网络组播地址的规划

　　一、网络拓扑结构简介

　　网络的结构分三层结构：由核心层、汇聚层和接入层组成。

　　核心层由5个核心节点(每个核心节点配置一台路由交换机CiscoCatalyst6509)构成，通过千兆光纤，以不完全网状结构互连。

　　汇聚层由53个节点(每个节点配置一台路由交换机CiscoCatalyst4006)，根据地理位置的不同，通过千兆光纤，分别与5个核心节点以星型方式连接。

　　接入层根据具体单位信息点的数量和业务需求，分别采用CiscoCatalyst3524、3548等，以百兆或千兆光纤连接到汇聚层。

　　二、组播地址的规划

　　IPMulticast地址为D类地址，地址范围224.0.0.0-239.255.255.255,并将D类地址划分为本地链接组播地址、预留组播地址、管理权限组播地址

　　本地链接地址：224.0.0.0~224.0.0.255,用于局域网，路由器不转发属于此范围的IP包，本地链接地址分配如下：

　　224.0.0.1–在本地子网的所有系统

　　224.0.0.2–在本地子网的所有路由器

　　224.0.0.5–OSPF 路由器

　　224.0.0.6–OSPF 指定路由器

　　224.0.0.9–RIPv2 路由器

　　224.0.0.10–IGRP 路由器

　　224.0.0.13–PIMv2 路由器

　　224.0.0.22–IGMPv3

　　预留组播地址：224.0.1.0~238.255.255.255,用于全球范围或网络协议，网络范围地址(224.0.1.0–224.0.1.255)分配如下：

　　224.0.1.39–Cisco-RP-Announce (Auto-RP)

　　224.0.1.40–Cisco-RP-Discovery (Auto-RP)

　　管理权限地址：239.0.0.0~239.255.255.255,组织内部使用，用于限制组播范围;

　　本工程中组播地址采用了管理权限地址，在管理权限地址范围内，定义了本组织(Organization-local)及本场所(Site-local)的组播地址。

　　本组织的地址范围：239.8.0.0–239.8.126.255– 全局应用

　　本场所的地址范围：239.8.128.0–239.8.255.255– 本地应用

　　三、组播路由的选择

　　组播路由我们选择了协议无关组播(Protocol Independent Multicast:PIM)，顾名思义，PIM不依赖于某一特定单播路由协议，它可利用各种单播路由协议建立的单播路由表完成反向路径转发RPF(Reversepathforwarding)检查功能，而不是维护一个分离的组播路由表实现组播转发。由于PIM无需收发组播路由更新，所以与其它组播协议相比，PIM开销降低了许多。PIM的设计出发点是在Internet范围内同时支持最短路径树SPT和共享树，并使两者之间灵活转换，因而集中了它们的优点提高了组播效率。PIM定义了两种模式：密集模式(Dense- Mode)和稀疏模式(Sparse-Mode)

　　1.密集模式(Dense-Mode)

　　PIM-DM密集模式协议，采用了"扩散/剪枝"机制。同时，假定带宽不受限制，每个路由器都想接收组播数据包。PIM-DM采用反向路径转发RPF动态建立最短路径树SPT.

　　该模式适合于下述几种情况：规模较小的高速网络;组播源和接收者比较靠近，发送者少，接收者多;组播数据流比较大且比较稳定。

　　2.稀疏模式(Sparse-Mode)

　　PIM-SM与基于"扩散/剪枝"模型的根本差别在于PIM-SM是基于显式加入模型，即接收者向集合点RP发送加入消息，而路由器只在已加入某个组播组输出接口上转发那个组播组的数据包。

　　PIM-SM采用共享树进行组播数据包转发。每一个组有一个集合点(RendezvousPoint:RP)，组播源沿最短路径向集合点发送数据，再由集合点，沿最短路径将数据发送到各个接收端。PIM-SM主要优势之一是它不局限于通过共享树接收组播信息，还提供从共享树向SPT转换的机制。

　　由于工程网络规模较大，视频源多，所以选择了PIM-SM稀疏模式。

　　四、集合点RP的选择

　　由于视频源大都集中在核心层，所以集合点选择在核心路由设备上，从网络的可靠性、可用性等方面综合考虑，选用5个核心设备为集合点通过 CiscoAnycastRP技术可实现负载均衡及冗余，Multicast Source Discovery Protocol (MSDP)是实现Anycast 集合点的关键协议，MSDP容许集合点 共享活动源信息。

　　在AnycastRP环境，两个或多个集合点在Loopback接口配置相同的IP地址。AnycastRPloopback地址应当是32位掩码的主机地址。 IP 路由将自动选择最好的集合点.Anycast RP提供了IPMulticast的快速切换(几秒内)及负载均衡。

　　所有汇聚层的交换机CiscoCatalyst4006都配置10.6.2.1为它们的集合点地址。配置如下：

　　router(config)#ippimrp-address10.6.2.1

　　五、二层环境中的组播设计(IGMP-SnoopingandCGMP)

　　IGMP-Snooping运行于二层交换机，IGMP-Snooping需要LAN交换机检查某些三层信息(IGMPjoin/leave信息)。当交换机看到IGMP主机报告加入某个组，交换机增加主机的`端口号到相应的组播表项。当交换机看到IGMP主机报告离开某个组，交换机删除主机的端口号到相应的组播。