组播协议简介

一、组播协议介绍

组播协议是一种网络通信协议，它允许一个发送者同时向多个接收者发送数据。以下是组播协议的一些特点：

单播、广播与组播协议不同点：

单播：主机之间“一对一”的通讯模式，网络中的交换机和路由器对数据只进行转发不进行复制。如果10个客户机需要相同的数据，则服务器需要逐一传送，重复10次相同的工作。
广播：主机之间“一对所有”的通讯模式，网络对其中每一台主机发出的信号都进行无条件复制并转发，所有主机都可以接收到所有信息。
组播：主机之间“一对多”的通讯模式，允许一个或多个组播源发送同一报文到多个接收者的技术。组播源将一份报文发送到特定的组播地址，组播地址不同于单播地址，它并不属于特定某个主机，而是属于一组主机。一个组播地址表示一个群组，需要接收组播报文的接收者都加入这个群组。

IGMP 工作原理：

IGMPv1、v2、v3 的区别：

PIM：

PIM 两种模式：

PIM-DM（Dense Mode）：密集模式，适用于网络规模较小、组播成员相对集中的情况。在 PIM-DM 中，组播数据会被扩散到所有的网络节点，然后根据接收者的情况进行剪枝。
PIM-SM（Sparse Mode）：稀疏模式，适用于网络规模较大、组播成员分布较分散的情况。在 PIM-SM 中，组播数据只会被发送到有接收者的网络节点，从而减少了网络中的组播流量。
- Bootstrap：引导消息，用于发现 PIM-SM 域中的 RP（Rendezvous Point）。
- Candidate-RP-Advertisement：候选 RP 通告消息，用于通告候选 RP 的信息。
- Register：注册消息，用于将组播源注册到 RP。
- Register-Stop：注册终止消息，用于停止向 RP 注册组播源。
- 特点
  - 支持共享和最短路径树。
  - 使用软状态机制，适应网络环境的变化。
  - 不依赖于特定的单播路由协议，可以使用任意路由协议输入到组播路由信息库中的路由信息。
共同点
- PIM Version：当前 PIM 版本号为 2。
- Type：特定 PIM 信息类型。
- Address Length：地址大小（二进制形式）。
- Reserved：该字段值设为 0，在接收端忽略。
- Checksum：16 位字段是整个 PIM 信息的补充总和。

组播地址的范围和格式：
- 组播地址的范围：
  - IPv4 组播地址的范围是 224.0.0.0 到 239.255.255.255。
  - IPv6 组播地址总是以 FF 开头，高 8 位取值为 11111111。
- 组播地址的格式：
  - IPv4 组播地址的格式为 1110 开头的二进制数，其余 24 位可以使用任意数字。
  - IPv6 组播地址的格式中，Flags 字段（4 位）用来标识组播地址的状态，Scope 字段（4 位）用来标识组播组的应用范围，Group ID（112 位）为组播组标识符。

视频和音频流传输：实现高效的视频和音频流传输，例如在 IPTV、视频会议和音乐流媒体等应用中，组播可以将同一视频或音频流发送给多个接收者，以减少网络带宽的使用和提高传输效率。
多媒体广播：用于多媒体广播系统，例如在电视广播和广播电台中，可以使用组播协议将广播内容发送给多个接收者。
文件和软件分发：用于文件和软件的分发，例如在局域网中，可以使用组播协议将文件和软件发送给多个主机，以节省带宽和加快分发速度。
网络游戏：用于网络游戏中的多播功能，例如在多人在线游戏中，可以使用组播协议将游戏状态和数据发送给多个玩家，以实现实时的游戏同步。
网络监控和安全：用于网络监控和安全系统中，例如在视频监控系统中，可以使用组播协议将视频流传输给多个监控终端，以实现实时的视频监控。