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組播在MPLS VPN網(wǎng)絡(luò)中的實(shí)現(xiàn)

云知道

1 引言
隨著人們生活水平的不斷提高，公眾對(duì)信息的消費(fèi)急劇增長(zhǎng)，各種寬帶網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用如IP TV、視頻會(huì)議、網(wǎng)絡(luò)音頻應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)視頻應(yīng)用、多媒體遠(yuǎn)程教育等有了廣闊的市場(chǎng)前景 。同時(shí)，大量的帶寬消耗對(duì)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源基礎(chǔ)上如何提供高效、穩(wěn)定的服務(wù)提出了挑戰(zhàn) 。
單純地增加帶寬不是解決問(wèn)題的要害，應(yīng)尋求一種適應(yīng)此類一對(duì)多模型的技術(shù)來(lái)緩解對(duì)帶寬的壓力，組播便是這種技術(shù) 。在組播網(wǎng)絡(luò)中，即使組播用戶數(shù)量成倍增長(zhǎng)，骨干網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)絡(luò)帶寬也無(wú)需增加 。MPLS（MultiProtocol Label Switching，多協(xié)議標(biāo)簽交換技術(shù)）是繼IP技術(shù)以來(lái)的下一代廣域網(wǎng)傳輸技術(shù)，它是一種充分利用數(shù)據(jù)標(biāo)簽引導(dǎo)數(shù)據(jù)包在開放的通信網(wǎng)絡(luò)上高速、高效傳輸?shù)男录夹g(shù)，它是在一個(gè)無(wú)連接的網(wǎng)絡(luò)中引入連接模式，從而減少了網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性，并且兼容現(xiàn)有各種主流網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，能大大降低網(wǎng)絡(luò)成本，在提高IP業(yè)務(wù)性能的同時(shí)，能確保網(wǎng)絡(luò)通信的服務(wù)質(zhì)量和數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?。組播技術(shù)與MPLS VPN技術(shù)的結(jié)合將為運(yùn)營(yíng)商提供一個(gè)前所未有的多業(yè)務(wù)發(fā)展空間 。;
2 組播與MPLS VPN簡(jiǎn)介
IP數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中以3種方式傳輸：;
單播（Unicast）傳輸：發(fā)送方和每一接收方需要單獨(dú)的數(shù)據(jù)通道 。在這種通信方式下，源IP主機(jī)向指定的目標(biāo)IP主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)包，從一臺(tái)主機(jī)送出的每個(gè)數(shù)據(jù)包只能傳送給一個(gè)目標(biāo)主機(jī)，通過(guò)路由器或交換機(jī)將這些IP數(shù)據(jù)包從源主機(jī)發(fā)送到目標(biāo)主機(jī) 。在單播方式下，假如有另外的多個(gè)用戶希望同時(shí)獲得這個(gè)數(shù)據(jù)包的拷貝是不可能的 。發(fā)送信息的主機(jī)必須向每個(gè)希望接收此數(shù)據(jù)包的用戶發(fā)送一份單獨(dú)的數(shù)據(jù)包拷貝 。這種巨大的冗余會(huì)帶來(lái)很大的代價(jià)，首先，會(huì)給發(fā)送數(shù)據(jù)的源主機(jī)帶來(lái)沉重的負(fù)擔(dān)，因?yàn)樗仨殞?duì)每個(gè)要求都做出響應(yīng)，這使得主機(jī)的響應(yīng)會(huì)大大延長(zhǎng)；其次對(duì)路由器和交換機(jī)的性能也提出了更高的要求，治理人員被迫購(gòu)買本來(lái)不必要的硬件和帶寬來(lái)保證一定的服務(wù)質(zhì)量 。
廣播（Broadcast）傳輸：發(fā)送方和每一接收方共享一個(gè)數(shù)據(jù)通道 。在這種通信方式下，源IP主機(jī)向一個(gè)直接廣播地址發(fā)送數(shù)據(jù)包，這意味著目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)中的所有主機(jī)不論是否需要該數(shù)據(jù)都必須處理此廣播數(shù)據(jù)包，對(duì)于不需要此數(shù)據(jù)的主機(jī)來(lái)說(shuō)是一種負(fù)擔(dān) 。組播（Multicast）傳輸：在發(fā)送者和每一接收者之間實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)連接 。假如一個(gè)發(fā)送者同時(shí)給多個(gè)接收者傳輸相同的數(shù)據(jù)，也只需復(fù)制一份相同的數(shù)據(jù)包 。它提高了數(shù)據(jù)傳送效率，減少了骨干網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞的可能性，同時(shí)不會(huì)對(duì)其他主機(jī)造成影響 。
綜上所述，組播與單播相比，使用IP組播技術(shù)分發(fā)信息經(jīng)常能從本質(zhì)上減少整個(gè)網(wǎng)絡(luò)帶寬的需求；與廣播相比，IP組播技術(shù)可以有效減少對(duì)聯(lián)網(wǎng)主機(jī)性能的影響，尤其是在多媒體流應(yīng)用中組播的優(yōu)勢(shì)更加明顯 。;
其一是帶寬優(yōu)勢(shì)：對(duì)于音頻與視頻網(wǎng)來(lái)說(shuō)，大量的用戶經(jīng)常要在大致相同的時(shí)間里訪問(wèn)相同的信息，假如使用IP單播，網(wǎng)絡(luò)帶寬的消耗就會(huì)呈線性增長(zhǎng)需求，由于典型的MPEG-2視頻信息流需要大約1～5 Mbps的帶寬用于流暢且逼真的影像，顯然用IP組播來(lái)發(fā)送節(jié)目是一種明智的選擇 。因?yàn)橹貜?fù)數(shù)據(jù)流被單一傳送所代替，從而使得網(wǎng)絡(luò)帶寬得到了更有效地使用 。
其二是服務(wù)器負(fù)載優(yōu)勢(shì)：假如音頻與視頻網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商繼續(xù)使用單播傳送機(jī)制，隨著用戶的增長(zhǎng)，它將需要不斷增加它的實(shí)時(shí)音頻服務(wù)器的能力和數(shù)量以滿足連接用戶的增長(zhǎng)需求 。當(dāng)服務(wù)器負(fù)載增加到一定程度，服務(wù)器就不能再發(fā)出信息流 。假如運(yùn)營(yíng)商使用IP組播來(lái)發(fā)布它們的節(jié)目，就不需要購(gòu)買越來(lái)越多高性能的服務(wù)器以滿足客戶數(shù)目的增長(zhǎng) 。很明顯IP組播的主要優(yōu)勢(shì)在于通過(guò)大大減少需要轉(zhuǎn)發(fā)和處理的數(shù)據(jù)量，從而降低了所需服務(wù)器性能 。

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