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初探IP多播技术在远程监控系统中的应用
摘要:多播介于单播和广播通信之间,是可以使一台主机(多播源)发送报文到IP网络中任意位置的一组主机中的通信技术。本文主要对IP多播技术在远程监控系统中的应用进行了简要的分析。
关键词:IP多播;远程监控;应用
中图分类号: : A
一、IP多播技术
1、原理和特点
多播是一种允许一个或者多个发送者发送单一数据包到多个接收者的网络技术。不论组成员数量的多少,数据源只发送一次数据包,并且组播只向那些需要数据包的主机和网络发送包(以多播地址寻址)。在IP多播中,组成员的关系是动态的,多播接收主机可以在任何时候加入或退出多播组。此外,多播接收主机可以是任意多个多播组的成员。在共的链路上,相同的信息只需要一个多播流,从而能够很好地控制流量,减少了主机和网络的负担,提高了网络应用服务的效率和能力。
2、IP多播地址和多播组
多播地址用于标识一个IP多播,在IPv4中,IP多播使用了一个D类IP地址,地址的前4比特是1110,指出这是一个多播地址,其余的28比特标识了特殊的多播地址。IP多播地址被划分了三类:本地链路多播地址、预留多播地址和管理范围多播地址,并且都有不同的作用。本地链路多播地址主要以供本地网络段上的网络协议使用,不会被IP路由器转发出去,只能在本地网络传递;预留多播地址相当于即时多播地址,需要临时创建,组成员为临时丢弃,多播路由器会转发这些多播地址;管理范围多播地址则供在私有多播领域内使用,相当于RFC1918中定义的私有IP单播地址,不会分配给任何组或协议。
每一个多播组对应于一个多播地址,使用同一个多播地址接收数据的主机属于一个多播组。IP多播地址是动态分配的,当一个多播组建立时,为其分配一个多播地址,当多播组结束多播时,相应的多播地址也被回收,用于以后的多播。此外,IP多播地址仅能用作目的地址,它们决不能出现在某个数据报的源地址字段中,也不能出现在源路由和路由记录选项中。
3、多播协议
多播协议主要有主机与路由器之间的组成员关系管理协议和路由器与路由器之间的动态多播路由协议两种。因特网组管理协议IGMP( Group Man-agement Protocol)是最重要的组成员关系管理协议。而动态多播路由协议主要有域内和域间两种,域内主要包括PIM-DM(Protocol Independent Multicast-Dense Mode)、PIM-SM(Protocol Independent Multicast-Sparse Mode)等,域间则包括MSDP(Multicast Source Discovery Protocol)和MBGP等。
当多播主机希望加入到一个特定的多播组时,它们将使用IGMP消息来向其本地多播路由器发出信号,并开始接收组流量。主机也可以通知本地多播路由器,它们希望离开IP多播组,并且对接收多播组流量不再感兴趣。而当多播流量跨多个物理网络时,就离不开多播路由协议的支持,它运用多播路由算法构造的多播分发树来进行多播数据报的转发。
同时,多播技术在链路层还引入了IGMPSnooping和CGMP(Cisco私有协议)等二层多播协议技术,是为了有效地抑制多播数据在其中的扩散。与CGMP不同,IGMPSnoop