利用MSTP网络的组播功能实现中IPTV业务的承载

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1、利用MST网络的组播功能实现中IPTV业务的承载MSTP组播；IPTV。ImplementationofIPTVServicecarriedinMSTPNetworkbasedontheIPMulticastTechnologyCGMP,IGMPSnoopingprotocolsonLayerTwoareintroducedtoIPmulticastnetworksystemstructure,inordertopreventionofthemulticastdatafloodingondatalinklayer,ZTEsMSTPequipmentprovideL2swtichfunction

2、andenableIGMPSnoopingprotocoletc.Inthispaper,weintroducesomerelevantmulticastprotocols,andthen,putforwardapracticaltechnologysolutionofIPTVServicecarriedinMSTPNetwork.什么时候需要使用到组播互联网多媒体业务诸如：流媒体，视频会议和视频点播等，正在成为信息传送的重要组成部分。点对点传输的单播方式不能适应这一类业务传输特性一一单点发送多点接收，如IPTV。因为服务器必须为每一个接收者提供一个相同内容的IP报文拷贝，同时网络上也重复地传

3、输相同内容的报文，占用了大量资源。如图1.1所示。虽然IP广播允许一个主机把一个IP报文发送给同一个网络的所有主机，但是由于不是所有的主机都需要这些报文，因而浪费了网络资源。在这种情况下组播(multicast)应运而生，它的出现解决了一个主机向特定的多个接收者发送消息的方法。图1.1IP组播技术有效地解决了单点发送多点接收的问题。实现了IP网络中点到多点的高效数据传送，能够大量节约网络带宽降低网络负载。组播技术涵盖的内容相当丰富从地址分配，组成员管理，到组播报文转发，路由建立，可靠性等诸多方面。IP组播IP组播是指一个IP报文向一个“主机组”的传送，这个包含零个或多个主机的主机组由一个单独的

4、IP地址标识。主机组地址也称为“组播地址”，或者D类地址。除了目的地址部分，组播报文与普通报文没有区别，网络尽力传送组播报文但是并不保证一定送达。主机组的成员可以动态变化，主机有权选择加入或者退出某个主机组。主机可以加入多个主机组，也可以向自己没有加入的主机组发送数据。主机组有两种：永久组和临时组。永久组的IP地址是周知的，由Internet管理机构分配，是保留地址。临时组的地址则使用除永久组地址外的非保留D类地址。组播地址IP组播地址，或称为主机组地址，由D类IP地址标记，D类IP地址的最高四位为“1110”，起范围从224.0.0.0到239.255.255.255。临时主机组的组播地址由

5、网络管理员选择，他需要保证这个地址在一定的范围内没有其他的主机组在使用这个组播地址。第2层的组播地址（组播MAO址）可以从IP组播地址中衍生。计算方法是把IP地址的最后23位拷贝到MAC地址的最后23位，然后把这23位前面的那一位置为0。MAC&址的前24位必须为0x01-00-5E。例如：组播IP地址224.0.1.128，16进制表示为0xE0-00-01-10，最低的23位为0x00-01-10,计算得出的MA电址为：0X01-00-5E-00-01-10。IGMP和IGMPSnooping介绍IGMP原理组播地址解决了组播数据发送给谁的问题。对于信息的发送方来说相当简单，但接收方却十分

6、复杂。接下来就是如何接收组播消息。Internet组管理协议（InternetGroupManagementProtocol,IGMB由主机成员关系协议发展而来，目前有三个版本：IGMPv1（RFC1112），IGMPv2（RFC2326），IGMPv3（RFC3376）。IGMPvlRFC1112中定义了基本的组成员查询和报告过程。目前通用的是IGMPv2,在IGMPvl的基础上添加了组成员快速离开的机制。IGMPv3中增加的主要功能是成员可以指定接收或指定不接收某些组播源的报文。IGMP协议运行于主机和与主机直接相连的组播路由器之间。IGMP实现的功能是双向的：一方面通过IGMP协议，主机

7、通知本地路由器希望加入并接收某个特定组播组的信息；另一方面路由器通过IGMP协议周期性地查询局域网内某个已知组的成员是否处于活动状态，即该网段是否仍有属于某个组播组的成员，实现所连网络组成员关系的收集与维护。通过IGMP在路由器中记录的信息是某个组播组是否在本地有组成员而不是组播组与主机之间的对应关系。IGM冏肖息被置于IP报文中传送。IGMPvl的报文如图2.1所示。IGMPvl中定义了两种消息类型：主机成员询问和主机成员报告。当某主机想要加入某个组播流量时，它向本地的组播路由器发送主机成员报告消息，告知欲接收的组播地址。组播路由器收到主机成员报告消息后把该主机加入指定的主机组，并在设定的周

8、期内向组播地址224.0.0.1（代表所有支持组播的主机）发送主机成员询问消息。主机如果还想继续接收组播流量，必须发送主机成员报告消息。图2.1IGMPvl的报文格式IGMPv2的报文如图2.2所示。与IGMPvl不同的是它将版本字段和消息类型字段融合，把未使用字段作了最大响应时间字段。IGMPv2报文的消息类型字段定义了四种消息类型：图2.2GMPv2的报文格式0x11-成员询问0x12-IGMPv1成员报告0x16-IGMPv2成员报告0x17-退出主机组IGMPv2向前兼容IGMPvl协议，IGMPvl的设备可以接收处理IGMPv2的消息报文。IGMPv2中允许路由器对指定的主机组地址做

