組播協議，是一種允許將一臺主機發送的數據通過網絡路由器和交換機復制到多個加入此組播的主機，一對多的通訊方式。

簡介

組播協議與廣泛使用的單播協議的不同之處在于，一個主機用單播協議向n個主機發送相同的數據時，發送主機需要分別向n個主機發送，共發送n次。一個主機用組播協議向n個主機發送相同的數據時，只要發送1次，其數據由網絡中的路由器和交換機逐級進行復制并發送給各個接收方，這樣既節省服務器資源也節省網絡主干的帶寬資源。與廣播協議相比，只有組播接收方向路由器發出請求后，網絡路由器才復制一份數據給接收方，從而節省接收方的帶寬。而廣播方式無論接收方是否需要，網絡設備都將所有廣播信息向所有設備發送，從而大量占據接收方的接入帶寬。

組播協議歷史

在1980年代初斯坦福大學的一位博士生叫Steve Deering，在為其導師David Cheriton工作，設計一種叫做Vsystem的分布式操作系統。此操作系統允許一臺計算機使用MAC層組播向在本地Ethernet段的一組其他計算機傳遞信息。隨著工作的擴展組播必須跨越路由器，所以必須將組播擴展到OSI模型的第三層，此歷史重任落到了Steve Deering身上，他總結了組播路由的通信協議基礎，并最終在1991年12月發表的博士論文中進行了詳細的闡述。

優勢

組播協議的優勢在于當需要將大量相同的數據傳輸到不通主機時：

1．能節省發送數據的主機的系統資源和帶寬；

2．組播是有選擇地復制給又要求的主機；

3.組播可以穿越公網廣泛傳播，而廣播則只能在局域網或專門的廣播網內部傳播；

4. 組播能節省網絡主干的帶寬。

缺點

與單播協議相比，組播沒有補包機制，因為組播采用的是UDP的傳輸方式，并且不是針對一個接受者，所以無法有針對的進行補包。所以直接組播協議傳輸的數據是不可靠的。

組成

組播協議主要包括組管理協議（IGMP）和組播路由協議（密集模式協議（如DVMRP，PIM-DM）、稀疏模式協議（如PIM-SM，CBT） 和鏈路狀態協議（MOSPF））。

* 組管理協議IGMP

主機使用IGMP通知子網組播路由器，希望加入組播組；路由器使用IGMP查詢本地子網中是否有屬于某個組播組的主機。

* 加入組播組

當某個主機加入某一個組播組時，它通過“成員資格報告”消息通知它所在的IP子網的組播路由器，同時將自己的IP模塊做相應的準備， 以便開始接收來自該組播組傳來的數據。如果這臺主機是它所在的IP子網中第一臺加入該組播組的主機， 通過路由信息的交換，組播路由器加入組播分布樹。

* 退出組播組

在IGMP v1中，當主機離開某一個組播組時，它將自行退出。組播路由器定時(如120秒) 使用“成員資格查詢” 消息向IP子網中的所有主機的組地址（224.0.0.1）查詢，如果某一組播組在IP子網中已經沒有任何成員， 那么組播路由器在確認這一事件后， 將不再在子網中轉發該組播組的數據。與此同時，通過路由信息交換， 從特定的組播組分布樹中刪除相應的組播路由器。 這種不通知任何人而悄悄離開的方法， 使得組播路由器知道IP子網中已經沒有任何成員的事件延時了一段時間，所以在IGMP v2.0中，當每一個主機離開某一個組播組時， 需要通知子網組播路由器，組播路由器立即向IP子網中的所有組播組詢問，從而減少了系統處理停止組播的延時。

* 組播路由協議

要想在一個實際網絡中實現組播數據包的轉發，必須在各個互連設備上運行可互操作的組播路由協議。 組播路由協議可分為三類：密集模式協議（如DVMRP，PIM-DM）、稀疏模式協議（如PIM-SM，CBT） 和鏈路狀態協議（MOSPF），下面分別介紹各個協議的工作原理。

* 距離向量組播路由協議

DVMRP由單播路由協議RIP擴展而來，兩者都使用距離向量算法得到網絡的拓撲信息，不同之處在于RIP根據路由表前向轉發數據， 而DVMRP則是基于RPF。為了使新加入的組播成員能及時收到組播數據，DVMPR采用定時發送數據包給所有的LAN的方法， 然而這種方法導致大量路由控制數據包的擴散，這部分開銷限制了網絡規模的擴大。另一方面，DVMRP使用跳數作為計量尺度， 其上限為32跳，這對網絡規模也是一個限制。提出了分層DVMRP，即對組播網絡劃分區域， 在區域內的組播可以按照任何協議進行，而對于跨區域的組播則由邊界路由器在DVMRP協議下進行，這樣可大大減少路由開銷。

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