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中文名:IP組播網路設計開發

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1 中文名:IP組播網路設計開發 -基本信息

  中文名: IP組播網路設計開發

  原名: Developing IP Multicast Networks,Volume 1

  作者: Beau Williamson

  譯者: 顧金星

  圖書分類: 計算機與網路

  出版社: 電子工業出版社

  書號: 7505359886

  發行時間: 2001年

  地區: 大陸

  語言: 簡體中文,英文

中文名:IP組播網路設計開發

2 中文名:IP組播網路設計開發 -前言

  實際上IP組播的出現已經有一段時間了,但這也僅僅是一個IP組播時代的開始,並且可以肯定IP組播將是自從World Wide Web技術推廣之後出現的最激動人心的網路技術之一。已經在UNIX工作站上使用了相當長時間的多媒體音頻和視頻會議應用現已被成功地移植到Microsoft的Windows環境。通過使用這些應用及許多其他近期開發出來的多媒體應用,網路用戶已經開始了他們在IP組播世界里的歷程。他們發現除了最明顯的音頻/視頻多媒體應用外,IP組播也為其他有價值的應用提供了可能性。金融行業就是一個基本的例子,那裡具有IP組播功能的網路在提供重要市場數據有效傳送的同時,也為股票經紀人之間的快速通信服務提供保障。這直接地表現為網路用戶的一種快速增長的需求,即網路用戶要把他們原有的IP單播網路遷移到具有組播功能的網路。這種需求對企業和服務提供商的工程人員施加了很大的壓力,迫使他們去了解IP組播技術。此外,對大多數網路設計人員及網路管理員來說,IP組播的許多概念,如分發樹和逆向路徑轉發等是一個完全陌生的概念,因為在其他的網路學科中找不到這種類似的概念。結果,許多網路專業人員將面臨這樣一個非常嚴峻的學習任務,即他要憑藉非常有限的知識在很短的時間內掌握IP組播技術。

  我是在1995年作為一個系統工程師在Cisco System公司工作時才接觸到IP組播的。並很快知道在Cisco路由器上實現IP組播是件非常簡單的事情,只要知道兩個配置命令就行。然而我發現在使用IP組播之後,對網路中將會發生什麼情況一無所知。

  更糟糕的是在路由器上顯示的組播路由選擇和調試信息對我來說幾乎和天書一樣難懂。正當我拚命學習並理解這個迷人的網路技術時,我很快發現在一些易於理解的內容上,幾乎和描述相關協議的RFC文檔沒有什麼不同(對我長期失眠症而言,大多數的RFC被證明是一付比任何事情都有用的藥方)。經過一段時間的努力和相當數量的實驗,我就能夠勾畫出一幅清晰的畫面,該畫面描述了IP組播到底是什麼,以及在有限的信息寶庫中IP組播 能做什麼。我寫《BP組播網路設計開發》一書是為了向其他的網路專業人員提供一本易於理解的書,該書不僅闡述了有關IP組播的基本原理,而且提供了必要的信息去實現和調試基於Cisco的IP組播網路。

  目 標

  本書的目的是使讀者能成為一個勝任的IP組播網路工程師。為達到這個目的,書中清楚地論述了有關IP組播的原理,並提供了有關建立基於Cisco產品的IP組播網路方面的具體細節。不管讀者是否是一個正試圖在一個大網際網路服務提供商的網路上實現IP組播網路的工程師,還是一個小型企業網路的管理員,本書對他們都適用。

  讀 者

  本書適合於那些準備將他們目前的BP單播網路遷移到職組播網路的任何人或機構。這類人包括負責設計網路的有經驗的網路工程師以及網路日常運行和監控的網路操作員。即使對於那些正在編寫準備利用IP組播功能的應用程序開發者來說也可以從本書得到許多有用的概念。

