基于大规模网络环境下的组播通信技术

顾庆传+姜娜

摘要：随着近年来网络科技技术的创新与发展，组播通信技术以其流量可控性、资源节约性、流媒体适应性等特点备受人们关注，并得到了广泛应用。基于此，该文从组播通信技术相关概述出发，对基于大规模网络环境下的组播类型、运行机制、技术运行中存在的故障以及故障解决对策等方面进行了分析与阐述，以供参考。

关键词：大规模网络环境；组播通信技术；应用

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）14-0062-02

在计算机、互联网以及电子通信等科学技术创新与发展的推动下，传统单播通讯技术以及无法满足当今社会对流媒体数据业务的需求。大规模化网络环境的发展，使“一對多”组播通信技术得到发展与推广，并在我国众多领域中发挥重要应用价值，如企业视频系统、移动通讯运营商等。本文对基于大规模网络环境下的组播通信技术研究，旨在更好的掌握并了解组播通信技术，用以进一步促进组播通信技术优化发展。

1组播通信技术

组播通信技术是一种由单个组播源（信息发送者）在既定环境中，实现在同一时间，将数据或信息向多个接受者进行传递的网络通信技术（文件输出协议）。组播通信技术在实现单信息流向多方接受者传递的过程中，其所涉及得内容相对广泛，包括组播地质分配、组成员管理、组播报文转发、局域内组播路由建立等。组播相对与单播、广播而言，有效的实现了网络流量的控制，节约了宽带资源，提升了宽带信息传播速度，并在一定程度上实现了指定性的跨网域数据与信息传播。

目前，在大规模网络环境下，组播通信技术通常采用IP组播形式进行具体应用。在组播通信技术中，从接受者对组播源的处理角度出发，大致可将组播通信技术模型分为两类，即指定源组播模型（Source Specific Muhicast，简称“SSM”）与任意源组播模型（Any Source Muhicast，简称“ASM”）。其中在ASM（任意源组播）模型中，接收者对组播信息与数据的收发，并不受组播源位置与规模的影响，可实现随时随地操作。但是，由于受组播协议访问、组播地址分配与管理的影响，任意源组播模型应用存在一定的技术制约性；SSM（指定源组播）模型，相对于ASM模型而言，其数据与信息传递的安全性、稳定性以及组播协议的操作等方面性能较高。与此同时，SSM模型，在基于IGMPv3协议以及相应网络客户端辅助应用的基础上，组播信息接收者可在一定程度上感知到组播源准确位置，实现信息传递者与接受者之间的制定连接。

目前，“IPv6组播模式”是现今研发并应用较广的组播通信技术，它可在一定程度上适用于“单播”、“应用层组播”以及“任意播”不同形式，为组播通信技术的创新发展提供了理论与技术支持。

近年来，随着“互联网+”观念的提出，组播通信技术在在众多领域行业中得到了广泛应用，例如，多媒体会议、大型网络游戏、大型企业视频系统、仿真行业以及移动运营商等。由此可见，对组播通信技术的研究具有重要现实意义。

2基于大规模网络环境下的组播通讯技术

2.1组播通信技术运行存在常见故障

在大数据网络环境中，组播通信技术的运行通常采用“BGP”、“OSPF（0pen Shortest Path First）”、“PIM-SM（Protocol Independent Muhicast—Sparse Mode）”三种协议得以具体实现。

BGP多用于组播模型的不同自治系统中，进行组播源服务器与其他业务地质进行路由信息交换。因此，在组播模型自治系统中BGP的运行主要依靠路由器进行具体实行，用以实现不同资质系统之间的连接。而由于BGP其本质属于一种外部局域网络路由协议，故BGP在大规模互联网环境下具有广泛应用。而BGP协议的邻居关系通常可通过手动配置尽心具体调节。

OSPF是一种内部网域的关联性协议，SPF Version 3是IPv6组播协议中最常采用的一种链路状态协议，通过网络拓扑实现内部网域下最短路径的信息交换。因此，OSPF在组播模型中侧重于“BUP邻居关系”IP地址接口与上行系统中Loop端口之间的数据与信息连接。

PIM分为PIM-SM（协议无关组播——稀疏模式）与PIM-DM（协议无关组播——密集模式）两种形式，其中“稀疏模式”主要应用于分散性大规模网络环境下的组播模型中，而“密集模式”则多用于规模较小的网络环境下。PIM-SM的有效应用有利于促进组通信技术“点到多点”数据与信息传递的具体体现，进而促进组播通信技术数据信息路由文件的转发。因此可利用上述原理对组播通信技术运行存在的故障问题进行分析。

据经验分析发现，组播通信技术运行过程中出现的网络中断问题，多来源于组播源端点服务问题、组播路由文件转发服务问题以及组播成员管理服务问题。对此，在采用既定手段（包括三层交换机设备登录、show ip route bgp以及how ip bgp summary协议检测）探知发现，其问题的主要原因在于BGP协议中断。通过进一步确定与检测发现“OSPF”相邻关系异常，组播部分端口出现流量使用异常且广播文件报表数量短时间内增多现象。

2.2基于大规模网络环境下组播通信技术运行故障解决对策

结合笔者相关工作经验整合发现，在大规模网络环境下，为促进组播通信技术作用的最大化发挥，避免组播通信技术网络环境下“环路”现象的产生，实现组播模型的自动化修复，可通过以下方式进行优化。

首先，合理选用网络环境下不同组播模型的实现方法：组播通信技术模型的不同，在网络环境中实现方法存在一定的差异性。对此，相关工作人员在进行技术具体实现时，应依据模型特征选用合理、科学、有效的方式方法进行程序编制与处理。例如，基于Qt环境下Windows平台的SSM模型，先利用大规模环境下的“Winsock库”中的“WSASocket函数”，构建一定类型的组播数据套接字（ssend）后，设置一定的结构体（sockad-dr_in），并辅助“bind函数”为组播数据套接字制定相应程序功能，同时通过创设“ip_mreq”程序结构，赋予相应功能特性用以实现组播地址与本地计算机网址的绑定，此外通过设定相应的函数程序，将大规模网络环境中的数据开发库与组播数据信号、槽进行连接，用以实现SSM模型作用的具体体现。

其次，强化对“shutdown”的深化管理：在组播通信技术实际应用过程中，应注重相应网络设备端口的状态管理，保证端口未使用情况下“shutdown”状态的保持。同时，在进行端口容量扩张连接时，保证端口“down”状态的保持，用以避免“环路”现象在网络工程建设中的出现。

此外，提升网络短端口流量信息的监管：在实际应用组播通信技术过程时，可通过利用网络监管设备与技术对大规模网络环境下的组播模型流量轨迹进行检测与观察，并依据监管得到的数据信息，结合相应的数据统计软件，制定组播通信技术数据与信息传输业务报表。通过对报表整理与分析，及时探寻存在的问题，并给予及时解决。例如，当发现网管监控设备端口流量资源利用率发生异常时，需进一步对单播、应层组播以及广播相关数据进行统计。当广播文件报告相对较多时，可通过人工手段操作对其进行自动关闭，用以保证个性组播通信技术应用业务运行的安全性与稳定性。

3结论

综上所述，本文全文对组播通信技术进行了简要介绍，并在一定程度上对组播通信技术运行存在的故障以及故障形成的原因进行了分析与阐述，提出了相应的改善建议，以期为大规模网络环境在组播通信技术的优化应用提供有益参考，进一步推动我国组播通信技术的创新发展。