D類地址是用于組播，也就是以1110開頭，剩下28位用于鑒別組播地址（剩下的這28是個(gè)無結(jié)構(gòu)的地址）， 以01005e開頭的MAC地址用于表示MAC的組播地址，剩下的23位用于標(biāo)識(shí)組播，IP組播地址對(duì)于MAC地址有一個(gè)映射關(guān)系，也就是IP組播的后23對(duì)應(yīng)Mac組播的后23位，這樣就有可能出現(xiàn)多個(gè)IP對(duì)應(yīng)一個(gè)MAC的現(xiàn)象，它們之間用Arp來解析。

如果一個(gè)局域網(wǎng)使用組播，那么所有的主機(jī)必須加入一個(gè)all-host組（組播地址為224.0.0.1)，但是Host可以決定是否去接受組播。當(dāng)一個(gè)組播交通決定傳輸之前，router需要知道那個(gè)Host想接收組播，IGMPv1, IGMPv2用于發(fā)現(xiàn)是否有這個(gè)組播組的成員在它直連的子網(wǎng)里，IGMP用一個(gè)querying device去請(qǐng)求和報(bào)告Host加入和離開組播組，它有兩種message, 一個(gè)是query messages 用于組播路由器去發(fā)現(xiàn)Member， 還有一個(gè)是report message,它是由主機(jī)發(fā)送，報(bào)告那個(gè)主機(jī)想加入組播組，IGMP間斷的發(fā)送query message到224.0.0.1(用于標(biāo)識(shí)所有主機(jī)）， 直連網(wǎng)段中的其中一臺(tái)Host發(fā)送report message來報(bào)告誰想接收組播，但是如果Host 想加入組播組，它可不必等待query message, Host 可以主動(dòng)的發(fā)送一個(gè)report message到224.0.0.2（標(biāo)識(shí)組播組中的所有組播路由器）

IGMPv2 提供了leave meassage，主機(jī)主動(dòng)發(fā)送這個(gè)離開信息到224.0.0.2，表明這臺(tái)主機(jī)想離開這個(gè)組播組，query router發(fā)送一個(gè)query message ( specific-group)的信息從那個(gè)接收離開組的端口，如有其它的主機(jī)還想加入這個(gè)組播組，則向這個(gè)query device發(fā)送一個(gè)specific-group 的report message, 如果在一定時(shí)間內(nèi)沒有主機(jī)反應(yīng)這個(gè)group-specific query message， 則表明沒有本地成員在這個(gè)組里面

在交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)組播中，由于IP組播映射到一個(gè)Layer 2 multicast address, 所以組播必須發(fā)送到所有的交換機(jī)端口，當(dāng)一臺(tái)主機(jī)向組播路由器報(bào)告成員信息，組播由路由器發(fā)送到交換機(jī)，由于組播使用組播地址傳送流量，所以它不知道實(shí)際的目的mac地址，因而它將它發(fā)送到所有的交換機(jī)端口，可以使用劃分VLAN來解決這個(gè)問題，但是使用VLAN不能動(dòng)態(tài)的添加和刪除成員，這樣，交換機(jī)必須處理每一個(gè)組播包，加大了處理延時(shí)，降低了交換機(jī)的性能，這樣就出現(xiàn)了一個(gè)router to switch的解決方法---CGMP， CGM允許交換機(jī)向組播路由器學(xué)習(xí)有關(guān)組成員的信息，在這個(gè)環(huán)境里，rotuer是一個(gè)CGMP服務(wù)器，switch是一個(gè)Client, 當(dāng)router 接收一個(gè)組播包，它立即創(chuàng)建一個(gè)CGMP包，這個(gè)包發(fā)送到一個(gè)well-know地址，所交換機(jī)都能收到這個(gè)包，然后交換機(jī)解釋這個(gè)包，創(chuàng)建一個(gè)forwarding table。

在每個(gè)物理段中，一個(gè)指明路由器被選擇，指明路由器構(gòu)造一個(gè)分布樹，連接一個(gè)組播組有所有的成員，以保證高效的傳輸。這個(gè)router可copy所有進(jìn)入的包，然后把它發(fā)送到它的分支樹，因?yàn)榻M播組是動(dòng)態(tài)的所以分布樹也必須是動(dòng)態(tài)的升級(jí)，一個(gè)分支加入一個(gè)分布樹就像一個(gè)新的成員加入組播組，相反的說，如果這個(gè)分支沒有接收者，剛這個(gè)分支被刪除。 