  雖然本書假定讀者沒有任何有關IP組播的經驗,但仍假定讀者已經具備了某些IP單播路由選擇方面的知識,本書在樹料安排上採用了搭積木式的方法,即從IP組播的基本概念開始,通過幾個組播的應用例子,然後進人組播路由選擇協議,一步步地朝前發展。這種積木式的方法使得本書既能滿足目前正在為弄明白IP組播基本概念而努力學習的初學者的需要,也能滿足目前正在將他們的網路遷移到支持IP組播網路的有經驗的網路工程人員的需要。

  本書的結構安排

  本書分成五個部分和一個附錄

  ·第一部分——IP組播的基本原理——從第1章到第4章包括了IP組播的基本概念、術語及機制,並為以後章節提供了基礎。基本原理包括怎樣在OSI協議模型的第2層和第3層上為IP組播信息流定址,同時介紹了兩個最重要的概念:分佈樹和逆向路徑轉發。第三章「網際網路組管理協議」介紹了在主機和路由器之間使用的用來向路由器通知主機對接收什麼樣的IP組播流感興趣的機制。第4章「多媒體組播應用」涉及了幾個最流行的多媒體組播應用,並對這些應用中所用到的協議和方法進行了介紹。

  ·第二部分——組播路由選擇協議概述——從第5章到第9章對大多數眾所周知的域間組播路由選擇協議給予了描述,這些協議包括距離向量組播路由選擇協議(DVMRP),開放式組播最短路徑優先(MOSPF),PIM密集模式(PIM—DM),PIM稀疏模式(PIM—SM)及有核樹(CBT)。每一章主要著重於這些組播路由器協議的概念、機制、適用性及擴展性。在第5章「距離向量組播路由選擇協議」中介紹的DVMRP機制對理解在第13章「連接DVMRP網路」中討論的Cisco路由器到DVMRP網路介面的內容特別重要。

  ·第三部分——Cisco組播網路的實現——第10章到第13章,研究利用Cisco路由器和PIM組播路由協議實現IP組播網路的細節。第10章「使用PIM密集模式」和第11章「使用PIM稀疏模式」詳細深入地研究了使用PIM稀疏模式及密集模式的Cisco實現方法,並且繼續在第6、7章中斷的討論。這兩章對Cisco組播路由表條目以及狀態規則和建立維護這些條目的機制進行了解釋和說明。第12章討論了匯合點(PR)管理的話題,包括用來向網路中所有路由器分發從組到RP的信息。最後,第13章「連接DVMRP網路」討論了經常引起誤解的Cisco DVMRP

  互操作性特徵,該特徵允許Cisco路由器在DVMRP網路和Cisco PIM網路之間充當邊界路由器。

  ·第4部分——第2層的組播——第14、15章探究了在校園網及非廣播多路訪問網路(NBMA)的第二層組播。第14章「校園網上的組播」討論了在校園區域網環境中碰到的對組播流量所加約束的爭論和問題。第15章「NBMA網路的組播」識別了在忽略類型的惟一性時在NBMA網路中可能碰到的問題。

  ·第五部分——組播的高級課題——第16、17章包括了在構造大型的、複雜的BP組播網路中可能碰到的更高級的例子。第16章「組播流量管理」討論了IP組播流的限定和控制。最後,第17章對域間組播路由選擇進行了簡要介紹。最後一章討論了為解決在構造跨越網際網路中多個域或自治系統的組播分佈樹時所引起的複雜性相關協議,它們既包括現有的協議,也包括未來的協議。

  建 議

  讀者也許發現本書和Cisco出版的其他傳統的書有相當大的差別,這類傳統的書通常把相當數量的篇幅用來描述Cisco路由器的配置文件。理由很簡單:在路由器上配置IP組播很容易!正如讀者將很快發現的那樣,只需很少的網際網路操作系統(IOS)命令就可實現IP組播。真正的挑戰是要能夠理解在IP組播實現之後,在網路中和路由器上發生了什麼。

