组播学习笔记

组播学习笔记

一、基础知识

1、组播的概念： 使用组播的好处：

一个源可以利用组播向多个目标发送数据（如：IGP的无类路由协议使用的组播） 使用组播可以节省带宽和设备的cost ………… 组播的缺点：

组播是基于UDP发送的。（数据层面） 2、RTP（real-time transport protocol）：实时传输协议，因为组播是基于UDP的，其传输是无序的，为了

解决接受数据时有序的，就需要对数据的实时传输。

3、由于是基于UDP的所以他的传输和UDP一样都是尽力的传输。没有拥塞避免机制。因为是无序传

输，需要利用RTP来解决。在冗余拓扑中，可能让接受者收到多个一样的报文，可以通过PIM来解决。

4、组播应用的类型，

a、1对多 b、多对多（视频会议） c、多对1

5、组播的专用名词。

First-hop：第一跳路由器 Last-hop：最后一跳路由器 IGMP：典型的个人ＰＣ和路由器之间沟通的协议。 6、

PIM：协议无关的组播，即和运

行的IGP没有关系。

7、ip地址的分类回顾：A类：0~127 B类：128~191 C类：192~223 D类：224~239

其中D类是组播地址，不能被配置在设备的接口上。在A类地址中127是被保留的特色地址，也就是我们常用的本地环回地址。

8、组播地址不能被当做源地址，只能被当做目标地址。

9、组播地址的细分：

A、保留的本地链路地址：224.0.0.0~224.0.0.255 B、公网组播地址：224.0.1.0~238.255.255.255

保留的公网组播地址

SSM（source specific multicast）指定源的组播（在CCSP中会涉及）这种协议时PIM的高级协议（232.0.0.0~232.255.255.255）

GLOP地址（233.0.0.0~233.255.255.255）就是申请一个BGP的AS号会送一段组播地址，这段地址就是GLOP地址。这个地址是可以根据AS号来算出来的，如下所示： 如果AS：64521，那么所得组播地址是？？ 1、将64521转化成十六进制的数FC09 2、将FC09从中间断开得到FC 09

3、将FC和09 分别转化成两个十进制的数得到252 9

4、分别将这两个数字放在GLOP地址的第二位和第三位。就得到基于本ＡＳ的地址 ：232.252.9.0/24

C、私有的组播地址：239.0.0.0~239.255.255.255 10、典型的私有地址的使用：

224.0.0.1——发向所有的主机和路由器 224.0.0.2——发向所有的路由器

224.0.0.5——OSPF向所有路由器发送路由信息使用的组播地址。 224.0.0.6——OSPF中MA网络，发向DR使用的组播地址 224.0.0.9——RIPv2 224.0.0.10——EIGRP

224.0.0.13——PIM发送hello包的组播地址

二、IGMP协议

1、IGMP的定义：（ internet group management protocol） internet组管理协议，本协议有三个版本

V1、V2、V3、这里我们重点学习V2。IGMP是封装在IP包里面的，这里IGMP的ＩＰ协议号是２。IGMPv1的数据包模型： 2、IGMPv1：他有两种报文；

（1）、查询包，由最后一跳路由器发送，查询有哪些组员（每60秒发一次，发送的组播地址是：224.0.0.2）查询报文的目标地址和组地址 Ｄ：224.0.0.2 group：0.0.0.0 （2）、report包，由主机发送，说明加入了某个组。他的目标地址和组地址分别是：

D：224.1.1.1 G：224.1.1.1 如左所示：其目标和组地址都一样，这是因为通过路由器向下发送查询报文，主机收到该报文后，会向路由器发送report报文来回复，而发送的report的报文由本地主机运行的应用程序而决定加入什么样的组，故而确定了组地址。而用本地的组地址作为发送report包的目的地址。则是有两方面的优点：使用组地址作为report报文的目标地址，可以将报文发给网关路由器和加入同一个组的PC，这时，所有的PC都会以这个地址来发report报文，而相同的报文会被抑制掉，从而只发一个相同的report报文给网关路由器。

（3）离组消息：在180S内发送三次查询包，如果一直没有收到该组的report回复报文，则意

味这该组自动解散。最后一跳路由器清除该组相关表项。（缺点是在180s内还在转发组播消息）

3、IGMPv2：版本2相对于版本1的常规查询和report新增了2中报文。其解决了版本1在180s内仍然

转发组播消息的问题。 IGMPv2的四种报文

1、常规查询，和版本1一样； 2、report报文和版本1一样。 3、group-specific query 指定组的查询。 4、leave group massage 离组消息。

