扁平化網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下組播的實(shí)現(xiàn)

薛建　曲守寧

摘要：該文首先對(duì)傳統(tǒng)組播在扁平化網(wǎng)絡(luò)中的局限性分析，然后對(duì)組播VLAN的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行介紹，最后給出了一個(gè)校園網(wǎng)中組播VLAN實(shí)現(xiàn)的配置實(shí)例。

關(guān)鍵詞：校園網(wǎng)；QINQ；扁平化網(wǎng)絡(luò)；組播

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）23-0034-02

Abstract： This paper will Analysis the limitation of traditional Multicast at first. Then will introduce Broadcast VLAN briefly， And an instance of how to config Multicast VLAN in campus Will be gaved at last.

Key words： campus network； QINQ； flattened network； multicast

作為一種與單播（Unicast）和廣播（Broadcast）并列的通信方式，組播（Multicast）技術(shù)能夠有效地解決單點(diǎn)發(fā)送、多點(diǎn)接收的問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)中點(diǎn)到多點(diǎn)的高效數(shù)據(jù)傳送，能夠節(jié)約大量網(wǎng)絡(luò)帶寬、降低網(wǎng)絡(luò)負(fù)載。

利用組播技術(shù)可以在校園網(wǎng)中方便地提供一些新的增值業(yè)務(wù)，包括在線直播、IPTV、課件點(diǎn)播、網(wǎng)絡(luò)電臺(tái)、實(shí)時(shí)視頻會(huì)議等對(duì)帶寬和數(shù)據(jù)交互的實(shí)時(shí)性要求較高的信息服務(wù)。

1 傳統(tǒng)組播方式的局限性

傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡(luò)中通常采用組播路由協(xié)議如PIM或DVMRP來(lái)實(shí)現(xiàn)組播。利用PIM或DVMRP在三層設(shè)備（路由器）中形成組播路由作為組播數(shù)據(jù)的傳輸路徑。但是在扁平化（大二層）的園區(qū)網(wǎng)中，由于路由不復(fù)存在，所以也就無(wú)法通過(guò)組播路由協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)組播。

如圖1所示，在使用傳統(tǒng)的組播方式時(shí)，當(dāng)屬于不同VLAN的主機(jī)Host A、Host B和Host C同時(shí)點(diǎn)播同一組播組時(shí)，三層設(shè)備（Router A）需要把組播數(shù)據(jù)在每個(gè)用戶VLAN（即主機(jī)所屬的VLAN）內(nèi)都復(fù)制一份發(fā)送給二層設(shè)備（Switch A），這樣組播的優(yōu)勢(shì)根本無(wú)法體現(xiàn)。

在扁平化化網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，除了核心路由器（或BRAS）工作三層方式外，其他的所有交換機(jī)都工作在二層方式（不含路由表），所以無(wú)法通過(guò)組播路由協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)組播樹的修剪，只要交換機(jī)下任何一個(gè)VLAN中有1個(gè)用戶參與組播，就要復(fù)制一份組播數(shù)據(jù)給該交換機(jī)。

我們知道校園網(wǎng)中VLAN眾多，尤其是在QinQ的環(huán)境之下，極端情況時(shí)每一個(gè)用戶都屬于不同的VLAN。如果任何一個(gè)VLAN有1個(gè)用戶參與組播就要復(fù)制一份組播數(shù)據(jù)到該VLAN所在的交換機(jī)，大型園區(qū)網(wǎng)環(huán)境下組播會(huì)對(duì)骨干網(wǎng)絡(luò)造成流量壓力可想而知。所以我們說(shuō)，依賴組播路由實(shí)現(xiàn)的傳統(tǒng)組播的優(yōu)勢(shì)在扁平化（大二層）網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中已不復(fù)存在。

2 組播VLAN實(shí)現(xiàn)原理

在這種情況下，組播VLAN技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

組播VLAN通常采用子VLAN的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，如圖2所示，接收者主機(jī)Host A、Host B和Host C分屬不同的用戶VLAN。在Switch A上配置VLAN 10為組播VLAN，將所有的用戶VLAN都配置為該組播VLAN的子VLAN，并在組播VLAN內(nèi)使能IGMP Snooping。

配置完成后，IGMP Snooping將在組播VLAN中對(duì)路由器端口進(jìn)行維護(hù)，而在各子VLAN中對(duì)成員端口進(jìn)行維護(hù)。這樣，Router A只需把組播數(shù)據(jù)在組播VLAN內(nèi)復(fù)制一份發(fā)送給Switch A即可，Switch A會(huì)將其分發(fā)給該組播VLAN內(nèi)那些有接收者的子VLAN。

在組播VLAN部署前，路由器A需要向交換機(jī)A發(fā)動(dòng)3份組播數(shù)據(jù)（有多少VLAN參與此組播，就會(huì)復(fù)制多少份數(shù)據(jù)）。而在組播VLAN部署以后，路由器A只需向交換機(jī)A發(fā)送一份組播數(shù)據(jù)，大大降低了組播數(shù)據(jù)對(duì)骨干帶寬的占用，同時(shí)降低了交換機(jī)的轉(zhuǎn)發(fā)負(fù)擔(dān)。由于組播應(yīng)用大多為帶寬占用大的視頻應(yīng)用，所以組播的部署對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能的提升是非常顯著的。

3 組播VLAN配置實(shí)例

如圖3所示，VLAN 11和VLAN 22中的用戶需要相同的組播流。此時(shí)可以在CE上創(chuàng)建另外一個(gè)VLAN 3作為組播VLAN，通過(guò)部署組播復(fù)制功能，使CE能從VLAN 3收到的一份組播數(shù)據(jù)向VLAN 11和VLAN 22均復(fù)制一份，那么在VLAN 11和VLAN 22中的用戶就可以接收到組播數(shù)據(jù)流了。

通過(guò)在扁平化（大二層）網(wǎng)絡(luò)中部署組播VLAN，在顯著降低骨干帶寬占用并降低交換設(shè)備的轉(zhuǎn)發(fā)負(fù)擔(dān)同時(shí)，還可為校園網(wǎng)提供如課件點(diǎn)播、視頻直播、IPTV等更加豐富的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。

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