寬頻網必須使用組播協議?

要說組播,先談談單播和廣播

寬頻網必須使用組播協議?

網路學習的起初,接觸到最多的就是單播和廣播,單播比較容易理解,就是單個主機對特定的主機進行資料傳送,假如給某一個主機發送IP資料包。我們會給出非常具體的目的地址(例如:192。168。2。1),具備路由功能的裝置將單播資料定向轉發出去,這就是單播。我們透過自己的電腦去Ping 某一個IP地址(例如:192。168。2。1),這就是其中的一個單播。

單播就是:考試時,你被遞紙條的作弊行為也屬於單播!

寬頻網必須使用組播協議?

那麼廣播是怎麼樣的呢,就是單個主機針對所在網路上的所有的其他主機發送資料包,這個網路指的可能是子網,還可能是所有的子網,所以目的地址將會是一個廣播類的地址,例如:192。168。2。255,172。16。255。255等,我們遇到最多的廣播類報文估計就是ARP請求報文了,我們的電腦第一次聯網並對外發送資訊時,首先要透過ARP請求廣播到區域網絡上的所有主機,來獲取閘道器的MAC地址,從而可以進行資料包的封裝和通訊。

廣播就是:就像老家那大隊裡的大喇叭,無論是不愛聽的、愛聽的,你都得聽著,不聽又怕落下啥。

其實我們今天主要是聊一聊組播,相對於單播的傻專一,廣播的愣風暴,組播更讓人感覺恰到好處。

組播

是什麼?

組播協議允許將一臺主機發送的資料透過網路路由器和交換機複製到多個加入此組播的主機,是一種一對多的通訊方式。

IP組播的好處、優勢:

組播協議與現在廣泛使用的單播協議的不同之處在於,一個主機用單播協議向n個主機發送相同的資料時,傳送主機需要分別向n個主機發送,共傳送n次。一個主機用組播協議向n個主機發送相同的資料時,只要傳送1次,其資料由網路中的路由器和交換機逐級進行復制併發送給各個接收方,這樣既節省伺服器資源也節省網路主幹的頻寬資源。

與廣播協議相比,只有組播接收方向路由器發出請求後,網路路由器才複製一份資料給接收方,從而節省接收方的頻寬。而廣播方式無論接收方是否需要,網路裝置都將所有廣播資訊向所有裝置傳送,從而大量佔據接收方的接入頻寬。

IP組播歷史:

在1980年代初斯坦福大學的一位博士生叫Steve Deering,在為其導師David Cheriton工作,設計一種叫做Vsystem的分散式作業系統。此作業系統允許一臺計算機使用MAC層組播向在本地Ethernet段的一組其他計算機傳遞資訊。

隨著工作的擴充套件組播必須跨越路由器,所以必須將組播擴充套件到OSI模型的第三層,此歷史重任落到了Steve Deering身上,他總結了組播路由的通訊協議基礎,並最終在1991年12月發表的博士論文中進行了詳細的闡述。

組播協議的優勢:

組播協議的優勢在於當需要將大量相同的資料傳輸到不通主機時,

1.能節省傳送資料的主機的系統資源和頻寬;

2.組播是有選擇地複製給又要求的主機;

3。 組播可以穿越公網廣泛傳播,而廣播則只能在區域網或專門的廣播網內部傳播;

4。 組播能節省網路主幹的頻寬;

組播協議的缺點:與單播協議相比,組播沒有補包機制,因為組播採用的是UTP的傳輸方式,並且不是針對一個接受者,所以無法有針對的進行補包。所以直接組播協議傳輸的資料是不可靠的。

為什麼寬頻網必須使用組播協議

自從上世紀末長城寬頻壯烈的寬頻推廣運動以來,寬頻網一直面臨種種問題,但這些問題歸結起來就是一個問題,那就是客戶端得不到與其接入頻寬相稱的足夠的資料流。

最早的長城寬頻面臨的是“寬頻無內容”的問題,客戶得不到其承諾的影片點播等寬頻娛樂,於是投訴、退戶甚至訴諸法律。

電信憑藉其雄厚的財力和電話線資源後來居上,但很快又面臨網速慢、缺內容的投訴,電信網站上的影片點播似乎總是無盡的等待和緩衝。後來P2P軟體的出現使得某些比較專業的使用者似乎看到了希望,他們用BT、電驢等軟體互傳電影等娛樂資訊也湊合了。沒多久電信和網通就高舉著和他們沒什麼關係的版權大旗封殺了BT、電驢等軟體。

所有這些都是源於現在寬頻網的“上下非對稱”的金字塔結構,也就是網路主幹的頻寬遠遠小於所有使用者頻寬之和,但現在網路使用的單播通訊協議卻要求網路主幹的頻寬等於或接近所有使用者頻寬之和。現在的狀況是一個城市或省的網路出口主幹的頻寬大約相當於其所有客戶頻寬之和的5%,也就是說假如有5%的客戶用BT軟體透過網路全速傳輸資料,那其餘95%的客戶就不要玩了。現在電信主幹上的流量的75%都是P2P應用的流量,已經超過了電信所能承受的極限。

那麼採用CDN技術,將網路內容在都會網路內就近緩衝行不行呢?答案是:技術上可行經濟上行不通。在寬頻普及初期,伺服器裝置及網路裝置價格較為高昂,在當時如果採用CDN技術,所需要的伺服器是一個巨大的天文數字。初期的大中城市的寬頻網使用者數量都在80萬以上甚至更多,以此數量來計算光購置CDN伺服器就需要3億元甚至更多!這就是為什麼電信不用CDN技術來滿足客戶需求的原因。所以在伺服器的服務能力和客戶機的需求上也存在著嚴重的上下非對稱結構。

寬頻網必須使用組播協議?

那麼這個死結是不是沒法解開呢?當然不是,組播協議的資料流特點就是“上下非對稱”的,也就是說,在網路主幹上的一條資料流透過每層交換機的複製可以變成無數客戶端的資料流,形成客戶端資料流之和遠大於主幹資料流的金字塔結構。這一特點正好與現在的網路結構相符。所以說,基於組播協議的流媒體寬頻娛樂可以解決這一問題。

舉例來說,使用基於組播協議的直播系統可以用一臺伺服器支援數萬客戶收看一個或幾個頻道的網上電視直播。假設一共提供100個頻道的電視節目,每個頻道是1M的MPEG4高畫質晰碼流,則無論有1萬客戶還是100萬客戶,其佔用的網路主幹都是100M,而3~5臺伺服器硬體的投資不到100萬。

在網路流量的需求越來越大的今天,運營商也在透過各種途徑來提升寬頻的骨幹頻寬和傳輸效率,隨著伺服器等裝置價格的不斷惠民,CDN技術也在不斷的應用,我們的寬頻速率在不斷的提升,百兆寬頻現已普及。現在5G又踏著七彩祥雲來了,四大運營商已著手市場的宣傳及套餐制定,相信我們的家庭寬頻將會是千兆普及。

寬頻網必須使用組播協議?

寬頻網必須使用組播協議?

5G訊號來了,為了滿足眾多終端速率穩定傳輸,骨幹網必將大幅升級,家庭寬頻也必將受惠,10G不是夢,因為每次通訊的變革,寬頻都會有大提升。