在最后一跳路由器冗余的情况下会出现查询者的选举，既在这样的一个网络下会出现querier的选举，其选择的原则是选取IP地址小的设备作为查询者。由于发送查询的时候使用的目标地址是224.0.0.1（路由器和PC都接收）所以在查询的过程中就会选出来查询者。（在版本1 中也存在这样的选路，而在版本1 中则使用的是PIM来选

择DR选出的DR就充当了查询者）当查询者down了之后，非查询者在120S之内没有收到查询者的查询，那么非查询者就会充当查询者。 4、IGMPv2的报文格式：（右图） 5、离组报文，其发送离组消息的

目标地址是：224.0.0.1.

group 地址是：就是原有的group地址

6、当查询者收到了这个ＰＣ的离

组报文后，路由器就会发送一个指定组的查询报文。发送指定组的查询报文后，路由器会等待２ｓ，如果没有收到这个组的report报文，那么路由器就会删除这个组的所有表项。到目前为止，离组完成。如果PC收到指定查询，那么PC就会马上发送一个report的报文。

7、在路由器上面启用组播路由协议：全局下#ip mlticast-routing 在接口下运行PIM协议：# ip pim sparse-mode

查看谁是查询者以及相关信息：show ip igmp interface Debug ip igmp 可以详细的看看离组的过程。

查看组员信息：show ip igmp groups.在查看的同时，思科路由器会自动加入一个组：224.0.1.40

三、二层的组播地址

1、mac地址：mac地址是一个48位。其前24位是需要申请的，简称是OUI .后24位是厂家自己任

意指定的。

2、理论上组播地址有2的28次方个组播地址。因为前四位是固定的。

3、在一个需要运行组播的网络中，当数据进行封装的时候，在IP报文前面会封装以太网包头，在

分装以太网包头的时候，需要有源和目标mac地址。当然，封装的时候源mac地址就是该报文出去的以太网口的mac地址，那么目标mac地址就需要和运行的组播地址进行换算了，其换算的方法是：首先，这个目标mac地址的前25为是确定的，既：01-00-5e-0（0是固定的）后面的23为是自己分配的。其次，将本组的组播地址转换成二进制，取后23位直接放在前面的25位后面，这就得到了我们需要的目的mac地址。那么着就意味着我们有32个组播地址对应了一个组播数据包的目标mac地址。就有可能有32个组播地址映射到了一个mac地址。

4、当一个交换机接受到一个组播地址或者广播地址的数据包时，就会向所有属于同一个vlan的接

口泛红这个数据，但是在在实际工程中为了减少不必要的组播泛红到其他的链路上去，这时就有了IGMP snooping 协议和思科私有的cisco group management protocol （CGMP）协议。 5、IGMP snooping：他是一个业界标准，其只需要在交换机上面做就可以解决问题。 原理：默认的一台交换机只可以将包拆到mac地址就可以转发了，但是IGMP snooping之后就可

以将包拆到三层的iip地址。当PC加入一个组之后会发送report 报文，而且目标ip地址和组ip地址是一样的，如果这个交换机启用的IGMP snooping 功能，他就会把这个报文截获下来，这时，就会将截获来的报文的组地址和接口就会有一个映射表。当交换机接受来的组播报文，就只会向有映射的接口发送。而不会向所有本vlan的接口发送。 全局下：#iip igmp snooping vlan 1 针对vlan1 开启snooping 。不加vlan的话就是针对所有的vlan

都开启snooping。 查看交换机上IGMP snooping 表项：#show ip igmp snooping group 6、CGMP：需要交换机和路由器的一个协同工作。（思科私有的）

原理： PC向路由器发送report报文，当交换机和路由器都启用了CGMP功能后，report报文会直

接透传交换机发送给路由器。而路由器会截获report报文的目标mac地址和源mac地址作为GDA（group destination address 组的目标地址）和USA（unicast source address单播的源mac地址 ）封装成CGMP报文，再将CGMP报文发送给交换机，交换机就有了这个表项。既一个PC的mac地址和一个组播mac地址的映射表项。当交换机收到一个224.1.1.1 的组播数据，数据转发时的目标mac地址就变成GDA了，交换机收到这个数据包之后就会向和GDP mac地址映射表项的USA mac地址的接口区转发。

开启交换机cgmp 全局#cgmp；开启路由器cgmp 接口下#ip cgmp（运行多播协议和PIM）

四、组播路由协议——PIM（协议无关的组播协议）