IP組播技術有效地解決了單點發(fā)送、多點接收的問題。組播源只發(fā)送一份數據，被傳遞的信息在距組播源盡可能遠的網絡節(jié)點才開始被復制和分發(fā)，并且只發(fā)送給需要該信息的接收者。

作為IP傳輸三種方式之一，IP組播通信指的是IP報文從一個源發(fā)出，被轉發(fā)到一組特定的接收者。相較于傳統(tǒng)的單播和廣播，IP組播可以有效地節(jié)約網絡帶寬、降低網絡負載，所以被廣泛應用于IPTV、實時數據傳送和多媒體會議等網絡業(yè)務中。

傳統(tǒng)的IP通信有兩種方式：單播(Unicast)和廣播(Broadcast)。

· 對于單播通信，信息源為每個需要信息的主機都發(fā)送一份獨立的報文。

· 對于廣播通信，信息源將信息發(fā)送給該網段中的所有主機，而不管其是否需要該信息。

如果要將數據從一臺主機發(fā)送給多個主機而非所有主機，可以采用廣播方式，也可以由源主機采用單播方式向網絡中的多臺目標主機發(fā)送多份數據，如下圖所示。

· 采用單播方式時，網絡中傳輸的信息量與需要該信息的用戶量成正比。當需要該信息的用戶數量較大時，信息源需要將多份內容相同的信息發(fā)送給不同的用戶，這對信息源以及網絡帶寬都將造成巨大的壓力。因此，該傳輸方式不利于信息的批量發(fā)送，只適用于用戶稀少的網絡。

· 采用廣播方式時，不需要接收信息的主機也將收到該信息，這樣不僅信息的安全性得不到保障，而且會造成同一網段中信息泛濫。因此，該傳輸方式不利于與特定對象進行數據交互，同時會浪費大量的帶寬。

由上述可見，傳統(tǒng)的單播和廣播通信方式不能有效地解決單點發(fā)送、多點接收的問題。

組播(Multicast)可以很好的解決點到多點的數據傳輸，如下圖所示，源只發(fā)送一份數據，網絡中只有需要該數據的主機(目標主機HostA和HostC)可以接收該數據，其他主機(HostB)不能收到該數據。

組播相對單播和廣播有如下優(yōu)勢：

·相比單播，由于被傳遞的信息在距信息源盡可能遠的網絡節(jié)點才開始被復制和分發(fā)，所以用戶的增加不會導致信息源負載的加重以及網絡資源消耗的顯著增加。

·相比廣播，由于被傳遞的信息只會發(fā)送給需要該信息的接收者，所以不會造成網絡資源的浪費，并能提高信息傳輸的安全性。

組播適用于任何“點到多點”的數據發(fā)布，主要包含以下幾方面：

· 多媒體、流媒體的應用。

· 培訓、聯合作業(yè)場合的通信。

· 數據倉庫、金融應用(股票)。

IP組播技術在ISP提供的互聯網信息服務中已經得到了應用。例如：在線直播、網絡電視、遠程教育、遠程醫(yī)療、網絡電臺和實時視/音頻會議等。

● 組播基本概念

組播傳輸的特點是單點發(fā)送，多點接收。如圖1所示為組播的傳輸模型示意圖，網絡中存在信息發(fā)送源Source，感興趣的用戶HostA和HostC提出信息需求，Source發(fā)出的數據只有HostA和HostC會接收到。

· 組播組：用IP組播地址進行標識的一個集合。任何用戶主機(或其他接收設備)，加入一個組播組，就成為了該組成員，可以識別并接收發(fā)往該組播組的組播數據。

· 組播源：信息的發(fā)送者稱為“組播源”，如圖中的Source。一個組播源可以同時向多個組播組發(fā)送數據，多個組播源也可以同時向一個組播組發(fā)送報文。組播源通常不需要加入組播組，由源端DR負責管理組播源的注冊和SPT(Shortest Path Tree)的建立。

· 組播組成員：所有加入某組播組的主機便成為該組播組的成員，如圖1中的HostA和HostC。組播組中的成員是動態(tài)的，主機可以在任何時刻加入或離開組播組。組播組成員可以廣泛地分布在網絡中的任何地方。

· 組播路由器：支持三層組播功能的路由器或交換機，如圖中的各個Router。組播路由器不僅能夠提供組播路由功能，也能夠在與用戶連接的末梢網段上提供組播組成員的管理功能。

● 組播服務模型

組播服務模型的分類是針對接收者主機的，對組播源沒有區(qū)別。組播源發(fā)出的組播數據中總是以組播源自己的IP地址為報文的源地址，組播組地址為目的地址。而接收者主機接收數據時可以對源進行選擇，因此產生了ASM(Any-Source Multicast)和SSM(Source-Specific Multicast)兩種服務模型。這兩種服務模型默認使用不同的組播組地址范圍。

ASM模型

ASM模型僅針對組地址提供組播分發(fā)。一個組播組地址作為一個網絡服務的集合，任何源發(fā)布到該組地址的數據得到同樣的服務。接收者主機加入組播組以后可以接收到任意源發(fā)送到該組的數據。

為了提高安全性，可以在路由器上配置針對組播源的過濾策略，允許或禁止來自某些組播源的報文通過。最終從接收者角度看，數據是經過篩選的。

ASM模型要求組地址必須整個組播網絡中唯一?！拔ㄒ弧敝傅氖峭粫r刻一個ASM地址只能被一種組播應用使用。如果有兩種不同的應用程序使用了同一個ASM組地址發(fā)送數據，它們的接收者會同時收到來自兩個源的數據。這樣一方面會導致網絡流量擁塞，另一方面也會給接收者主機造成困擾。

SSM模型

SSM模型針對特定源和組的綁定數據流提供服務，接收者主機在加入組播組時，可以指定只接收哪些源的數據或指定拒絕接收來自哪些源的數據。加入組播組以后，主機只會收到指定源發(fā)送到該組的數據。

SSM模型對組地址不再要求全網唯一，只需要每個組播源保持唯一。這里的“唯一”指的是同一個源上不同的組播應用必須使用不同的SSM地址來區(qū)分。不同的源之間可以使用相同的組地址，因為SSM模型中針對每一個(源，組)信息都會生成表項。這樣一方面節(jié)省了組播組地址，另一方面也不會造成網絡擁塞。