1.组播核心技术介绍
许多城市从城域网接入到核心的各个部分都实现了宽带化,架构了以IP为基础的无阻塞数据承载平台。网络的宽带化使人们在宽阔的信息高速公路上更顺畅地通信,人们已经不再局限于传统点到单点的交流,转而渴望多点之间的沟通。组播技术为多点通信业务的开展提供了良好的技术支撑。
在IP网络中,多点通信业务可以应用传统的单播技术实现,我们以网络电视业务为例描述其实现过程。图1左部说明了单播多点通信的工作原理,通过三个步骤,视频服务器将视频流经由路由器发送到最终的30个接收者。首先,通过单播路由协议,路由器掌握了网络拓扑信息,形成单播路由表;接着,视频服务器将视频报文复制30份发向30个接收者;最后,路由器根据单播路由表,将这些报文转发到最终接收者。
单播完成的多点通信业务,随着最终接收者数量的增加,视频服务器和网络设备负载都急剧加重。我们可以优化这种通信方式,图1左部的单播模型中,视频流在网络中流经的路径形成一个树形结构,在这棵树的每一个分支上都同时有多个内容相同的视频流,造成了带宽浪费。实际上,只要在这棵树的每一个分支上传送一个视频流,在树的分叉处进行复制,就可以将视频流传送到所有的接收者,我们称这棵树为分发树,组播技术正是基于这种思路构建的。图1右部说明了组播多点通信的工作原理,组播路由协议首先形成分发树,通过在分发树的每一个分支上传送一个视频流,在树的分叉处进行复制的过程,视频流从服务器最终传送到所有接收者。
对于图1中以源为根、以接收者为叶子结点的分发树,我们称之为源树或最短路径树(SPT)。如果多个源、多个接收者共享一棵分发树,我们称之为共享树。
应用组播技术开展多点通信业务具有良好的扩展性,无论接收者数量如何增加,对于一个业务来说,服务器只需要发送一个视频流,沿途网络路径中也只需传播一个视频流,最大限度的降低了服务器和网络负载,节省了成本。
组播技术涵盖的内容相当丰富,包括地址分配管理、组成员管理,组播域内路由、组播域间路由等诸多方面。下面首先概述组播地址,然后介绍组播通信模型。