  實例:我所教過的幾期Cisco內部培訓班與Cisco路由器配置介紹(ICRC)及高級Cisco路由器配置(ACRC)課程中所採用的傳統實驗室訓練風格也有差別。在ICRC/ACRC課程中,每個學員主要將精力集中在用某些網際網路協議或特徵配置他或她自己的路由器上。然而,在我們內部的IP組播課程中,大多數的實驗室訓練集中在IOS命令Show和Debug的使用上,以便觀察當IP組播實現后發生了什麼。這可以通過發送者和接收者小心地刺激網路並觀察實際中的PIM協議機制來實現。

  同樣,本書首先將重點放在IP組播的概念和基本原理上。直到由第10章開始的第三部分「Cisco組播網路實現」,我們才開始看到第一個配置例子。即使是這時,資料也更多地集中在理解具體配置的例子意味著什麼。只有讀者閱讀了某些更高級的章節后,如第13章,讀者才真正開始看到有意義的詳細的配置例子。

  . 最後,在讀這本書的時候,讀者似乎覺得IP組播路由選擇是顛倒的,因為它更關注的是信息流來自何方,而不是流向何方。在我教的培訓班裡,我經常不得不通過告訴學生「IP組播路由選擇是倒立的」這個事實,來提醒他們(他們一般已經是單播路由的有經驗的工程師)要引起注意。我總是用這個形象化的描述來幫助學生弄清他們很難理解的顛倒了的IP組播世界。我還讓學生求助於實際上身體的倒立。而這種形象化的比喻似乎導致了一種精神觀察力方面的某種改變,使你終於「悟出道道來了」。讀這本書的時候,特別是當讀者試圖理解某些更高深的概念及機制時,他也許要「倒立」一下。從過去的經驗來看,這種方法對我的學生來說似乎是很有幫助的。

3 中文名:IP組播網路設計開發 -目錄

  第一部分 lP組播的基本原理

  第1章 組播介紹

  1.1 IP組播簡史

  1.2 IP組播的正面討論

  1.2.1 帶寬

  1.2.2 伺服器負載

  1.2.3 網路負載

  1.3 IP組播的反面

  1.3.1 不可靠的信息包傳送

  1.3.2 信息包複製

  1.3.3 網路阻塞

  1.4 組播應用

  1.4.1 多媒體會議

  1.4.2 數據分發

  1.4.3 實時數據組播

  1.4.4 遊戲和模擬

  1.5 網際網路的組播主幹(MBONE)

