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多播靜態(tài)路由引起的循環(huán)問題

云知道

隨著全球互聯(lián)網(wǎng)（Internet）的迅猛發(fā)展，上網(wǎng)人數(shù)正以幾何級數(shù)快速增長，以因特網(wǎng)技術(shù)為主導(dǎo)的數(shù)據(jù)通信在通信業(yè)務(wù)總量中的比列迅速上升，因特網(wǎng)業(yè)務(wù)已成為多媒體通信業(yè)中發(fā)展最為迅速、競爭最為激烈的領(lǐng)域 。Internet網(wǎng)絡(luò)傳輸和處理能力的大幅提高，使得網(wǎng)上應(yīng)用業(yè)務(wù)越來越多，非凡是視音頻壓縮技術(shù)的發(fā)展和成熟，使得網(wǎng)上視音頻業(yè)務(wù)成為Internet網(wǎng)上最重要的業(yè)務(wù)之一 。
在Internet上實(shí)現(xiàn)的視頻點(diǎn)播（VOD）、可視電話、視頻會議等視音頻業(yè)務(wù)和一般業(yè)務(wù)相比，有著數(shù)據(jù)量大、時(shí)延敏感性強(qiáng)、持續(xù)時(shí)間長等特點(diǎn) 。因此采用最少時(shí)間、最小空間來傳輸和解決視音頻業(yè)務(wù)所要求的網(wǎng)絡(luò)利用率高、傳輸速度快、實(shí)時(shí)性強(qiáng)的問題，就要采用不同于傳統(tǒng)單播、廣播機(jī)制的轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)及QoS服務(wù)保證機(jī)制來實(shí)現(xiàn)，而IP多播技術(shù)是解決這些問題的要害技術(shù) 。
一、IP多播技術(shù)的概念
【多播靜態(tài)路由引起的循環(huán)問題】IP多播（Mulitcast，也稱多址廣播或組播）技術(shù)，是一種答應(yīng)一臺或多臺主機(jī)（多播源）發(fā)送單一數(shù)據(jù)包到多臺主機(jī)（一次的，同時(shí)的）的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 。多播作為一點(diǎn)對多點(diǎn)的通信，是節(jié)省網(wǎng)絡(luò)帶寬的有效方法之一 。在網(wǎng)絡(luò)音頻/視頻廣播的應(yīng)用中，當(dāng)需要將一個節(jié)點(diǎn)的信號傳送到多個節(jié)點(diǎn)時(shí)，無論是采用重復(fù)點(diǎn)對點(diǎn)通信方式，還是采用廣播方式，都會嚴(yán)重浪費(fèi)網(wǎng)絡(luò)帶寬，只有多播才是最好的選擇 。多播能使一個或多個多播源只把數(shù)據(jù)包發(fā)送給特定的多播組，而只有加入該多播組的主機(jī)才能接收到數(shù)據(jù)包 。目前，IP多播技術(shù)被廣泛應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)音頻/視頻廣播、AOD/VOD、網(wǎng)絡(luò)視頻會議、多媒體遠(yuǎn)程教育、“push”技術(shù)（如股票行情等）和虛擬現(xiàn)實(shí)游戲等方面 。
二、IP多播技術(shù)的基礎(chǔ)知識
1．IP多播地址和多播組
IP多播通信必須依靠于IP多播地址,在IPv4中它是一個D類IP地址,范圍從224.0.0.0到239.255.255.255，并被劃分為局部鏈接多播地址、預(yù)留多播地址和治理權(quán)限多播地址三類 。其中，局部鏈接多播地址范圍在224.0.0.0~224.0.0.255，這是為路由協(xié)議和其它用途保留的地址，路由器并不轉(zhuǎn)發(fā)屬于此范圍的IP包；預(yù)留多播地址為224.0.1.0~238.255.255.255，可用于全球范圍（如Internet）或網(wǎng)絡(luò)協(xié)議；治理權(quán)限多播地址為239.0.0.0~239.255.255.255，可供組織內(nèi)部使用，類似于私有IP地址，不能用于Internet，可限制多播范圍 。
使用同一個IP多播地址接收多播數(shù)據(jù)包的所有主機(jī)構(gòu)成了一個主機(jī)組，也稱為多播組 。一個多播組的成員是隨時(shí)變動的，一臺主機(jī)可以隨時(shí)加入或離開多播組，多播組成員的數(shù)目和所在的地理位置也不受限制，一臺主機(jī)也可以屬于幾個多播組 。此外，不屬于某一個多播組的主機(jī)也可以向該多播組發(fā)送數(shù)據(jù)包 。
2．多播分布樹
為了向所有接收主機(jī)傳送多播數(shù)據(jù)，用多播分布樹來描述IP多播在網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)穆窂?。多播分布樹有兩個基本類型：有源樹和共享樹 。
有源樹是以多播源作為有源樹的根，有源樹的分支形成通過網(wǎng)絡(luò)到達(dá)接收主機(jī)的分布樹，因?yàn)橛性礃湟宰疃痰穆窂截灤┚W(wǎng)絡(luò)，所以也常稱為最短路徑樹（SPT） 。
共享樹以多播網(wǎng)中某些可選擇的多播路由中的一個作為共享樹的公共根，這個根被稱為匯合點(diǎn)（RP） 。共享樹又可分為單向共享樹和雙向共享樹 。單向共享樹指多播數(shù)據(jù)流必須經(jīng)過共享樹從根發(fā)送到多播接收機(jī) 。雙向共享樹指多播數(shù)據(jù)流可以不經(jīng)過共享樹 。
3．逆向路徑轉(zhuǎn)發(fā)
逆向路徑轉(zhuǎn)發(fā)（RPF）是多播路由協(xié)議中多播數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)過程的基礎(chǔ)，其工作機(jī)制是當(dāng)多播信息通過有源樹時(shí)，多播路由器檢查到達(dá)的多播數(shù)據(jù)包的多播源地址，以確定該多播數(shù)據(jù)包所經(jīng)過的接口是否在有源的分支上，假如在，則RPF檢查成功，多播數(shù)據(jù)包被轉(zhuǎn)發(fā)；假如RPF檢查失敗，則丟棄該多播數(shù)據(jù)包 。

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