組播與QOS詳解學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1組播與組播與QOS詳解詳解(xin ji)第一頁，共57頁?？捎糜诎l(fā)送數(shù)據(jù)給多個(gè)接收者帶寬的有效利用減少主機(jī)或者路由器的系統(tǒng)資源消耗(xioho)可用于接收者地址不可知情況可用于一組接收者針對同一數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼埱笮枨蟮?頁/共57頁第二頁，共57頁。第2頁/共57頁第三頁，共57頁。提高效率: 控制網(wǎng)絡(luò)通信并且降低服務(wù)器的CPU負(fù)擔(dān)優(yōu)化性能(xngnng): 減少不必要的冗余通信分布式應(yīng)用: 使多點(diǎn)應(yīng)用成為可能第3頁/共57頁第四頁，共57頁。組播基于UDP協(xié)議：盡力傳輸模式: 傳輸丟包是可以預(yù)料到的. 因?yàn)榻M播應(yīng)用程序處理數(shù)據(jù)采用非可靠性傳輸.沒有擁塞回避功能: TCP協(xié)議中的滑動(dòng)窗口

2、機(jī)制可以控制網(wǎng)絡(luò)擁塞. 如果有此功能，組播程序便可以檢測和避免擁塞.復(fù)制功能: 一些組播協(xié)議架構(gòu)(ji u)需要能夠支持復(fù)制數(shù)據(jù)包功能，以備不時(shí)之需.如果組播程序支持此功能便可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)包的復(fù)制.隊(duì)列傳輸: 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞母淖冇绊戧?duì)列傳輸組播應(yīng)用程序需要能解決此問題第4頁/共57頁第五頁，共57頁。點(diǎn)到多模式: 單個(gè)主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)(shj)給多個(gè)接收者多到多模式: 一組主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)(shj)給同一個(gè)組播組的成員多到點(diǎn)模式: 一批接收者發(fā)送返回?cái)?shù)據(jù)(shj)給源 (通過 單播 或 組播 方式)第5頁/共57頁第六頁，共57頁。Corporate BroadcastsDistance LearningTr

3、ainingVideoconferencingWhiteboard/CollaborationMulticast File TransferData and File ReplicationReal-Time Data DeliveryFinancialVideo-on-DemandLive TV and Radio Broadcast to the Desktop第6頁/共57頁第七頁，共57頁。IP 組播地址:Class D address Range from 224.0.0.0 through 239.255.255.255IANA分配(fnpi)的公有組播地址：Reserved us

4、e: 224.0.0.0 through 224.0.0.255224.0.0.1 (all multicast systems on subnet)224.0.0.2 (all routers on subnet)224.0.0.4 (all DVMRP routers)224.0.0.13 (all PIMv2 routers)224.0.0.5, 224.0.0.6, 224.0.0.9, and 224.0.0.10 used by unicast routing protocols第7頁/共57頁第八頁，共57頁。 IP Multicast MAC Address Mapping E

5、thernet第8頁/共57頁第九頁，共57頁。RFC 2236 組播 查詢報(bào)文在轉(zhuǎn)發(fā)組播數(shù)據(jù)到subnet子網(wǎng)時(shí)，路由器先發(fā)送組播查詢包用于確認(rèn)(qurn)是否有組播成員在該子網(wǎng)中. 離開組播消息報(bào)文如果主機(jī)需要離開所在組播組，它就發(fā)送離開報(bào)文.第9頁/共57頁第十頁，共57頁。第10頁/共57頁第十一頁，共57頁。1.H2 發(fā)送(f sn)離開報(bào)文.2.Router 發(fā)送(f sn)組播查詢報(bào)文.3.其他組播成員發(fā)送(f sn)report, 所以組播數(shù)據(jù)傳輸仍然處于actvie.第11頁/共57頁第十二頁，共57頁。Cisco Group Management Protocol (CGM

6、P): 簡單, 私有(syu); 路由器和交換機(jī)支持IGMP snooping: 復(fù)雜, 公共標(biāo)準(zhǔn); 僅交換機(jī)支持第12頁/共57頁第十三頁，共57頁。解決方法 1: CGMP在交換機(jī)和路由器上運(yùn)行.路由器發(fā)送CGMP報(bào)文到交換機(jī)，使用 CGMP multicast MAC address0100.0cdd.ddddCGMP 報(bào)文包含:Type field: 加入(jir)或者離開 IGMP客戶端的MAC地址 組播的MAC地址交換機(jī)實(shí)用CGMP報(bào)文中的信息針對特有的組播MAC地址進(jìn)行添加或者移除進(jìn)入.第13頁/共57頁第十四頁，共57頁。解決方法 2: IGMP snooping交換機(jī)變成了I

7、GMP的知情者.IGMP報(bào)文被CPU或者專用的硬件ASIC所攔截.交換機(jī)通過檢查IGMP報(bào)文中的信息來確定哪個(gè)交換端口需要組播數(shù)據(jù):IGMP membership reportsIGMP leave messages在交換機(jī)上的影響:必須檢查所有二層組播數(shù)據(jù)幀組播數(shù)據(jù)的傳輸負(fù)載使得(sh de)管理負(fù)擔(dān)加重需要額外的硬件來維護(hù)吞吐量第14頁/共57頁第十五頁，共57頁。組播分布樹結(jié)構(gòu)的類型基于根的源樹; 也叫做(jiozu)最短路徑樹 (SPTs)根處于網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)匯聚點(diǎn); 共享樹Rendezvous point (RP)Core組播協(xié)議的類型緊密模式松散模式第15頁/共57頁第十六頁，共57

