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[摘 要]随着互联网上流媒体等业务的蓬勃开展，IP组播技术和相关应用最近几年得到飞速发展。以往在网络平台上的各种业务，如E-MAIL、WWW等业务，这些都是点到点的数据传输；而如今比如开视频会议、看实况转播等，这些都是点到多点的数据传输，需要采用IP组播技术[1]。
由于这种技术占用带宽资源少，便于管理目前广泛应用于互联网与通信专网中，许多网络厂商纷纷提供能支持IP组播技术的产品，目前网络设备多样，网络环境复杂，我们并不能保证网络上每一台设备都能够具有组播功能，如何通过这些不支持组播的设备进行数据传输也是我们应该关注的问题。
[关键词]IP；组播路由；GRE封装
中图分类号：TN929.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）44-0328-01
1 引言
IP组播是利用一种协议将IP数据报从一个源传送到多个目的地，并且任何给定的链路至多用一次。所以与单播（unicast）相比，有效提升了网络的利用率。
本文主要分析在多种设备混合组网环境下的组播业务传输.本网络出口路由器（R1）在通过帧中继设备如北电MSS多业务交换机与外部网络进行通信时，由于该设备不支持组播路由PIM-SM协议，在组播到达路由器R1时组播业务将就此终止，导致组播业务无法正常使用，因此我们在路由器R1与对端路由器R2端建立GRE Tunnel，使两端路由器之间形成一个GRE隧道，从而实现组播报文的传输，最后着重分析了此方案中利用GRE封装技术实现组播报文传输时可能出现的问题，并提出了改进的措施。
2 组网环境
以通信专网为例网络分为内网和外网两大部分。内、外网通过帧中继MSS连接，核心交换机和路由器之间配置动态路由OSPF。广域网2个路由器分别和MSS设备三层互联，广域网采用静态路由进行连接。内网视频服务器到外网一层会议室、二层会议室进行正常的高清视频会议直播，广域网出口带宽为10Mbps。
3 实现方案
由于广域网带宽的限制，目前视频服务器向外网传输的单路视频流量为8Mbps，如果使用单播传输广域网带宽为10Mbps因此仅能满足一个会议室的会议需求。因此目前的网络并不能满足业务需要。目前可以有以下2种方案实现会议的正常进行。
3.1 视频服务器图像压缩实现
摄像头采集会议现场高清图像发送到内网视频服务器上，服务器对接收到的数据进行压缩处理，将图像由高清转为标清，从而达到降低图像带宽的目的。
3.2 配置GRE Tunnel实现
第2种方案利用GRE Tunnel的封装与解封装功能将组播报文传输在不支持组播路由的设备上，使组播报像单播一样传输。
GRE Tunnel主要功能以及工作流程：
①系统收到需要封装的数据报称为净荷，净荷首先被加上GRE协议封装，成为GRE报文；再被封装在IP报文中，这样IP层就可以完全负责此报文的转发；
②解封装过程和加封装过程相反。从Tunnel接口收到IP报文，检查目的地址，当发现目的地就是此路由器时，系统去掉此报文的IP报头，交给GRE协议模块处理；GRE协议模块完成相应的处理后，去掉GRE报头，再交由组播协议模块处理，组播协议模块象对待一般数据报一样对此数据报进行处理。
网络链路中的交换机和路由器的配置方案如下
① 内网CS1连接摄像机与视频服务器，外网CS2连接两个会议室视频终端并采用三层方式组网，用户网段与互联地址网段一同发布在OSPF中；
② 内外网路由器上分别配置对本网内汇聚交换机的组播路由PIM-SM和Tunnel隧道；选择封装形式为GRE封装。配置到MSS的三层互联；
③在R1、R2上配置源地址为loopback地址，目的地址为对方loopback地址的Tunnel指向并添加静态路由把所有组播数据的下一跳设置为Tunnel地址；
④在广域网MSS设备上做虚电路将两个网段配置静态路由，使其内部进行连接，两个网段具备互通性；
3.3 使用GRE Tunnel方案的具体分析
本文提出的第二种方案是配置GRE Tunnel，使两端建立起由GRE协议封装的隧道.帮助组播数据能够通过无组播路由协议的MSS，组播数据报在进入GRE隧道时路由器将其封装成GRE数据报文再封装IP报文进行隧道内传输，当到达对端路由器后再将GRE数据报文剥离，还原组播数据包.组播数据报到达组播路由最末端设备时再根据组播用户的情况复制分发报文，达到最终目的[2]。
