作者：router哥

運營商服務中心

隨著Internet的不斷發展，網絡中交互的各種數據、語音和視頻信息越來越多。同時，IPTV業務、新興的電子商務、網上會議、網上拍賣、視頻點播、遠程教學等服務也在逐漸興起，組播在這些領域發揮著越來越重要的作用。

什么是組播

那什么是組播呢？主要應用在哪些方面呢？接下來由router哥為你詳細解答。

什么是組播，組播與單播，組播與廣播有什么差別？是初學者首先要搞清楚的問題。

我們知道單播、組播和廣播都是IP報文網絡傳輸的三種模式，它們的定義如下：

單播是主機間一對一的通訊模式，網絡中的設備根據網絡報文中包含的目的地址選擇傳輸路徑，將單播報文傳送到指定的目的地，只對接收到的數據進行轉發，不會進行復制。它能夠針對每臺主機及時的響應，現在的網頁瀏覽全部都是采用單播模式。

如圖1-1采用單播傳輸方式傳輸數據的，要確保有流量需求的用戶都能收到流量，數據源需要發送三份流量，相應的網絡中設備B也需要承載三份流量。

圖1-1 單播數據流

廣播是主機間一對所有的通訊模式，設備會將報文發送到網絡中的所有可能接收者。設備簡單地將它收到的任何廣播報文都復制并轉發到除該報文到達的接口外的每個接口。廣播處理流程簡單，不用選擇路徑。

如圖1-2采用廣播傳輸方式傳輸數據，數據源僅發送一份流量，有流量需求的用戶可以收到流量，但是從圖中可以看出，因為廣播的傳輸機制，無流量需求的用戶D和用戶E也收到了流量，存在流量的冗余。

圖1-2 廣播數據流

組播是主機間一對多的通訊模式，組播是一種允許一個或多個組播源發送同一報文到多個接收者的技術。組播源將一份報文發送到特定的組播地址，組播地址不同于單播地址，它并不屬于特定某個主機，而是屬于一組主機。一個組播地址表示一個群組，需要接收組播報文的接收者都加入這個群組。

如圖1-3采用組播傳輸方式傳輸數據，數據源僅發送一份流量，有流量需求的用戶就可以收到流量，而且無流量需求的用戶D和用戶E也不會收到冗余的流量。

圖1-3 組播數據流

組播的實現機制，使得組播在點到多點場景中，比單播和廣播具有強大的優勢。特別在運營商網絡中組播主要應用IPTV、OTT業務場景。接下來router哥為你詳細講解運營商網絡中主流組播路由協議技術-PIM-SM，以及組播PIM-SM協議在內容分發網絡中的應用。

組播PIM-SM協議在內容分發網絡中的應用

組播路由協議在本案的CDN網絡中主要應用于從OTT平臺引直播至HMS服務器以提供用戶回看，那什么是直播回看呢？請看以下介紹。

回看TVOD（TV On Demand）業務是數字電視系統將播放的直播電視節目實時錄制，用戶可以對自己感興趣的已播放節目有選擇性地收看。TVOD業務使用戶在錯過電視節目的直播時間后的空閑時間，自主選擇電視節目進行觀看。

小伙伴了解直播回看是怎么回事，那我們來看看組播PIM-SM協議在內容分發網絡中的應用。

圖2-1 CDN網絡拓撲模型

如圖2-1所示，某運營商CDN節點建設采用我司數據中心產品N18010X作為匯聚交換機，采用VSU堆疊雙歸某城域網組網架構，本次新建CDN節點首次在N18010X交換機采用組播路由PIM-SM協議，重點對相關配置過程、配置模板、流量模型進行剖析。

配置過程如下：

1、首先將兩臺N18010X采用VSU技術組成堆疊交換機，上聯使用三層AP接口對接兩臺城域網CR，并以靜態默認路由關聯BFD指向CR，而城域網CR通過配置HMS服務器地址段的靜態路由回指銳捷堆疊交換機，打通業務交互流量；

2、銳捷堆疊交換機需全局開啟ACL-MAX TCAM模式及2/3層組播路由功能；

3、銳捷堆疊交換機上行城域網CR接口開啟PIM-SM協議，建立PIM-SM組播鄰居關系；

4、銳捷堆疊交換機使用靜態RP方式配置RP地址，通過ACL控制組播請求列表；

5、銳捷堆疊交換機采用靜態引流方式，在Loopback接口開啟組播PIM-SM協議、開啟靜態IGMP加組實現靜態引流，配置靜態引流只是實現頻道無縫切換需求，使用戶無延遲進行頻道切換；

6、銳捷堆疊交換機下行HMS服務器接口開啟啟組播PIM-SM協議、IGMP協議，接收IGMP請求，下發頻道組播流。

銳捷交換機配置模板如下：

組播流量模式：

圖2-2 CDN網絡流量模型

1、完成組播協議配置后，銳捷堆疊交換機由于配置了靜態組播組加組拉流方式，會主動向RP節點(路由器)請求組播流量，RP節點會先檢查請求對應的組播（S，G）表項是否存在，如存在直接按組播轉發表發給銳捷堆疊交換機，否則，向OTT平臺發起組播請求報文，直播源獲取請求報文，返回組播流給RP節點，RP節點收到后解封裝，建立（S，G）表項，并將組播數據流傳遞給銳捷堆疊交換機，如圖2-2藍色線條①；

2、銳捷堆疊交換機收到下掛HMS服務器請求組播報文，HMS服務器收到請求的組播流后轉化格式進行存儲，如圖2-2藍色線條②；

3、測試局點測試機頂盒進行直播回看測試，首先機頂盒向OTT調度平臺請求HMS服務器IP地址，調度平臺匹配測試機頂盒IP地址下發CDN平臺HMS服務器IP地址給機頂盒, 如圖2-2綠色線條③；

4、機頂盒獲取到HMS服務器IP地址，通過單播方式向HMS服務器獲取視頻流，觀看視頻，圖2-2紫色線條④；

至此，組播PIM-SM協議在內容分發網絡中的應用已分享完畢。

組播路由協議在內容分發網絡中成為一門關鍵的技術，也彰顯著它巨大的優勢，實現CDN節點錄制直播，回看節目可就近原則獲取資源，縮短終端觀看節目的緩沖時間，也減輕地市城域網出口帶寬壓力和OTT平臺的負荷。

過去為了進行現場直播可能要動用衛星、地面接收站、微波線路等昂貴的設施，付出高昂的成本，而今通過互聯網以低廉的成本就可實現。目前組播技術在IPTV場景中使用比較多，在IPTV電視直播源直播節目就是典型的點到多點模式，電視直播源通過組播技術把流量分發到多個POP點和區域中心，用戶根據自己需求去點播。