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作者:router哥
運(yùn)營商服務(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)、語音和視頻信息越來越多。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、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。它能夠針對每臺(tái)主機(jī)及時(shí)的響應(yīng),現(xiàn)在的網(wǎng)頁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)場景中,比單播和廣播具有強(qiáng)大的優(yōu)勢。特別在運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)中組播主要應(yīng)用IPTV、OTT業(yè)務(wù)場景。接下來router哥為你詳細(xì)講解運(yùn)營商網(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,******對相關(guān)配置過程、配置模板、流量模型進(jìn)行剖析。
配置過程如下:
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ACL控制組播請求列表;
5、銳捷堆疊交換機(jī)采用靜態(tài)引流方式,在Loopback接口開啟組播PIM-SM協(xié)議、開啟靜態(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)頻道無縫切換需求,使用戶無延遲進(jìn)行頻道切換;
6、銳捷堆疊交換機(jī)下行HMS服務(wù)器接口開啟啟組播PIM-SM協(xié)議、IGMP協(xié)議,接收IGMP請求,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)請求組播流量,RP節(jié)點(diǎn)會(huì)先檢查請求對應(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)起組播請求報(bào)文,直播源獲取請求報(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)器請求組播報(bào)文,HMS服務(wù)器收到請求的組播流后轉(zhuǎn)化格式進(jìn)行存儲(chǔ),如圖2-2藍(lán)色線條②;
3、測試局點(diǎn)測試機(jī)頂盒進(jìn)行直播回看測試,首先機(jī)頂盒向OTT調(diào)度平臺(tái)請求HMS服務(wù)器IP地址,調(diào)度平臺(tái)匹配測試機(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)中成為一門關(guān)鍵的技術(shù),也彰顯著它巨大的優(yōu)勢,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。
過去為了進(jìn)行現(xiàn)場直播可能要?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。