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郭哲

1  概述

    酒鋼光纖骨干網于2002年4月開始建設，于2002年11月正式投入運行，網絡采用千兆以太網技術進行構建，拓撲圖如圖1所示。整個網絡為三層結構，核心層由兩臺Cisco Catalyst 6509多層交換機構成，分布層由公司辦公大樓區、燒結區、煉鋼區、動力區、宏昌區、交易中心區六個區域節點交換機組成，其中公司辦公大樓區節點交換機為Foundry BigIron 4000，其余幾個節點交換機均為Cisco Catalyst 6500。

圖1  酒鋼光纖骨干網拓撲圖

    目前，在酒鋼光纖骨干網中傳輸的信息除各應用子系統的管理數據外，還有來自各主要生產工序的大量的視頻監視信息，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絡傳輸的擁塞和視頻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，酒鋼的光纖骨干網采用了IP組播技術進行視頻信息的傳輸，達到良好的效果。

2  IP組播技術簡介

    一般來說，以太網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類地址進行數據封裝；廣播方式用于網絡中一個設備對網絡中所有設備進行信息傳輸，在進行廣播時，數據包中的目的IP地址的主機部分被設置成全1；組播方式用于網絡中一個設備向網絡中多個指定設備進行數據傳輸，組播數據包采用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，網絡干線中只需傳輸一路數據流，到分支時再進行復制，傳到不同的分支，可以節省大量的網絡帶寬，同時，發送端也可以僅啟動一個發送進程，就能完成對多個目的的發送，節省發送設備的資源。由于組播技術的這些優點，目前，已在IP網絡中獲得廣泛應用，也獲得了絕大多數網絡設備生產廠商的支持。

    IP組播主要由以下三類協議組成：
    (1)客戶端-路由器協議
    客戶端-路由器協議主要用于網絡中終端設備與路由設備間的信息交互，通過該協議，網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-路由器協議為IGMP，IGMP為一國際標準協議，絕大多數廠商的網絡設備均支持這一協議，它現在已發展到了第三個版本，即IGMP V3，但受到廣泛支持的仍為版本2，即IGMP V2。

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

    (3)組播路由協議
    組播路由協議主要用于網絡中三層設備間的路由信息交互，通過組播路由協議，網絡中的三層設備可以維護一個組播流傳輸的路徑，并根據情況，隨時進行修剪。
    組播路由協議主要有DVMRP、MOSPF和PIM，其中DVMRP和MOSPF兩種協議需要依靠特定的單播路由協議來運行，目前，已基本不使用，而PIM協議可以獨立于單播路由協議來運行，目前使用較廣泛。
    同時，組播路由協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，占用的網絡帶寬比較少，但不能保證其所形成的路由為最優，稠密模式進行組播路由信息交換時，占用的網絡帶寬比較多，但可以保證所形成的路由為最優。

3  IP組播技術的實現

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

    ②組播交換協議的選擇
    由于CGMP為Cisco公司的獨有協議，而酒鋼的骨干網中有其它廠商的異構產品，因此，只能選用IGMP Snooping。

    ③組播路由協議的選擇
    由于酒鋼的骨干網為千兆以太網，網絡帶寬比較寬，選擇PIM協議的稠密模式，即PIM Dense Mode。

   (2)網絡設備的配置
    ①啟動組播路由協議
    酒鋼骨干網的主要三層設備為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組播交換協議的配置
    酒鋼骨干網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  結語
    酒鋼的光纖骨干網通過采用IP組播技術，滿足了各生產工序視頻監視信息的傳輸需求，為公司的生產指揮調度人員提供了實時了解現場生產的有效手段，但還有需要進一步改進的地方，如將組播技術和流量控制技術（如QOS等）結合使用，則可使網絡資源得到進一步的合理使用。