9、成员询问，非该组的主机不必响应。如果某主机想退出，它可以主动向路由器发送退出主机组消息，而不必像IGMPvl中那样只能被动退出。二层交换设备使用IGMPSnooping(IGMP侦听)动态配置二层交换接口来限制多播业务的广播，多播业务只转发到和IP多播业务相关的接口。顾名思义，IGMPSnooping需要交换设备侦听路由器和主机之间的IGMPB议报文的传送，跟踪组播组和成员端口。当二层以太网交换机收到主机和路由器之间传递的IGMP报文时，IGMPSnooping分析IGMP报文所带的信息。当监听到主机发出的IGMP主机报告报文(IGMPhostreportmessage)时，交换机就将与该主机

10、加入到相应的组播表中；当监听到主机发出的IGMP离开报文(IGMPleavemessage)时，交换机向主机发送IGMP查询报文，同时启动定时器，当定时时间内没有收到报告报文，将IGMP离开报文转发给路由器，并删除与该主机对应的组播表项，否则丢弃离开报文。当监听到路由器发出的IGMP查询报文(IGMPquerymessage)时，一方面交换机就将IGMP查询报文转发给主机，同时启动查询定时器，当查询定时器超时时，删除与该主机对应的组播表项；另一方面学习到路由器端口。通过不断地监控IGMP报文，交换机就可以在建立和维护IP组播地址表。之后，交换机就可以根据IP组播地址表进行转发从路由器下发的组播

11、报文。没有运行IGMPSnooping时，组播报文将在二层广播。如下图所示：图3.1没有IGMPSnooping时组播报文传播过程运行 IGMP Snooping 后，报文将不再在二层广播，而是进行二层组播。如下图所示：图3.2实现IGMPSnooping时组播报文传播过程中兴MSTFB据板的IGMPSnooping实现IGMP查询报文(IGMPQuerymessage)处理IGMP通用查询报文是组播路由器向组播组成员发送的报文，用于查询哪些组播组存在成员。处理过程如下：a) 接收到查询报文后，记录路由端口。b) 重新设置老化标志c)Vlan内转发2) IGMP报告报文(IGMPMembers

12、hipReportmessage)处理IGMP报告报文是主机向组播路由器发送的报告报文，用于申请加入某个组播组或者应答IGMP查询报文。处理过程如下：b) 设置或更新表项的老化定时器c) 转发报文到路由端口3) IGMP离开报文(IGMPLeavemessage)处理IGMP离开报文是组播组成员向组播路由器发送的报文，用于告知路由器主机离开了某个组播组。处理过程如下：a) 记录离开报文内容，并启动定时器b) 发送查询报文给接收到离开报文的端口c) 若1秒内接收到报告报文，丢弃保存的离开报文，删除定时器d) 若1秒内没有接收到报告报文，则转发离开报文到路由端口；将该主机端口从组播表中删除；删除定

13、时器。4）协议启用/禁用处理a） 协议禁用，置协议禁用标志；删除所有的组播表；b） 协议启用，置协议启用标志；重新启用定时任务c） 删除Vlan删除与此VLANffi关的所有组播表项IGMPSnooping配置和调试手段IGMPSnooping的配置比较简单，打开网管设备管理以太网管理数据板组播属性配置：（此项配置同时影响IGMPSnooping和PIMSnooping）选择需要配置的单板，如果启用组播则选择“动态组播”，禁用则选择“无限制”。在IPTV业务中的具体应用IPTV业务介绍IPTV是在电信网络IP技术架构基础上实现多媒体视频节目互动传播的方式。用户可以通过“IP机顶盒+电视”的方式

14、获得IPTV服务。IPTV音视频直播类业务的特点是，频道固定，数据传输带宽要求较高，访问量大。与点播类业务不同，收看直播节目的用户看到的是相同的内容，因此，网络适合采用组播方式向用户提供服务。组播技术可以减少直播对带宽资源的占用。因此，IPTV承载网应提供对组播的支持。SECa据板的组播功能在IPTV业务中的应用组网图配置说明NE1的#11SECGE口连接至BRA般备数据源，作为IPTV的源节点；NE1的#12SECH板GE口连接至中心局DSLA般备；NE2的#11SECGE口连接至本地DSLA璇备，作为IPTV业务的本地接收节点。NE1的#11SECF启#1-#8VCG其中#1-#4VCB定

15、在Trunk-1#中对应NE2方向，#5-#8VCG绑定在Trunk-2#对接给#12SEC的Trunk-1#使用。#12SEC#5-#8VCG绑定在Trunk-2#同时给下方的环上站点IPTV业务使用。NE2白#11SEC开启#1-#8VCG其中其中#1-#4VCG绑定在Trunk-1#对应NE1方向，#5-#8VCG绑定在Trunk-2#对接给下方的站点使用。各SECI板启用动态组播协议。所有端口都划分到同一个VLAN#3999中。运行效果检查可以通过如下方式检查其IPTV业务的组播运行效果：维护-以太网维护-查询组播状态NE1的11#SEC|板：（每个IP地址代表了一个组播组，这里显示2

16、个组播组（也就是2个TV频道)225.66.0.1、225.66.0.1,其中的Port端口信息表示这个组播组包括了哪些端口)。NE1的12#SEC|板：维护-以太网维护-MSTP通用查询，选择组播组信息(MulticastGroupInfo)。结论随着互联网的快速发展IPTV业务逐步普及。目前国内各运营商传输本地网仍以基于SDHK术的MST啊络为主体，所以发挥MST啊络资源去承载IPTV等新兴的互联网数据业务是运营商需要解决的一个课题。本文经过分析和研究，提出在中兴MSTP网络中利用组播功能实现IPTV业务承载的方案，并给出具体配置、调试记录和验证结果。实际证明了这种方案对于运营商现网是十分可行的，具有实际使用的价值。