一个校园网环境下的组播系统的设计与实现

论文总字数：39335字

摘 要

随着视频、流媒体等业务在Internet上的不断发展，人们在网络平台上开发了各种业务，这些业务都是点到多点或多点到多点的数据传输，此时我们选择使用IP组播（IP multicast）技术。因此，IP组播技术的应用快速发展起来。

本论文主要对IP组播技术的产生原由、应用原理和相关的技术进行分析，最后介绍了IP组播技术在校园网络中的具体使用情况。

关键词：IP组播；通信；互连宽带

Abstract

With the video, streaming media and other business in the Internet on the continuous development of people in the network platform to develop a variety of business, these businesses are point to multipoint or multi-point to multi-point data transmission, the need for IP multicast ( Communication technology. So, the application of IP multicast technology has developed quickly.

This article mainly analyzes the causes, application principles and related technologies of IP multicast technology, and finally introduces the specific use of IP multicast technology in campus network.

Key words: IP multicast; communication; internet broadband

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 组播的产生 1

第二章 组播地址 2

2.1 组播地址原理 2

2.2组播组分类 2

2.3常用预留组播地址 2

第三章 组播网络的结构体系 4

3.1 组播的技术原理 4

3.1.1主机 4

3.1.2二层交换机 4

3.1.3路由器 4

3.2 实现IP组播的前提条件 5

3.3 组播地址的分配 6

3.4 组播树 7

第四章 组播路由协议 8

4.1 距离向量组播路由协议 8

4.1.1定义 8

4.1.2 DVMRP路由表 8

4.2 开放式组播最短路径优先协议 9

4.2.1 基本原理 9

4.2.2协议结构 10

4.3 协议无关组播 11

4.3.1 密集模式 PIM-DM 11

4.3.2 稀疏模式 PIM-SM 13

第五章 组播通信技术在校园网中的设计与实现 15

5.1 校园网园区网络 15

5.1.1校园网园区组播网络拓扑 15

5.2 校园网中组播实验 16

5.2.1 操作系统的选取 16

5.2.2路由平台的选择 16

5.2.3 实验平台的登入 17

5.3 实验配置 18

5.3.1 测试结果 21

第六章IP组播的持续发展与存在的问题 22

6.1 组播的可靠性 22

6.2 组播的安全性 22

6.3 网络的异构性导致组播的复杂性 22

结束语 24

致 谢 25

参考文献 26

附录 27

基本配置 27

第一章 绪论

1.1 引言

随着信息化时代的迅速发展，网络技术越发被依赖，视频会议、视频会议、新闻传播、网络电视、数据材料传输浏览、远程教育等多种项目，造成网络的承载压力繁重，对人类来说是一项挑战。这些项目有很多相似特点：

（1）数据内容繁多

（2）对时间要求严格

（3）维持时间久等。

因此，为了解决这些问题，通常需要我们采用特殊的方法：IP组播技术。

本篇文章从组播的产生过程到实际应用做详细地介绍。

1.2 组播的产生

传输方式有三种：单播、广播和组播。单播( unicast)，是一对一传送，即主机到主机；广播( broadcast)，以以对多的传输形式，一台主机发送数据包给多个用户。广播的传输方式不同，它只向组里有需求的多个用户（并非所有）发送数据。这种传输方式有两种优点：

（1）节省了大量带宽资源

（2）降低了环路产生的概率；

因为在不同的用户需求里，采用不同的传输方式，不会使得数据反复发送，增加不必要的麻烦，而且节约带宽，大大释放服务器的承载能力。所以，一般的单播、广播传输方式不能有效地解决一对多的发送方式带来的问题。

组播，就是一个节点子集尽全力将数据接收，形成一个组，称为组播。这个子集即我们称的组播组 ( multicast group ) 。不管在一个组中有多少用户，都只采用一对一的传输形式，即在一个传输过程中，只有一份存储数据，节约了大量带宽资源，提供的工作效率，使得传输路径保持通畅。

第二章 组播地址

2.1 组播地址原理

IP地址有5类，在划分类别时，分为ABCDE类，其中D类地址是指224.0.0.0-239.255.255.255，我们也把它规定为组播地址，如果发送组播数据包时，使用这类地址。在使用单播方式传输数据时，正常的传输形式是数据包从源地址到目的地址，使用“one by one”的传输方式在网络中存在。但是，由于组里的数据包都是不同的目的组地址，此时，“管理员”就将接收者拉到一个组里，将组地址数据包发送给组内成员并保证他们可以收到。当然，灵活多遍是组播的特点，组内的用户可以随便地加入到组里，也随时可以离开组。

2.2组播组分类

组播组是一个灵活的组，它既能像临时工一样临时存在，也能是永久不变。在组播组地址中，有些组的官方分配给使用者的，这些组就是永久的组播组。不同的组里分配的IP地址是不同的，如果是一个永远存在的组里，它的地址是长期稳定不会发生改变的，但是组内用户可以随意进出。在永久组播组中，成员的数量可以为零。能被临时组播组利用的组播地址，都是存在周期为永久的。

224.0.0.0～224.0.0.255为预留的组播地址（永久组地址），地址224.0.0.0保留不做分配，其它地址供路由协议使用；

224.0.1.0～224.0.1.255是公用组播地址，可以用于Internet；

224.0.2.0～238.255.255.255为用户可用的组播地址（临时组地址），全网范围内有效；

239.0.0.0～239.255.255.255为本地管理组播地址，仅在特定的本地范围内有效。

2.3常用预留组播地址

列表如下：

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