有兩種分布樹可以在組播路由中使用：1.源指定（source specific） 2.共享（shared),   指定源的方式針對(duì)于每個(gè)組播組的源 處理Spanning tree，例如，如果10個(gè)成員在10個(gè)分離的子網(wǎng)，創(chuàng)建基于10個(gè)組播組的10個(gè)不同的路由樹被， 源指定使用從源到目的的最短路徑最小化了延時(shí)，source-based 的分布樹使用一個(gè)叫相反路徑轉(zhuǎn)發(fā)的機(jī)制（Reverse Path Forwarding RPF), 當(dāng)一個(gè)router接收一個(gè)帶源的組播包，它在它所有的端口轉(zhuǎn)發(fā)這個(gè)包，除了接收這個(gè)包的端口，然而，轉(zhuǎn)發(fā)只發(fā)生在提供最短路徑返回發(fā)送者的鏈路，如果這個(gè)包到達(dá)了一個(gè)不是最短的路徑上，則這個(gè)包被discard。

提供一個(gè)到組播指明路由器和源之間的鏈路叫作父鏈路，router的處出端口叫子鏈路。

在共享樹（shared-tree)的方式, 所有的包沿著分布樹發(fā)送到組播組，不考慮發(fā)送的源，這種方式削減了處理時(shí)間，但是導(dǎo)致了較大的端到端的延時(shí)

然而，不同于spanning-tree機(jī)制，不同的組播組定義了不同的分布樹，如果一個(gè)設(shè)備想接收數(shù)據(jù)，它必須加入這個(gè)組的共享樹，組播路由協(xié)議通過檢測一個(gè)點(diǎn)播的路由可達(dá)來建交分布樹。

組播包使用IP Header的TTL域來限制它的可達(dá)范圍，每經(jīng)過一個(gè)路由器，TTL的值減1，如果TTL過期，則這個(gè)包被拋棄，Packet的TTL大于接口的TTL門限，則被轉(zhuǎn)發(fā)，如果等于小于接口的門限則拋棄。

0 限制在同一個(gè)主機(jī)，從來不被發(fā)送到任何接口

1 限制在相同的子網(wǎng)，從來不被router轉(zhuǎn)發(fā)

15限制在相同的site, 組織，或部門

63限制在相同的區(qū)域

127worldwide

191workwide, limited bandwidth

255unrestricted in scope ; global

 

IP組播路由協(xié)議用于發(fā)現(xiàn)組播組和建立每個(gè)組播組的分布樹

client to router   :  IGMP

Router to Switch: CGMP

Router to Router : DVMRP, PIM, MOSPF, CBT

組播路由協(xié)議有以下兩種方式：　密集方式路由（dense-mode routing)和稀疏方式路由（sparse-mode routing）

怎樣選用這兩種方式，取決于組播組的成員在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的分布，如果網(wǎng)絡(luò)中幾乎所有的路由器都為每個(gè)組播組分發(fā)組播信息則使用Dense-mode, 為了維護(hù)分布樹，Dense-mode組播路由協(xié)議間歇的flood網(wǎng)絡(luò)組播信息，Dense-mode適用于組成員密集的分布在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，而且有足夠的帶寬來容忍flood。

sparse-mode路由協(xié)議用于每個(gè)組播只有很少的幾個(gè)路由器（并不意味著每個(gè)組播組只有很少的成員），它意味著組播組成員被廣泛的分散，例如Internet Muticast, sparse-mode也假設(shè)網(wǎng)絡(luò)帶寬很有限，sparse-mode不使用flood，　開始時(shí)它先建立一個(gè)空的分布樹，只有當(dāng)成員請(qǐng)求加入組播組時(shí)，它才向分布樹添加一個(gè)分支。

 

 

dense-mode路由協(xié)議包括：　Distance Vector Multicast Routing Protocol (DVMRP), Multicast Open Shortest Path First (MOSPF), Protocol Independent Multicast Dense Mode(PIMDM)

DVMRP大多數(shù)用于組播主干(MBONE)路由器，　它使用反路徑flood(reverse path flooding), 當(dāng)DVMRP接收一個(gè)包時(shí)，它在它連接的所有路徑上flood這個(gè)包，除了接收路徑，這樣，這個(gè)包可以到達(dá)所有的LAN，　如果某個(gè)網(wǎng)段沒有任何組播組的成員，則路由器發(fā)送一個(gè)削減信息返回分布樹，這人削減信息防止后來的包發(fā)送到這個(gè)沒有成員的區(qū)域，DVMRP使用它自己集成的路由協(xié)議去決定包返回源的路徑，　這個(gè)點(diǎn)播路由協(xié)議很像RIP，它基于hop counts, 為了可以讓新的主機(jī)加入組播組，DVMRP間斷的flood, DVMRP很少在大的網(wǎng)絡(luò)中使用。DVMRP的擴(kuò)展性不好，因?yàn)樗揽縁lood.

