HCNP Routing&Switching之组播技术-组播基础

  组播技术背景

  随着internet网络的不断发展,网络中交互的各种数据、语音、视频信息数量突增;新型的在线直播、网络电视、视频会议等应用也在逐渐兴起;这些业务大多符合点到多点的模式,对信息安全性、传播范围、网络带宽提出了较高的要求;

  为什么要使用组播技术呢?

  我们知道网络通信中分单播、组播、广播这三种;其中单播主要用在点到点通信中,而后者的广播和组播多用在点到多点的环境中;当网络中部署点到多点通信应用时,若采用单播时,网络传输的信息量与需要该信息的用户量成正比;即多份相同内容的信息发送给不同用户,对信息源及网络带宽都将造成巨大压力和浪费。若采用广播方式,无需接收信息的主机也将收到该信息,这样不仅信息安全得不到保障,同时造成同一网络中的信息泛滥;正是因为单播和广播不能很好的解决点到多点应用通信问题,ip组播技术有效地解决了单播和广播在点到多点应用中的问题;组播源只发送一份数据,数据在网络节点间被复制、分发,且只发送给需要该信息的接收者,即只有加入到对应组播中的成员才能接收到对应信息;

  传统点到点应用

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  提示:如上图所示,服务端server以单个用户为单位提供服务;不同用户与服务端提供的通信数据存在差异;所以这种点到点的通信模型多用在不同用户与服务端的通信数据存在差异的环境;即每个客户请求服务端的数据都各有不同;

  新型点到多点应用

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  提示:如在线直播,视频会议、网络电视等应用,服务端提供以一组用户为单位提供服务,即对于同一组用户提供相同数据;同组用户与服务端的通信数据无差异;

  单播方式部署点到多点应用

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  提示:单播方式下,网络中传输的信息量和需求该信息的用户量成正比,即当用户量较大时,网络中出现多份相同信息流,不仅占用处理资源而且还浪费带宽;单播方式比较适合用户量稀少的网络场景中,当用户量较大时,对应网络传输质量就很难保证了;

  广播方式部署点到多点应用

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  提示:广播方式下,信息发送者与用户主机被限制在同一共享网络中(只能在同一网段的用户才能广播),并且网段所有用户主机都能接收到对应信息;即对于那些不想接收对应信息的用户,它也会收到;这样一来信息的安全性和有偿服务得不到保障;广播方式只适合共享网段的网络环境中,且信息安全和有偿性不那么重要的点到多点的环境中;

  组播解决方案

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  提示:在组播中,信息发送者被称为组播源;接收相同信息的接收者构成一个组播组,并且每个接收者都是组播组成员;提供组播功能的路由器称为组播路由器;组播路由器不仅提供组播路由功能,也提供组播成员管理功能,也可以是组播组成员;

  组播方式部署点到多点应用

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  提示:组播方式在点到多点的网络环境中主要优势就是无重复流量,节省设备性能与带宽资源;同时安全性和有偿性性相对广播要高(只有成为对应组播组成员以后,对应才会收到对应的信息);

  组播与单播对比

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  提示:从数据流动数量来说,单播方式存在多份相同的数据流;而组播没有多余重复的数据流,组播源发送一份数据流,对应客户端就能收到;

  组播与广播对比

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  提示:广播对不组播,从数据流的数量来说,两者没有什么区别,都是发送以分数据,客户端都能收到;但是在广播中信息的安全性和有偿性得不到保障,因为广播它会把信息发送给同一广播域的所有客户端;对于那些根本不想要对应信息的客户端来说它也会照样发送;而组播不会,组播只会发送给组播组成员,对于不是组播组成员的客户端就收不到对应信息;

  组播定义

  组播在发送者和多个接收者之间实现点到多点网络连接;给多个接收者传输相同的数据,只需要复制一份的相同数据包即可;提高了数据传输效率,减少了骨干网络出现拥塞的可能性;简单总结就是一点发出,多点接收;

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  提示:只有加入224.1.1.1这个组播组的成员才会收到组播服务器发送的数据;对应非组播组成员就不会收到组播服务器发送的数据;

  实验

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  组播服务器配置

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  提示:配置组播ip地址以后需要先点下mac地址,让其自动生成mac地址;然后点击运行;

  PC1加入组播组

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  启动pc1的VLC看看是否能够看到组播服务器发送到视频呢?

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  提示:可以看到pc1启动vlc以后,对应就能看到组播服务器发送直播的视频;在服务端暂停视频,对应客户端的视频也会随之被暂停;在服务端选取时间点播放,对应客户端也会随服务端的选择而选取对应时间点播放;总之一句话,服务端放什么,对应客户端看什么;客户端不能拉进度条;

  抓包查看对应数据

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  提示:可以看到在pc1上抓包,有大量的UDP包,对应源地址为组播服务器的ip地址,目标地址为组播地址;组播地址也只能作为目标地址出现,它永远不能成为源地址;

  总结:

  组播的优势

  1、提高网络通信的效率,降低网络流量,减轻硬件负荷;

  2、优化性能:减少冗余流量,节约网络带宽、降低网络负载;

  3、分布式应用:是多点应用成为可能;

  组播的劣势

  因为组播的应用大多是基于udp,所以组播的劣势是它没有TCP可靠,报文重复,报文失序,缺少拥塞避免机制;

  组播的应用场景

  1、多媒体、流媒体的应用,如网络电视、网络电台、实时视频/音频会议等;

  2、培训、联合作业场合的通信,如远程教育、远程医疗等;

  3、金融应用,如股票;

  4、其他任何点到多点的数据发布应用;

  组播对比电视节目

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    原文作者:Linux-1874
    原文地址: https://www.cnblogs.com/qiuhom-1874/p/15600788.html
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