8、頁。Shortest-Path or Source Distribution Tree第16頁/共57頁第十七頁，共57頁。Shortest-Path or Source Distribution Tree第17頁/共57頁第十八頁，共57頁。Shared Distribution Tree第18頁/共57頁第十九頁，共57頁。Shared Distribution Tree第19頁/共57頁第二十頁，共57頁。(S,G) entries從指定(zhdng)的源發(fā)送數(shù)據(jù)到組播組組播數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)通過最短路徑的形式從源出發(fā)(*,G) entries (*) 任何組播源發(fā)送數(shù)據(jù)到組播組組播數(shù)據(jù)都經(jīng)由匯聚

9、點(diǎn)RP來進(jìn)行發(fā)送到組播組第20頁/共57頁第二十一頁，共57頁。組播路由與單播路由是相對的.單播路由關(guān)注的是數(shù)據(jù)包要去哪里.組播路由關(guān)注的是數(shù)據(jù)包來自哪里.組播路由使用逆向路徑轉(zhuǎn)發(fā)檢測(jin c)來阻止發(fā)生轉(zhuǎn)發(fā)環(huán)路.第21頁/共57頁第二十二頁，共57頁。Initial Flooding第22頁/共57頁第二十三頁，共57頁。第23頁/共57頁第二十四頁，共57頁。Results After Pruning第24頁/共57頁第二十五頁，共57頁。協(xié)議獨(dú)立: 可在任何單播路由協(xié)議下運(yùn)行同時(shí)支持基于(jy)源樹和共享樹基于(jy)顯式加入模式使用一個(gè)RP（匯聚點(diǎn)）Senders and rece

10、ivers “meet each other.”Senders are registered with RP by their first-hop router.Receivers are joined to the shared tree (rooted at the RP) by their local DR.第25頁/共57頁第二十六頁，共57頁。第26頁/共57頁第二十七頁，共57頁。Shared Distribution Tree第27頁/共57頁第二十八頁，共57頁。帶寬不夠: 多種數(shù)據(jù)流競爭有限帶寬資源.端到端時(shí)延: 數(shù)據(jù)包必須穿越許多網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和鏈路，整個(gè)過程增加了總時(shí)延.抖動(dòng)時(shí)

11、延: 有時(shí)候大量數(shù)據(jù)傳輸, 導(dǎo)致時(shí)延增加.數(shù)據(jù)包丟失: 當(dāng)鏈路發(fā)生(fshng)擁塞，數(shù)據(jù)包不得不被丟棄.第28頁/共57頁第二十九頁，共57頁。基于以下幾個(gè)方式對數(shù)據(jù)流進(jìn)行分類:Incoming interfaceIP precedenceDSCPSource or destination addressApplication分類是所有基本(jbn)QOS的程序塊.沒有分類, 所有數(shù)據(jù)包將同等對待處理.第29頁/共57頁第三十頁，共57頁。標(biāo)記是QOS的特性組成部分，針對數(shù)據(jù)包進(jìn)行“著色”處理以便(ybin)能夠使數(shù)據(jù)流與其他數(shù)據(jù)流區(qū)分開來進(jìn)行不同處理對待.通常的標(biāo)記方式:鏈路層:CoS (

12、ISL, 802.1p)MPLS EXP bitsFrame Relay網(wǎng)絡(luò)層:DSCPIP precedence第30頁/共57頁第三十一頁，共57頁。IEEE 802.1p 使用(shyng)的優(yōu)先級字段叫做 CoS.IEEE 802.1p 支持8個(gè) CoS位.IEEE 802.1p 用于鏈路直連LAN上，不支持端到端.第31頁/共57頁第三十二頁，共57頁。第32頁/共57頁第三十三頁，共57頁。nNo hop-by-hop signaling.nInteroperability with non-DiffServ-compliant nodes.nIncremental deploym

13、ent.第33頁/共57頁第三十四頁，共57頁。timely forwarding than a packet with DSCP value of 001000)第34頁/共57頁第三十五頁，共57頁。第35頁/共57頁第三十六頁，共57頁。第36頁/共57頁第三十七頁，共57頁。ndd is drop probability第37頁/共57頁第三十八頁，共57頁。each class to prevent congestion within the class.第38頁/共57頁第三十九頁，共57頁。each class to prevent congestion within the c

14、lass.第39頁/共57頁第四十頁，共57頁。第40頁/共57頁第四十一頁，共57頁。第41頁/共57頁第四十二頁，共57頁。第42頁/共57頁第四十三頁，共57頁。第43頁/共57頁第四十四頁，共57頁。第44頁/共57頁第四十五頁，共57頁。ApplicationLayer 3 ClassificationLayer 2 CoSIPPPHBDSCPReserved756627Reserved6486Voice bearer5EF465Video-data traffic4AF41344Mission-critical data3AF31263Transactional data2AF2x

15、18, 20, 222Scavenger181Bulk data1AF1x10, 12, 141Best-effort data0BE00Less-than-best-effort data02, 4, 60第45頁/共57頁第四十六頁，共57頁。第46頁/共57頁第四十七頁，共57頁。nA queue is reserved for each class, and traffic belonging to a class is directed to that class queue.第47頁/共57頁第四十八頁，共57頁。第48頁/共57頁第四十九頁，共57頁。used.第49頁/共57頁第五十頁，共57頁。the available bandwidth.第50頁/共57頁第五十一頁，共57頁。第51頁/共57頁第五十二頁，共57頁。Benefits Custom-defi