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摘 要

科技革命是21世纪专有的代名词，新兴科技不断涌现，尖端科技日新月异。随着时代向前高速的发展，人们的需求更加多样化以及复杂化，之前以点对点为特点的传输方式的FTP和e-mail已经被甩在了时代的末端，现在点对多点或者多点对多点的传输方式更加受到大众的偏爱。

基于这种形势，IP组播技术开始出现在人们的视野中，它的存在极大程度上使人们的生活更加便捷，而且人们的需求也能进一步得到满足，所以该项技术拥有更大的潜力，值得我们对它进行广泛的开发与研究。为了读者能对IP组播技术有宏观上的认识，下文将会着重介绍组播的原理、组播的转发以及采用PIM协议的IP组播实现通信。

关键词：IP组播；通信；互连宽带；PIM

Architecture And Implementation of Multicast Network Based on PIM Protocol

Abstract

Science and technology revolution is synonymous with the 21st century, emerging technologies continue to emerge, cutting-edge technology with each passing day. With the rapid development of the times, people"s needs are more diversified and complicated, before the point-to-point transmission mode of FTP and e-mail has been thrown in the end of the times, now point to multipoint or multipoint Multi-point transmission is more popular by the public.

Based on this situation, IP multicast technology began to appear in people"s vision, its existence to a large extent so that people"s lives more convenient, and people"s needs can be further met, so the technology has greater potential , It is worth our extensive development and research. For the reader to have a macro understanding of IP multicast technology, the following will focus on the principle of multicast, multicast forwarding and the use of PIM protocol IP multicast to achieve communication.

Key words: IP multicast; Communication; Interconnection broadband; PIM

目录

摘 要 Ⅰ

Abstract  Ⅱ

第一章 引言 1

第二章 组播网络的体系结构 2

2.1 组播的工作原理 2

2.2 实现IP组播的前提条件 4

2.3 组播地址分配与MAC地址 4

2.3.1 组播地址的详细分配 5

2.3.2 组播MAC地址 6

2.3.3 以太网与FDDI组播MAC地址映射 7

2.3.4 令牌环网组播媒体访问控制地址的映射 7

2.3.5 组播树 7

2.4 组管理协议IGMP 9

第三章 组播转发 10

3.1 逆向路径转发 10

3.2 组播转发缓存 10

3.3 TTL阈值 10

3.4 管理权限边界 11

第四章 组播路由协议 12

4.1 DVMRP(距离向量组播路由) 12

4.1.1DVMRP路由表 12

4.1.2DVMRP消息格式 13

4.1.3DVMRP包类型 13

4.2有核树组播的路由协议简述 13

4.3开放式组播优先最短的协议 14

4.4 协议无关组播 15

4.4.1 PIM-DM介绍 15

4.4.2 PIM-SM 介绍 17

第五章IP组播中存在的问题与发展 20

5.1 组播的可靠性 20

5.2 组播的安全性 20

5.3 网络的异构性导致组播的复杂性 20

5.4 IP组播的优点 20

5.5 IP组播的缺点 21

5.6 组播应用 21

5.6.1 点对多点的应用 21

5.6.2 多点对多点的应用 22

5.6.3 多点对点的应用 22

第六章 基于PIM-SM协议网络组播通信的架构与实现 23

6.1 实验软件的选择 23

6.2 基于PIM-SM协议的网络组播的实现 23

致 谢 27

参考文献 28

第一章 引言

我们当代所处的社会可以定义为被科技充斥的社会，不管人工智能还是VR技术等尖端科技都是人类意识活动的产物，是人类科技文明的象征，但是这些技术的发展都要依托于互联网。互联网的存在给繁多的新潮的应用提供了平台，而在这些应用中尤其是多媒体网络应用，譬如进行网络视频会议、IP TV、网络广播等都需要高速的带宽为支撑。但是时间一长宽带还有网络等都会出现一系列的问题，带宽的老化以及网络拥挤等问题会导致数据加载缓慢、甚至丢失。换句话说，与单播传输相关的功能渐渐被淘汰，现代网络已经成为大众的宠儿。

这时，组播的技术就显得尤为关键，它的存在创新了单播传输其中的一些功能并且有助于解决传统单播传输的一些问题。组播应用的研究与开发给人们带来的好处是难以估量的，掌握网络的流量和节省网络宽带只能算作全部好处的冰山一角，它还能够减轻CPU和服务器的负荷，使冗余的流量得到充分利用。人们看到了组播网络能给人类带来更光明的未来，结果以几何式速度增长的使用者开始纷纷涌入这个网络中来，即便这样，核心网络中的宽带也不会受到一丝一毫的影响。正因为这些优势，组播技术才能在众多网络技术当中脱颖而出。人们为了能够疏解网络上的压力，从4个方面进行研究：

●增加互连的带宽

●分开和集中服务器，减少网络的流量，减轻骨干网的网络压力

●采用QoS的机制，把带宽分配给一些其它应用

●采用IP组播技术

第二章 组播网络的体系结构

组播网络的体系由以下4种方式构成：①组播的基本工作原理、②实现组播的条件、③组播的地址分配方案及与MAC地址映射、④Internet组管理协议。接下来对这些结构进行简单的了解。

2.1 组播的工作原理

组播技术从本质上看就是一种网络技术，它是对传统网络技术的深化及升华，它使单个数据包从一个或多个发送者发送到多个接收者的情况成为可能。他们之间的对应关系并不是杂乱无章的，特定的组播组接收组播源才算完成了一次分组，而只有在这个组播组的成员才能够有资格接收数据包。也就是主机进入或者离开组播组具有很强的任意性，这属于一个动态的过程。

在这之中，路由器起着至关重要的作用，这种相关的联系处在路由器的观察之中，之后一条无回路的路径就会构筑完成，这对组播成员来说是一条单行道，在这条路径上的路由器的讯息会进入到人们的认知中。只要目标局域网接收到消息，该消息就会在第一时间被转发到主机组播里，如此一来，网络的带宽能够节省下来。在整个网络上存在无数条链路，也可以有无数的目标地址，但是不管存在多少个目标地址，数据包只会以单一的形式在其中的一条链路上进行传送。下面我们就简单的介绍一下当前网络使用的三种通讯方式，图2-1为三种通讯传递数据的过程。

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