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作者：router哥

運(yùn)營(yíng)商服務(wù)中心

隨著Internet的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)中交互的各種數(shù)據(jù)、語(yǔ)音和視頻信息越來(lái)越多。同時(shí)，IPTV業(yè)務(wù)、新興的電子商務(wù)、網(wǎng)上會(huì)議、網(wǎng)上拍賣(mài)、視頻點(diǎn)播、遠(yuǎn)程教學(xué)等服務(wù)也在逐漸興起，組播在這些領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。

什么是組播

那什么是組播呢？主要應(yīng)用在哪些方面呢？接下來(lái)由router哥為你詳細(xì)解答。

什么是組播，組播與單播，組播與廣播有什么差別？是初學(xué)者首先要搞清楚的問(wèn)題。

我們知道單播、組播和廣播都是IP報(bào)文網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)娜N模式，它們的定義如下：

單播是主機(jī)間一對(duì)一的通訊模式，網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備根據(jù)網(wǎng)絡(luò)報(bào)文中包含的目的地址選擇傳輸路徑，將單播報(bào)文傳送到指定的目的地，只對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，不會(huì)進(jìn)行復(fù)制。它能夠針對(duì)每臺(tái)主機(jī)及時(shí)的響應(yīng)，現(xiàn)在的網(wǎng)頁(yè)瀏覽全部都是采用單播模式。

如圖1-1采用單播傳輸方式傳輸數(shù)據(jù)的，要確保有流量需求的用戶都能收到流量，數(shù)據(jù)源需要發(fā)送三份流量，相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備B也需要承載三份流量。

圖1-1 單播數(shù)據(jù)流

廣播是主機(jī)間一對(duì)所有的通訊模式，設(shè)備會(huì)將報(bào)文發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)中的所有可能接收者。設(shè)備簡(jiǎn)單地將它收到的任何廣播報(bào)文都復(fù)制并轉(zhuǎn)發(fā)到除該報(bào)文到達(dá)的接口外的每個(gè)接口。廣播處理流程簡(jiǎn)單，不用選擇路徑。

如圖1-2采用廣播傳輸方式傳輸數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)源僅發(fā)送一份流量，有流量需求的用戶可以收到流量，但是從圖中可以看出，因?yàn)閺V播的傳輸機(jī)制，無(wú)流量需求的用戶D和用戶E也收到了流量，存在流量的冗余。

圖1-2 廣播數(shù)據(jù)流

組播是主機(jī)間一對(duì)多的通訊模式，組播是一種允許一個(gè)或多個(gè)組播源發(fā)送同一報(bào)文到多個(gè)接收者的技術(shù)。組播源將一份報(bào)文發(fā)送到特定的組播地址，組播地址不同于單播地址，它并不屬于特定某個(gè)主機(jī)，而是屬于一組主機(jī)。一個(gè)組播地址表示一個(gè)群組，需要接收組播報(bào)文的接收者都加入這個(gè)群組。

如圖1-3采用組播傳輸方式傳輸數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)源僅發(fā)送一份流量，有流量需求的用戶***可以收到流量，而且無(wú)流量需求的用戶D和用戶E也不會(huì)收到冗余的流量。

圖1-3 組播數(shù)據(jù)流

組播的實(shí)現(xiàn)機(jī)制，使得組播在點(diǎn)到多點(diǎn)場(chǎng)景中，比單播和廣播具有強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)。特別在運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)中組播主要應(yīng)用IPTV、OTT業(yè)務(wù)場(chǎng)景。接下來(lái)router哥為你詳細(xì)講解運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)中主流組播路由協(xié)議技術(shù)-PIM-SM，以及組播PIM-SM協(xié)議在內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用。

組播PIM-SM協(xié)議在內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

組播路由協(xié)議在本案的CDN網(wǎng)絡(luò)中主要應(yīng)用于從OTT平臺(tái)引直播至HMS服務(wù)器以提供用戶回看，那什么是直播回看呢？請(qǐng)看以下介紹。

回看TVOD（TV On Demand）業(yè)務(wù)是數(shù)字電視系統(tǒng)將播放的直播電視節(jié)目實(shí)時(shí)錄制，用戶可以對(duì)自己感興趣的已播放節(jié)目有選擇性地收看。TVOD業(yè)務(wù)使用戶在錯(cuò)過(guò)電視節(jié)目的直播時(shí)間后的空閑時(shí)間，自主選擇電視節(jié)目進(jìn)行觀看。

小伙伴了解直播回看是怎么回事，那我們來(lái)看看組播PIM-SM協(xié)議在內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用。

圖2-1 CDN網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｐ?/span>

如圖2-1所示，某運(yùn)營(yíng)商CDN節(jié)點(diǎn)建設(shè)采用我司數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品N18010X作為匯聚交換機(jī)，采用VSU堆疊雙歸某城域網(wǎng)組網(wǎng)架構(gòu)，本次新建CDN節(jié)點(diǎn)******在N18010X交換機(jī)采用組播路由PIM-SM協(xié)議，******對(duì)相關(guān)配置過(guò)程、配置模板、流量模型進(jìn)行剖析。

