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郭哲

1  概述

    酒鋼光纖骨干網(wǎng)于2002年4月開始建設，于2002年11月正式投入運行，網(wǎng)絡采用千兆以太網(wǎng)技術(shù)進行構(gòu)建，拓撲圖如圖1所示。整個網(wǎng)絡為三層結(jié)構(gòu)，核心層由兩臺Cisco Catalyst 6509多層交換機構(gòu)成，分布層由公司辦公大樓區(qū)、燒結(jié)區(qū)、煉鋼區(qū)、動力區(qū)、宏昌區(qū)、交易中心區(qū)六個區(qū)域節(jié)點交換機組成，其中公司辦公大樓區(qū)節(jié)點交換機為Foundry BigIron 4000，其余幾個節(jié)點交換機均為Cisco Catalyst 6500。

圖1  酒鋼光纖骨干網(wǎng)拓撲圖

    目前，在酒鋼光纖骨干網(wǎng)中傳輸?shù)男畔⒊鲬米酉到y(tǒng)的管理數(shù)據(jù)外，還有來自各主要生產(chǎn)工序的大量的視頻監(jiān)視信息，這些視頻信息均以MPEG Ⅳ視頻流的方式進行傳輸，由于網(wǎng)絡上接收這些視頻流的終端很多，采用一般的單播方式會造成網(wǎng)絡傳輸?shù)膿砣鸵曨l傳輸設備的負荷過重，難以滿足實際應用的需求。

    基于上述情況，酒鋼的光纖骨干網(wǎng)采用了IP組播技術(shù)進行視頻信息的傳輸，達到良好的效果。

2  IP組播技術(shù)簡介

    一般來說，以太網(wǎng)中的信息傳播主要采取三種方式：單播、廣播和組播。單播方式主要用于網(wǎng)絡中兩個設備間的信息傳輸，采用IP地址中的A、B、C類地址進行數(shù)據(jù)封裝；廣播方式用于網(wǎng)絡中一個設備對網(wǎng)絡中所有設備進行信息傳輸，在進行廣播時，數(shù)據(jù)包中的目的IP地址的主機部分被設置成全1；組播方式用于網(wǎng)絡中一個設備向網(wǎng)絡中多個指定設備進行數(shù)據(jù)傳輸，組播數(shù)據(jù)包采用IP地址段中的D類地址進行封裝，地址范圍為224.0.0.0 ~ 239.255.255.255。

    IP組播主要用于視頻、語音等多媒體的傳輸，由于采用一對多的傳輸方式，因此在信息傳輸時，網(wǎng)絡干線中只需傳輸一路數(shù)據(jù)流，到分支時再進行復制，傳到不同的分支，可以節(jié)省大量的網(wǎng)絡帶寬，同時，發(fā)送端也可以僅啟動一個發(fā)送進程，就能完成對多個目的的發(fā)送，節(jié)省發(fā)送設備的資源。由于組播技術(shù)的這些優(yōu)點，目前，已在IP網(wǎng)絡中獲得廣泛應用，也獲得了絕大多數(shù)網(wǎng)絡設備生產(chǎn)廠商的支持。

    IP組播主要由以下三類協(xié)議組成：
    (1)客戶端-路由器協(xié)議
    客戶端-路由器協(xié)議主要用于網(wǎng)絡中終端設備與路由設備間的信息交互，通過該協(xié)議，網(wǎng)絡中的終端設備可以向其相連的路由設備提出接收組播信息的請求，同時路由設備也可以定時查詢終端設備的組播要求，以保持提供組播服務。
目前使用最為廣泛的客戶端-路由器協(xié)議為IGMP，IGMP為一國際標準協(xié)議，絕大多數(shù)廠商的網(wǎng)絡設備均支持這一協(xié)議，它現(xiàn)在已發(fā)展到了第三個版本，即IGMP V3，但受到廣泛支持的仍為版本2，即IGMP V2。

    (2)組播交換協(xié)議
    組播交換協(xié)議主要用于客戶端和二層設備（交換機）間的通信，通過該協(xié)議，交換機可以了解當前與其相連的客戶端組播信息轉(zhuǎn)發(fā)需求，從而使交換機只向特定的端口進行組播流的轉(zhuǎn)發(fā)，節(jié)省網(wǎng)絡帶寬和交換機資源。
    目前使用較多的組播交換協(xié)議有IGMP Snooping和CGMP，IGMP Snooping為國際標準協(xié)議，受到大多數(shù)廠商的支持，但運行時，對交換機資源占用較小。

    (3)組播路由協(xié)議
    組播路由協(xié)議主要用于網(wǎng)絡中三層設備間的路由信息交互，通過組播路由協(xié)議，網(wǎng)絡中的三層設備可以維護一個組播流傳輸?shù)穆窂剑⒏鶕?jù)情況，隨時進行修剪。
    組播路由協(xié)議主要有DVMRP、MOSPF和PIM，其中DVMRP和MOSPF兩種協(xié)議需要依靠特定的單播路由協(xié)議來運行，目前，已基本不使用，而PIM協(xié)議可以獨立于單播路由協(xié)議來運行，目前使用較廣泛。
    同時，組播路由協(xié)議按其交換路由信息方式的不同，可分為稀疏模式和稠密模式，稀疏模式進行組播路由信息交換時，占用的網(wǎng)絡帶寬比較少，但不能保證其所形成的路由為最優(yōu)，稠密模式進行組播路由信息交換時，占用的網(wǎng)絡帶寬比較多，但可以保證所形成的路由為最優(yōu)。

3  IP組播技術(shù)的實現(xiàn)

   (1)組播協(xié)議的選擇
    ①客戶端-路由器協(xié)議的選擇
    目前廣泛使用的客戶端-路由器協(xié)議為IGMP V2，在酒鋼的光纖骨干網(wǎng)中，也選用此協(xié)議。

    ②組播交換協(xié)議的選擇
    由于CGMP為Cisco公司的獨有協(xié)議，而酒鋼的骨干網(wǎng)中有其它廠商的異構(gòu)產(chǎn)品，因此，只能選用IGMP Snooping。

    ③組播路由協(xié)議的選擇
    由于酒鋼的骨干網(wǎng)為千兆以太網(wǎng)，網(wǎng)絡帶寬比較寬，選擇PIM協(xié)議的稠密模式，即PIM Dense Mode。

   (2)網(wǎng)絡設備的配置
    ①啟動組播路由協(xié)議
    酒鋼骨干網(wǎng)的主要三層設備為Cisco Catalyst 6500系列多層交換機，可在其全局配置模式下輸入如下命令：
    ip multicast-routing

    ②客戶端-路由器協(xié)議的配置?
    在三層設備的路由端口配置模式下輸入如下命令：
    ip igmp vertion 2

    ③組播交換協(xié)議的配置
    酒鋼骨干網(wǎng)中大部分工作組交換機為Cisco Catalyst 2950系列，IGMP Snooping為其默認配置，不需再進行其它配置。

    ④組播路由協(xié)議配置
    在三層設備的路由端口配置模式下輸入如下命令：
    ip pim dense-mode

4  結(jié)語
    酒鋼的光纖骨干網(wǎng)通過采用IP組播技術(shù)，滿足了各生產(chǎn)工序視頻監(jiān)視信息的傳輸需求，為公司的生產(chǎn)指揮調(diào)度人員提供了實時了解現(xiàn)場生產(chǎn)的有效手段，但還有需要進一步改進的地方，如將組播技術(shù)和流量控制技術(shù)（如QOS等）結(jié)合使用，則可使網(wǎng)絡資源得到進一步的合理使用。