关键词： IP 组播 视频 协议

一、引言

随着网络的发展，人们在网络平台上开发了各种业务，如 E-mail 、 TELNET 、 FTP 、 WWW 等业务，这些都是点到点的数据传输；而人们更希望在 Internet 上开视频会议、听现场音乐会、看实况转播等，这些是点到多点或多点到多点的数据传输，需要采用 IP 组播（ IP multicast ）通信技术。目前，这种技术已成为国外各种研究团体和科研机构研究的热点，许多网络厂商纷纷提供能支持 IP 组播技术的产品，一些网络提供服务商 (ISP) 也逐渐提供这种高级服务，许多提供大规模网络应用和服务的大公司开始使用组播通信。

二、 IP 组播技术的产生

IP 组播的概念最早在 1988 年出现在 Steve deering 的博士论文中，并在 1989 年 Steve deering 对标准 IP 网络层协议进行了扩展，提出了 IP 组播规范； 1992 年 3 月第一次建立组播主干网 MBone ， IETF 并成功地在组播网上举行了一次会议，才引起了人们的广泛关注。而第一个 WWW 浏览器出现在 1990 年，到 1993 年已发展到 100 个 WWW 站点，所以组播和 WWW 虽处于同一时期，但组播的发展远远慢于 WWW ，主要原因是 IP 组播通信模式需要状态相当复杂的路由器，要求路由器能提供每个群组和每个源的信息状态，并且随着 Internet 的越来越复杂给组播的进一步发展带来了困难。后来，出现的一些设计精巧的组播路由协议（如 PIM-DM 、 PIM-SM 等），使组播 IP 包能正确而又迅速地发送给成千上万的接收者， IP 组播的技术和应用开始快速发展。

目前， IP 组播可以运行在任意体系结构的网络之上，包括因特网、 ATM 、帧中继、 SMDS 和卫星，并许多应用领域，能应用在视频会议、多媒体、新闻发布和来自太空的远程实况广播。

三、 IP 组播的概念

IP 组播是利用一种协议将 IP 数据包从一个源传送到多个目的地，将信息的拷贝发送到一组地址，到达所有想要接收它的接收者处。 IP 组播是将 IP 数据包 “ 尽最大努力 ” 传输到一个构成组播群组的主机集合，群组的各个成员可以分布于各个独立的物理网络上。 IP 组播群组中成员的关系是动态的，主机可以随时加入和退出群组，群组的成员关系决定了主机是否接收送给该群组的组播数据包，不是某群组的成员主机也能向该群组发送组播数据包。

同单播（ unicast ）和广播（ broadcast ）相比，组播效率非常高，因为任何给定的链路至多用一次，可以节省网络带宽和资源。举一个例子来说明，如图 1 所示，建立一个视频服务器和远端网络的通信，网络中有 n 个用户，对于一个全动全屏图像，一个视频信息流需占用 1.5Mbit/s 的带宽。

在一个单播（ unicast ）环境里，视频服务器依次送出 n 个信息流，由网络中的用户接收，共需要 nx1.5Mbit/s 的带宽；如果服务器处于 10Mbit/s 的以太网内， 6~7 个信息流就占满了带宽；若在一个高速的以太网里，最多只能容纳 250~300 个 1.5Mbit/s 的视频流，所以服务器与主机接口间的容量是一个巨大的瓶颈。

在一个组播（ multicast ）环境里，不论网络中的用户数目有多少，服务器发出的一个视频流，由网络中的路由器或交换器同时复制出 n 个视频流，广播到每个用户，仅需 1.5Mbit/s 的带宽。

可见， IP 组播能够有效地节省网络带宽和资源，管理网络的增容和控制开销，大大减轻发送服务器的负荷，从而高性能地发送信息。
另外，组播传送的信息能同时到达用户端，时延小，且网络中的服务器不需要知道每个客户机的地址。所有的接收者使用一个网络组播地址，可实现匿名服务，并且 IP 组播具有可升级性，与新的 IP 和业务能相兼容。