  1.5.1 MBone會議

  1.5.2 MBone歷史

  1.5.3 今天的Mbone體系結構

  1.5.4 明天的MBone體系結構

  1.6 小結

  第2章 組播基礎

  2.1 組播地址

  2.1.1 IP D類地址

  2.1.2 組播地址分配

  2.1.3 管理許可權的組播地址

  2.2 組播MAC地址

  2.2.1 乙太網組播MAC地址映射

  2.2.2 FDDI組播MAC地址映射

  2.2.3 令牌環網組播MAC地址映射

  2.3 組播分佈樹

  2.3.1 有源樹

  2.3.2 共享樹

  2.4 組播轉發

  2.4.1 逆向路徑轉發

  2.4.2 組播轉發緩存

  2.4.3 TTL聞

  2.4.4 管理許可權的邊界

  2.5 組播路由協議分類

  2.5.1 密集模式協議

  2.5.2 稀疏模式協議

  2.5.3 鏈路狀態協議

  2.6 小結

  第3章 網際網路組管理協議

  3.1 IGMP版本1

  3.1.1 IGMPvl消息格式

  3.1.2 IGMPvl查詢—響應過程

  3.1.3 報告抑制機理

  3.1.4 IGMPvl查詢器

  3.1.5 IGMPvl加人過程

  3.1.6 IGMPvl脫離過程

  3.2 IGMP版本2

  3.2.1 IGMPv2消息格式

  3.2. 2 查詢—響應調整

  3.2.3 IGMPv2離開組信息

  3.2.4 IGMPv2指定組查詢信息

  3.2.5 IGMPv2離開過程

  3.2.6 查詢選擇過程

  3.2.7 早期的IGMPv2實現

  3.3 IGMPvl-IGMPv2互操作性

  3.3.1 版本2主機/版本1路由器互操作性

  3.3.2 版本1主機/版本2路由器

  3.3.3 混合版本1和版本2路由器的互操作性

  3.4 IGMPv3的可能性

  3.5 小結

  第4章 多媒體組播應用

  4.1 實時傳輸協議

  4.1.1 把RTP和RTCP用於音頻會議的一個例子

  4.1.2 RTP控制協議

  4.2 會話公告協議

  4.2.1 SAP公告

  4.2.2 SPA帶寬限制

  4.3 會話描述協議

  4.3.1 SDP信息格式

  4.3.2 SDP信息描述類型

  4.3.3 SDP描述舉例

  4.4 MBone多媒體會議應用

  4.4.1 SDR———會話目錄工具

  4.4.2 VAT———MBone多媒體音頻工具

  4.4.3 VIC——MBone多媒體視頻工具

  4.4.4 WB——共享的白板工具

  4.5 小結

  第二部分 組播路由選擇協議概述

  第5章 距離向量組播路由選擇協議

  5.1 DVMRP鄰居發現

  5.2 DVMRP路由表

  5.3 交換DVMRP路由報告

  5.4 DVMRP截斷廣播樹

  5.5 DVMRP組播轉發

  5.6 DVMRP剪枝

  5.7 DVMRP嫁接

  5.8 DVMRP可擴展性

  5.9 小結

  第6章 PIM密集模式

  6.1 PIM鄰居發現

  6.1.1 PIM Hello消息

  6.1.2 PIM—DM源分佈樹

  6.2 PIM-DM組播轉發

  6.3 PIM-DM剪枝

  6. 3.1 剪枝否決

  6. 3.2 剪枝延遲累加

  6.4 PIM-DM聲明

  6.5 PIM—DM嫁接

  6.6 未來PIM增強。狀態刷新

  6.7 PIM-DM擴展性

  6.8 小結

  第7章 PIM稀疏模式

  7.1 顯式加人模型

  7.2 PIM—SM共享樹

  7.2.1 共享樹加人

  7.2.2 共享樹剪枝

  7. 3 PIM-SM最短路徑樹

  7. 3. 1 最短路徑樹加入

  7.3.2 最短路徑樹剪枝

  7.4 PIM加入/剪枝消息

  7.5 PIM—SM狀態刷新

  7.6 源註冊

  7.6.1 PIM註冊消息

  7.6. 2 PIM保留消息

  7.6.3 源註冊示例

  7.7 最短路徑樹切換

  7. 7.1 SPT切換示例

  7. 7. 2 從共享樹上剪枝源

  7.8 PIM-SM指定路由器

  7.8. 1 指定路由器的作用

  7.8.2 指定路由器失敗

  7.9 BP發現

  7.10 PIM—SM適用性/可擴展性

  7.11 小結

  第8章 CBT

  8.1 CBT概述

  8. 2 加入共享樹

  8.2.1 瞬態

  8. 2.2 轉發緩存

