IP组播——IPTV业务的支撑

IP组播技术是当前网络通信中一种高效的信息传输方式，特别适用于IPTV这样的多媒体业务，其特点在于能够将数据包同时发送给多个接收者。该技术的发展经历了多个阶段，虽然技术上已经有所积累，但目前的应用范围仍然有限，部分原因是由于缺乏有效的管理和控制机制。由于其具备节约网络带宽的潜在优势，因此对于承载网络组播功能的要求也较为特殊。以下将详细探讨IP组播技术特点、IPTV业务对组播组网的要求，以及IP组播在实际应用中可能遇到的问题。 IP组播技术的特点可以分为二层组播和三层组播。二层组播协议主要负责的是网络设备之间的信息传递，包括GMRP和IGMP窥探，前者用于管理二层的组播注册，而后者主要是对组播成员进行管理。三层组播协议则可以细分为两种，一种是连接主机和路由器的协议，如IGMP，另一种是路由器之间的协议，比如PIM-SM（协议无关组播-稀疏模式）、PIM-DM（协议无关组播-密集模式）和DVMRP（距离向量组播路由协议）等域内协议，以及MBGP（多协议边界网关协议）和MSDP（组播源发现协议）等域间协议。 IPTV业务对组播组网的要求可以分为点播类业务和直播类业务。点播类业务类似于传统的上网服务，网络只需提供接入和数据传输通道，并保障服务的QoS即可。而直播类业务则大量依赖组播技术，通过IGMP等协议，以及业务认证、统计等功能，确保直播的流畅性和高服务质量。对于承载网络来说，组播组网提出了包括骨干网络、城域网、汇聚层和接入层在内的多个层面的要求。 骨干和城域网络组播组网要求在网络中运行PIM-SM协议，并可以利用AnycastRP技术实现冗余备份和流量均衡。跨域的组播组网方案要求全网运行PIM-SM，域间运行MBGP和MSDP，以实现域内组播路由信息的收集和域间组播信息的传播。 尽管如此，IP组播技术目前还存在一些问题，例如组播业务应用较少，上层应用有限，技术体系结构缺乏扩展性等。对此，研究者们提出了一种新的思路，即应用层组播（application layer multicast）。在这种模式下，组播功能被放置在端系统中实现，由组播成员主机自行完成数据路由、复制和转发任务。这种方法被寄予厚望，认为可以解决传统IP组播体系结构所面临的问题。 应用层组播的思想提出后，众多研究机构开始着手于体系结构的研究项目，如ESM、YOID、Scattercast、Overcast、ALMI、HM等。尽管如此，无论在技术还是在标准化方面，应用层组播仍然处于研究和探索阶段。 由于IPTV等类似业务对承载网络组播组网的复杂要求，组播技术在实际应用中仍然面临着许多挑战。例如，如何高效地管理组播流量，如何在保证QoS的前提下优化网络结构，以及如何减少组播对骨干网络性能的影响等。这些问题的解决将有助于IP组播技术及其在IPTV业务中的应用得到更广泛的认可和使用。