IP多播路由协议的分析与比较冯晋雯,潘爱民(北京大学计算机研究所,北京100871)摘要:介绍了在Internet上使用的IP多播路由技术的概念,然后基于具体多播模型,分析了现有的IP多播路由协议,重点对这几种多播路由协议的适用性、核心思想、优劣势和可扩展性进行了比较。中图分类号:TP393文献标识码:AAnalysisandComparisonofIPMulticastRoutingProtocolsFENGJin2wen,PANAi2min(InstituteofComputerScienceandTechnology,PekingUniversity,Beijing100871,China)Abstract:MulticastisanimportanttechnologyinthefutureInternet.NowthereareseveralprotocolsdefinedformallybyIETF,eachofthathasitsownspecialty.Thispapermainlycomparesthedifferencesamongthemonapplicability,mechanism224.0.0.0到239.255.255.255,可以看出,它的地址没有层次之分。一般在多播应用程序中动态地生成或静态地指定,没有统一的地址管理机制,必须使用一定的网络资源来对这些地址进行实时监控。组的地址由发起者申请,在系统结束后归还,若某个主机要加入一个组,需向所在子网发送一个广播消息,通知本子网内的邻接路由器它要加入哪个组,经路由器接收后,以后发向这个组地址的数据报会向组内成员转发。组地址的定义使得组成员对发送端和路由器透明,发送端发送数据报时,不必知道每个组成员的地址,只向组地址发送即可;路由器接收到数据报时,要判断子网内是否存在该组成员,它定期地使用组成员管理消息IGMP14来进行组成员的查询,组成员向它发送确认消息。IP多播路由采用树型结构进行数据的转发,从而尽可能地避免了数据在同一“通道”上的重叠,而且以并行的方式到达不同的接收者;同时,数据的复制仅在树的分叉处进行,避免了数据的回路,使网络中传送的数据报数量最小。一般地,树型结构的路由要达到的最终目标是争取最小的链路开销和最小的延迟,但没有哪种树型结构可以同时做到这两点。目前的树型1引言随着下一代因特网的发展,多媒体的传输对网络的要求日益增大,现有点到点的传输方式(单播)难以满足大用户量的服务需求,因为它在每个发送方与接收方之间都建立了一个单独的“通道”,多播技术就是针对这个问题而提出的一种传输方式。它允许路由器一次将数据报复制到多个通道上,发送方只需发送一个数据报,所有的目的地都可以收到这个数据报,从而大大减少网络通讯量,节省网络资源,进一步提高网络传输效率。视频会议、网络教学、计算机协同工作等一系列新业务都需要有效地利用现有的带宽技术来使多个接收方同时接收一个源发送的相同信息,要求网络能实现多点间实时的交互式通信。在IP层上实现多播需要网络设备(路由器)的支持,这样才能在主机上运行多播应用程序,这大大限制了多播技术的发展。同时,为了测试和研究新的多播协议和多播应用程序,有必要找到一种方法,使得无需将整个因特网上的设备都转换成支持多播的设备,就可以运行多播应用程序,这导致了多播主干实验网“MBone”的诞生1。MBone将网络分成一个个单独的区域,每个区域内运行一定的多播协议,而区域间采用“隧道”连接以穿过不支持多播的网络。最初用的协议是DVMRP,现在的设备大都支持PIM协议。路由问题是多播技术中的核心问题,直接关系到资源利结构主要有两种2:基于源的树(SBT)和共享树(ST)。SBT中以最短路径树SPT为代表。SPT以源为根节点,在源与目标节点间提供最小的延迟,而不考虑链路的开销,它适用于通信量大、时延要求低的实时应用。当接收端分布较稀疏且数据流量较小,为每个源建立一棵SPT的开销相对则较大,而且在每个路由器中需要存储大量的信息,可扩展性不高。它是密集模式下广泛采用的树型结构。ST中分为SMT(SteinerMinimalTree)和中心树,每个组提供一个中心点,以这个点建立一棵树,由这个组的成员共享。2IP多播机制及路由树的分类IP多播地址在目前IPv4的地址分类中属于D类,范围从基金项目:国家科技部863计划(2001AA114141)收稿日期:2002-09-26作者简介:冯晋雯(1980-),女,宁夏大武口人,硕士研究生,主要研究方向:计算机网络、信息安全;潘爱民(1970-),男,浙江海宁人,副研究员,主要研究方向:组件技术、网络与信息安全.第3期冯晋雯等:IP多播路由协议的分析与比较19数据报首先...