  8. 2.3 組播轉發

  8.2.4 非成員的發送

  8.3 CBT狀態維護

  8.3.1 回波請求消息

  8.3.2 回波響應消息

  8.3.3 清洗樹消息

  8.4 剪枝共享樹

  8.5 CBT指定路由器

  8.5.1 CBT hello協議

  8.5.2 DR加入代理

  8.6 核心路由器發現

  8.7 CBT版本3

  8.8 CBT適用性/可擴展性

  8.9 小結

  第9章 開放式組播最短路徑優先

  9.1 MOSPF區內組播路由

  9.1.1 組成員關係鏈路狀態通告

  9.1.2 區內最短路徑樹

  9.1.3 M0SPF轉發緩存

  9.2 M0SPF區間組播路由選擇

  9.2.1 組播邊界路由器

  9.2. 2 區間組成員關係匯總

  9.2.3 通配的組播接收站點

  9.3 M0SPF自治系統間組播路由

  9.3.1 組播自治系統邊界路由器

  9.4 M0SPF適用性/可擴展性

  9.5 小結

  第三部分 Cisco組播網路的實現

  第10章 使用PIM密集模式

  10.1 PIM—DM設置

  10.2 PIM—DM狀態規則

  10. 2.1 PIM-DM(*,G)狀態規則

  10. 2.2 PIM—DM(S,G)狀態規則

  10. 2.3 PM—DM狀態維護規則

  10.3 PIM-DM狀態項

  10. 3.1 PIM-DM狀態標誌

  10.3.2 PIM—DM狀態實例

  10.4 PIM轉發

  10.5 PIM—DM擴散

  10.6 PIM—DM剪枝

  10.7 密集模式嫁接

  10.8 新的PIM鄰居的鄰接性

  10.9 小結

  第11章 使用PIM稀疏模式

  11.1 配置PIM—SM

  11.2 PIM-SM狀態規則

  11.2.1 PIM—SM(*,G)狀態規則

  11.2.2 PIM-SM(S,G)狀態規則

  11.2.3 PIM—SM出口規則

  11.2.4 PIM—SM出口計時器

  11.2.5 PIM—SM狀態維護規則

  11.2.6 特殊PIM—SM(S,G)職位狀態規則

  11.3 PIM-SM狀態項

  11.3.1 PIM—SM狀態標誌

  11.4 加人共享樹

  11.5 PIM註冊過程

  11.5.1 接收者首先加入

  11.5.2 源首先註冊

  11.5.3 沿著SPT的接收者

  11.6 SPT—Switchover

  11.6.1 超過SPT—Threshold

  11.6.2 SPT—Switchover過程

  11.6.3 SPT—switchback過程

  11.7 剪枝

  11.7.1 剪枝共享樹

  11.7.2 剪枝源樹

  11.8 PIM—SM特殊情況

  11.8.1 未預見的數據到達

  11.8.2 RP on a Stick

  11.8.3 調頭路由器

  11.8.4 Proxy-加入消息計時器

  11.9 小結

  第12章 PIM匯合點

  12.1 自動RP

  12.1.1 自動RP介紹

  12.1.2 配置自動RP候選取

  12.1.3 配置自動RP映射代理

  12.1.4 用多個映射代理進行冗餘備份

  12.1.5 使用多個RP進行冗餘備份

  12.1.6 稀疏-密集模式的產生

  12.1.7 簡單的自動RP配置

  12.1.8 自動凹網路中的RP failover

  12.1.9 限制自動RP消息

  12.1.10 防止候選RP的欺騙

  12.2 PIMv2自舉路由器機制

  12.2.1 PIMv2自舉路由器介紹

  12.2.2 配置PIMv2候選RP

  12.2.3 配置PIMv2候選BSR

  12.2.4 用多個候選取實現冗餘和RP負載均衡

  12.2.5 RP選擇—RP哈希演算法

  12.2.6 用多個侯選BSR實現冗餘

  12.2.7 PIMv2 BSR網路中的RP Failover

  12.2.8 限制BSR消息

  12.3 RP的放置和調整

  12.3.1 選擇RP的位置

  12.3.2 RP資源需求

  12.3.3 強制組按密集模式操作

  12.3.4 使組處於稀疏模式

  12.4 小結

  第13章 連接DVMRP網路

  13.1 Cisco DVMRP的互操作性

  13.1.1 啟動DVMRP互操作性

  13.1.2 PIM-DVMRP相互作用

  13.3 DVMRP路由交換

  13.3.1 通告連接路由(預設行為)