MOSPF(Cisco不支持）依賴于它集成的OSPF，　MOSPF適用于單獨(dú)的路由域，例如一個(gè)網(wǎng)絡(luò)被一個(gè)單獨(dú)的組織控制，　OSPF是一個(gè)鏈路狀態(tài)路由協(xié)議，　MOSPF把組播信息加入OSPF鏈路狀態(tài)廣告，　在一個(gè)OSPF/MOSPF網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)路由器基于鏈路狀態(tài)信息維護(hù)一個(gè)詳細(xì)的網(wǎng)絡(luò)拓補(bǔ)，　一個(gè)MOSPF路由器使用鏈路狀態(tài)廣告去學(xué)習(xí)在連接LAN中有那個(gè)組播組被激活，它通過這個(gè)信息構(gòu)造分布樹，MOSPF基于包的源和目的地址來轉(zhuǎn)發(fā)包，一個(gè)基于每source-group 的分離最短路徑分布樹被建立，分布樹當(dāng)網(wǎng)絡(luò)拓補(bǔ)發(fā)生變化以及cache過期時(shí)被重新計(jì)算，MOSPF適用于在同一時(shí)間只有少量的soure-group被激活，不推薦MOSPF使用于不穩(wěn)定的環(huán)境中。

PIM DM和DVMRP相似，都使用相反路徑flooding(reverse path flooding), 當(dāng)PIM DM接收一個(gè)包時(shí)，它在它連接的所有路徑上flood這個(gè)包，除了接收路徑,如果某個(gè)網(wǎng)段沒有任何組播組的成員，則路由器發(fā)送一個(gè)削減信息返回分布樹, 協(xié)議獨(dú)立意味著它不依賴任何一個(gè)指定的點(diǎn)播路由協(xié)議，這個(gè)原則適用于dense-mode和sparse-mode，PIM可以使用所有的點(diǎn)播路由協(xié)議，PIM適用于發(fā)送者和接收者的距離很近，也適用于很少的發(fā)送者和很多的接收者，以及流量很高的情況.

 

Sparse-mode的兩種組播路由協(xié)議：

Protocol Independent Multicast Sparse Mode (PIM SM) 和　Core-Based Trees (CBT)

PIM SM適用于只有較少的接收者，以及流量不頻繁，這個(gè)協(xié)議可以同時(shí)處理幾個(gè)組播數(shù)據(jù)流，非常適合應(yīng)用于WAN 或者是Internet, 它定義一個(gè)集合點(diǎn)(rendezvous point), 一個(gè)發(fā)送者必須發(fā)送數(shù)據(jù)到這個(gè)集合點(diǎn)，接收者在接收數(shù)據(jù)之前要先在集合點(diǎn)登記，　路由器自動(dòng)的優(yōu)化路徑，　PIM可以在某些組播組中使用dense-mode的同時(shí)，在另外一些組中使用sparse-mode.

在CBT環(huán)境中，所有的組成員共享一個(gè)單獨(dú)的樹，組播流在相同的分布樹上傳輸，不考慮源，　CBT和Spanning-tree相似，除了為每個(gè)組播組創(chuàng)建一個(gè)分離的樹，一個(gè)基于Core的樹可以使用一個(gè)單獨(dú)的路由器，或是一組路由器做為核心，路由器通過發(fā)送一個(gè)加入信息加入核心，核心發(fā)送一個(gè)確認(rèn)返回路由器，一個(gè)加入信息不需要必須被核心確認(rèn)，這臺(tái)路由器成為分布樹的一個(gè)分支

 

例子：

一個(gè)client發(fā)送一個(gè)IGMP 加入信息，下一跳的router接收這個(gè)信息，記錄IGMP的源MAC地址, 然后產(chǎn)生一個(gè)CGMP包發(fā)送到switch, 交換機(jī)使用這個(gè)CGMP信息動(dòng)態(tài)的在switch talbe中建立一個(gè)表項(xiàng)，這個(gè)表項(xiàng)是實(shí)際組播Host地址到交換機(jī)端口映射

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