一、组播部署背景

1、广播方式部署点到多点应用

广播方式所存在的问题：

①地域范围限制

②安全性无法保障

③有偿性无法保障

2、单播方式部署点到多点应用

单播方式所存在的问题：

①重复流量过多

②消耗设备和链路带宽资源

③难以保证传输质量

3、组播方式部署点到多点应用

①无重复流量

②节省设备与带宽资源

③安全性和有偿性得到保障

二、组播的概述

1、组播通信是一种一对多的通信方式，组播报文（目的IP地址为组播IP地址的报文）发向一组接收者，这些接收者需要加入到相应的组播组中才会收到发往该组播组的报文

2、一个组播IP地址并不是表示具体的某台主机，而是一组主机的集合，主机声明加入某组播组即标识自己需要接收目的地址为该组播地址的数据

三、组播网络角色

1、组播源

组播流量的发送源，服务器server就是组播源（在ensp中为mcs）。在典型的组播实现中，组播源不需要激活任何组播协议

2、组播接收者

期望接收特定组播组流量的终端pc或者其他类型的设备。只有加入特定组播组的接收者，才会收到发往该组的组播流量

3、组播组

采用了一个特定的组播IP地址标识的群组

4、组播路由器

①激活了组播路由功能的路由器

②在组播网络中，有两种角色需要额外关注，

⑴第一跳路由器

第一跳路由器是直接面对组播源的组播路由器，它将直接从组播源接收组播流量，也就是说，它是组播流量进入组播网络的入口

⑵最后一跳路由器

最后一跳路由器是直接面对组播接收者的路由器，它除了负责将其从组播网络中收到的组播流量从存在接收者的接口转发出去，同时也负责维护其直连网络中的组成员关系

四、组播网络架构

1、组播源与第一跳路由器构成第一部分

①组播源无需运行任何组播协议，只需要将组播报文发送出来

②组播报文在传输层通常采用UDP封装，在网络层采用IP封装

2、网络中的组播路由器所组成的组播网络构成第二部分

①为了能正确转发组播报文，路由器需要通过组播协议来维护组播路由表

②常见的组播协议有PIM（协议无关组播）、MOSPF、MBGP等

③组播路由协议有两个功能，

⑴在网络中形成一棵组播分发树，用来表示组播流量的传输路径

⑵组播路由协议还可以进行防环，它拥有相应的机制确保组播报文在正确的接口到达、并从正确的接口转发出去

3、最后一跳路由器和组播接收者构成第三部分

①对于最后一跳路由器，他们需要通过某种机制查询及发现其直连网段中是否存在组成员。只有当最后一跳路由器获知存在组成员时，才会向该网段转发该组的流量。

②对于接收者，他们可以通过IGMP（因特网组管理协议）让最后一跳路由器知晓自己作为组成员的存在

五、组播IP地址

1、D类IP地址就是组播IP地址（224.0.0.0-239.255.255.255），用于标识一组接收者

2、与A、B、C类地址不同，D类IP地址不能作为源IP地址使用，只能作为目的IP地址使用。换句话说，我们不能将组播IP地址分配给一台设备的任何接口。另外，D类IP地址是不能进行子网划分的

3、组播IP地址分类

4、IP组播常见模型分为ASM模型和SSM模型

六、组播MAC地址

1、Mac地址存在三种类型：单播Mac地址、组播Mac地址和广播Mac地址。第一个八位组的最低比特位为0，则这是一个单播mac地址；第一个八位组的最低比特位为1，则这是一个组播mac地址；广播Mac则是48个比特都是1的Mac地址。

2、组播IP与Mac地址的映射关系

首先将IP地址换算成二进制格式，然后将其低23bit拷贝到Mac地址的低23bit，而Mac地址的前25位bit是固定的，即01-00-5e（前24bit）+0（第25bit）+23位bit的映射

由于组播IP地址的前4bit是固定的“1110”，而其最后23bit被拷贝到组播Mac地址中，因此组播IP地址中有5bit是没有映射到mac地址中的，这就存在每2^5个组播IP地址共享一个组播Mac地址的现象，这种现象在某些场景会对网络造成影响，即转发不明确的问题

七、组播分发树

1、SPT（最短路径树）

①SPT也叫源路径树，以组播源作为树根，将组播源到每一个接收者的最短路径结合起来构成的转发树

②在实际网络中，组播路由表可能包含多个表项，每个表项都存在四个关键信息：组播源地址、组播组地址、入接口和出接口，而组播路由表项分为两种类型：（S,G)和（*，G）

③对于SPT而言，则是（S,G），但每台路由器都为每个组播组的不同组播源创建单独的（S,G）表项

（S,G），iif,oiflist

⑴S:源地址

⑵G:组地址

⑶iif：入接口

⑷oiflist：出接口

④SPT的优点：路径最优，延迟最小；

SPT的缺点：占用内存较多

2、RPT（共享树)

①使用放在网络的某些节点的单独的公用根，根据组播路由协议，这个根常被称为RP（汇合点）

②RPT使用的是（*，G）表项，其中路由器对于每个组播组仅需维护一个（*，G）表项

（*,G），iif,oiflist

⑴*:任何源地址

⑵G:组地址

⑶iif：入接口

⑷oiflist：出接口

③RPT的优点：内存消耗小

RPT的缺点：存在次优路径