  13.3.2 DVMRP路由的聚類

  13.3.3 控制DVMRP路由通告

  13.3.4 控制DVMRP路由接受

  13.3.5 調整預設的DVMRP距離

  13.3.6 調整DVMRP尺度

  13.3.7 特定的MBone特徵

  13.4 PIM—DVMRP邊界問題

  13.4.1 單播—組播的一致性

  13.4.2 PIM-SM問題

  13.5 DVMRP網路連接舉例

  13.5.1 物理上一致的網路

  13.5.2 獨立的MBone路由器

  13.6 調試訣竅

  13.6.1 檢驗DVMRP隧道狀況

  13.6.2 檢查DVMRP路由交換

  13.7 小結

  第四部分 第2層的組播

  第14章 校園網上的組播

  14.1 平整地球協會

  14.2 區域網交換機的特性

  14.2.1 廣播/組播擴散

  14.2.2 抑制組播擴散

  14.3 IGMP竊聽

  14.3.1 用IGMP竊聽方式加入一個組

  14.3.2 IGMP的性能影響

  14.3.3 在IGMP竊聽方式下離開組

  14.3.4 用IGMP竊聽維護組

  14.3.5 IGMP竊聽及只發送的源

  14.3.6 用IGMP探測路由器

  13.3.7 IGMP竊聽小結

  14.4 Cisco組管理協議

  14.4.1 CGMP消息

  14.4.2 用CGMP加入組

  14.4.3 用CGMP維護組

  14.4.4 用CGMP離開組

  14.4.5 CGMP本地離開處理

  14.4.6 CGMP的性能影響

  14.4.7 CGMP和只發送的源

  14.4.8 用CGMP探測路由器

  14.4.9 CGMP小結

  14.5 區域網交換的其他問題

  14.5.1 IGMPvl離開延遲問題

  14.5.2 交換機之間的鏈路問題

  14.5.3 路由器核心交換機問題

  14. 6 小結

  第15章 NBMA網路的組播

  15.1 傳統的NBMA網路

  15.2 傳統NBMA網上的組播

  15.2.1 偽廣播

  15.2.2 PIM和NBMA網路部分網格

  15.2.3 PIM NBMA模式

  15.2.4 NBMA網路上的Auto—RP

  15.3 AIM NBMA雲塊上的組播

  15.3.1 ATM點到多點廣播虛電路

  15.3.2 每組ATM點到多點VC

  15.3.3 PIM多點信令

  15.3.4 限制PTM多點VC的數量

  15.3.5 調試ATM點到多點虛電路

  15.4 ATM網上的經典IP

  15.5 小結

  第五部分 組播的高級課題

  第16章 組播流量管理

  16.1 控制組播使用的帶寬

  16.1.1 使用速率限制的帶寬控制

  16.1.2 劃分區域的帶寬控制

  16.1.3 配置區域劃分

  16.1.4 區域劃分和BSR

  16.2 組播信息路徑控制

  16.2.1 RPF信息的替換源

  16.2.2 信息管理示例

  16.3 利用GRE隧道的組播負載分攤

  16.3.1 配置組播負載分攤

  16.3.2 進程與快速交換的比較

  16.4 廣播到組播的轉換

  16.5 小結

  第17章 域間組播路由選擇

  17.1 域間組播路由選擇問題

  17.2 多協議BGP

  17.2.1 多協議BGP的新屬性

  17.2.2 CISC0的MBGP實現

  17.2.3 MBGP示例

  17.3 組播源發現協議

  17.3.1 簡史

  17.3.2 MSDP概念

  17.4 未來協議

  17.4.1 邊界網關組播協議

  17.4.2 組播地址設置聲明

  17.5 小結

  第六部分 附 錄

  附錄A PIM包格式

  A.1 PIMv2包頭

  A.2 地址編碼

  A.2.1 單播地址編碼

  A.2.2 組地址編碼

  A.2.3 源地址編碼

  A.3 Hello消息

  A.4 註冊消息

  A.5 註冊終止消息

  A.6 加人/剪枝消息

  A.7 Bootstrap消息

  A.8 聲明消息

  A.9 嫁接消息(僅僅用於密集模式)

  A.10 嫁接應答消息(僅僅用於密集模式)

  A.11 候選RP通告

  A.12 PIMvl與PIMv2包之間的差別

  A.12.1 PIMvl包頭

  A.12.2 PIMvl地址編碼

  A.12.3 不在PIMv2中使用的PIMvl消息

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