配置過(guò)程如下：

1、首先將兩臺(tái)N18010X采用VSU技術(shù)組成堆疊交換機(jī)，上聯(lián)使用三層AP接口對(duì)接兩臺(tái)城域網(wǎng)CR，并以靜態(tài)默認(rèn)路由關(guān)聯(lián)BFD指向CR，而城域網(wǎng)CR通過(guò)配置HMS服務(wù)器地址段的靜態(tài)路由回指銳捷堆疊交換機(jī)，打通業(yè)務(wù)交互流量；

2、銳捷堆疊交換機(jī)需全局開(kāi)啟ACL-MAX TCAM模式及2/3層組播路由功能；

3、銳捷堆疊交換機(jī)上行城域網(wǎng)CR接口開(kāi)啟PIM-SM協(xié)議，建立PIM-SM組播鄰居關(guān)系；

4、銳捷堆疊交換機(jī)使用靜態(tài)RP方式配置RP地址，通過(guò)ACL控制組播請(qǐng)求列表；

5、銳捷堆疊交換機(jī)采用靜態(tài)引流方式，在Loopback接口開(kāi)啟組播PIM-SM協(xié)議、開(kāi)啟靜態(tài)IGMP加組實(shí)現(xiàn)靜態(tài)引流，配置靜態(tài)引流只是實(shí)現(xiàn)頻道無(wú)縫切換需求，使用戶無(wú)延遲進(jìn)行頻道切換；

6、銳捷堆疊交換機(jī)下行HMS服務(wù)器接口開(kāi)啟啟組播PIM-SM協(xié)議、IGMP協(xié)議，接收IGMP請(qǐng)求，下發(fā)頻道組播流。

銳捷交換機(jī)配置模板如下：

組播流量模式：

圖2-2 CDN網(wǎng)絡(luò)流量模型

1、完成組播協(xié)議配置后，銳捷堆疊交換機(jī)由于配置了靜態(tài)組播組加組拉流方式，會(huì)主動(dòng)向RP節(jié)點(diǎn)(路由器)請(qǐng)求組播流量，RP節(jié)點(diǎn)會(huì)先檢查請(qǐng)求對(duì)應(yīng)的組播（S，G）表項(xiàng)是否存在，如存在直接按組播轉(zhuǎn)發(fā)表發(fā)給銳捷堆疊交換機(jī)，否則，向OTT平臺(tái)發(fā)起組播請(qǐng)求報(bào)文，直播源獲取請(qǐng)求報(bào)文，返回組播流給RP節(jié)點(diǎn)，RP節(jié)點(diǎn)收到后解封裝，建立（S，G）表項(xiàng)，并將組播數(shù)據(jù)流傳遞給銳捷堆疊交換機(jī)，如圖2-2藍(lán)色線條①；

2、銳捷堆疊交換機(jī)收到下掛HMS服務(wù)器請(qǐng)求組播報(bào)文，HMS服務(wù)器收到請(qǐng)求的組播流后轉(zhuǎn)化格式進(jìn)行存儲(chǔ)，如圖2-2藍(lán)色線條②；

3、測(cè)試局點(diǎn)測(cè)試機(jī)頂盒進(jìn)行直播回看測(cè)試，首先機(jī)頂盒向OTT調(diào)度平臺(tái)請(qǐng)求HMS服務(wù)器IP地址，調(diào)度平臺(tái)匹配測(cè)試機(jī)頂盒IP地址下發(fā)CDN平臺(tái)HMS服務(wù)器IP地址給機(jī)頂盒, 如圖2-2綠色線條③；

4、機(jī)頂盒獲取到HMS服務(wù)器IP地址，通過(guò)單播方式向HMS服務(wù)器獲取視頻流，觀看視頻，圖2-2紫色線條④；

至此，組播PIM-SM協(xié)議在內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用已分享完畢。

組播路由協(xié)議在內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)中成為一門(mén)關(guān)鍵的技術(shù)，也彰顯著它巨大的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)CDN節(jié)點(diǎn)錄制直播，回看節(jié)目可***近原則獲取資源，縮短終端觀看節(jié)目的緩沖時(shí)間，也減輕地市城域網(wǎng)出口帶寬壓力和OTT平臺(tái)的負(fù)荷。

過(guò)去為了進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)直播可能要?jiǎng)佑眯l(wèi)星、地面接收站、微波線路等昂貴的設(shè)施，付出高昂的成本，而今通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)以低廉的成本***可實(shí)現(xiàn)。目前組播技術(shù)在IPTV場(chǎng)景中使用比較多，在IPTV電視直播源直播節(jié)目***是典型的點(diǎn)到多點(diǎn)模式，電視直播源通過(guò)組播技術(shù)把流量分發(fā)到多個(gè)POP點(diǎn)和區(qū)域中心，用戶根據(jù)自己需求去點(diǎn)播。