播报文,使用一个组播地址作为目的地址。Source(组播源)向一个组播地址发送且仅发送一份报文。如图中所示:packets for the multicast group。
网络中部署的组播协议为此组播报文建立一棵树型路由,根连接Source,分支连接所有组播组成员。如图2-1所示:Source→ DeviceB → DeviceE [ →DeviceD → UserA | → DeviceF → UserC ] 。
组播的优势
组播方式下,单一的信息流沿树型路径被同时发送给一组用户,相同的组播数据流在每一条链路上最多仅有一份。相比单播来说,使用组播方式传递信息,用户的增加不会显著增加网络的负载,减轻了服务器和CPU的负荷。
组播报文可以跨网段传输,不需要此报文的用户不能收到此报文。相比广播来说,使用组播方式可以远距离传输信息,且只将信息传输到有接收者的地方,保障了信息的安全性。
组播技术有效地解决了单点发送多点接收的问题,实现了IP网络中点到多点的高效数据传送。
组播的应用
组播适用于任何“点到多点”的数据发布,主要包含以下几方面:
多媒体、流媒体的应用
培训、联合作业场合的通信
数据仓库、金融应用(股票)
如今ISP(Internet Service Provider)提供的互联网信息服务中,已经应用了IP组播技术。例如:在线直播、网络电视、远程教育、远程医疗、网络电台、实时视/音频会议等。