①在第一种情况中，MSS不支持配置PIM-SM组播路由配置，因此组播数据到达路由器出口时被丢弃，视频服务器只能使用单播进行传输，两个会议室需要两个视频流量共16Mbps，超出了广域网带宽。因此视频数据拥塞，视频会议无法正常进行；
② 在第二种情况下，将视频服务器视频流调整为组播方式，组播数据包仅会向自己本组接受者传送数据包，交换机通过目的地址（组播IP地址）进行区分[3]，当配置好GRE Tunnel之后，路由器R1和R2相当于直接相连，视作MSS设备不存在，当一楼开启视频业务时组播会根据用户端的IGMP信息找到组成员的位置，组播进行反向路径检查建立组播路由表，确定组播数据流入流出的接口[4]，当二楼发启请求后处理流程与一楼相同。组播数据到达CS2交换机后根据组播路由表在交换机上再复制一份数据给二层用户。这样广域网链路上就只有一路8Mbps数据存在，出口不拥堵，业务正常使用。
如果链路上除了视频组播数据还有其他日常办公数据的话，可以根据业务的主次进行网络中的QOS配置[4]。优先级标签可以在GRE封装中重新标记出来，因此可以按照优先级进行数据包调度，本文就不再继续阐述。
4 结束语
本文对实现在带宽有限并且中间设备不支持组播路由的情况下提出了2种方案。第1种方案采用单播方式传输需要对图像进行压缩。第2种方案是组播结合GRE Tunnel技术实现数据包的封装。其中本文还对第2种方案在实际运用中可能遇到的问题进行了分析并提出了添加QOS配置的改进措施。
合理的利用网络技术可以使有限的网络资源实现更好的用户体验，保证网络的可靠性、有效性。
参考文献
[1] 王钊. 基于Internet应用层组播在流媒体中的应用[J].现代电信科技，2006，38（1）：49-51.
[2] 唐琴. GRE隧道技术在大型企业网中的应用[J]. 电脑知识与技术：学术交流，2008（8）： 800-802.
[3]许卫国. 单播、广播、组播解析[J]. 网管员世界，2005（10）： 153-153.
[4] 李炜.IP组播路由协议的研究与实现[J].中国工程科学，2002（1）：82-88
[5] 唐 淼，王晨辰，周阳辉.通信IP网中可靠性策略的部署及问题分析[J].电子设计工程，2011，18（19）：109-111，115.
由于这种技术占用带宽资源少，便于管理目前广泛应用于互联网与通信专网中，许多网络厂商纷纷提供能支持IP组播技术的产品，目前网络设备多样，网络环境复杂，我们并不能保证网络上每一台设备都能够具有组播功能，如何通过这些不支持组播的设备进行数据传输也是我们应该关注的问题。
[关键词]IP；组播路由；GRE封装
中图分类号：TN929.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）44-0328-01
1 引言
IP组播是利用一种协议将IP数据报从一个源传送到多个目的地，并且任何给定的链路至多用一次。所以与单播（unicast）相比，有效提升了网络的利用率。
本文主要分析在多种设备混合组网环境下的组播业务传输.本网络出口路由器（R1）在通过帧中继设备如北电MSS多业务交换机与外部网络进行通信时，由于该设备不支持组播路由PIM-SM协议，在组播到达路由器R1时组播业务将就此终止，导致组播业务无法正常使用，因此我们在路由器R1与对端路由器R2端建立GRE Tunnel，使两端路由器之间形成一个GRE隧道，从而实现组播报文的传输，最后着重分析了此方案中利用GRE封装技术实现组播报文传输时可能出现的问题，并提出了改进的措施。
2 组网环境
以通信专网为例网络分为内网和外网两大部分。内、外网通过帧中继MSS连接，核心交换机和路由器之间配置动态路由OSPF。广域网2个路由器分别和MSS设备三层互联，广域网采用静态路由进行连接。内网视频服务器到外网一层会议室、二层会议室进行正常的高清视频会议直播，广域网出口带宽为10Mbps。
3 实现方案
由于广域网带宽的限制，目前视频服务器向外网传输的单路视频流量为8Mbps，如果使用单播传输广域网带宽为10Mbps因此仅能满足一个会议室的会议需求。因此目前的网络并不能满足业务需要。目前可以有以下2种方案实现会议的正常进行。
3.1 视频服务器图像压缩实现
摄像头采集会议现场高清图像发送到内网视频服务器上，服务器对接收到的数据进行压缩处理，将图像由高清转为标清，从而达到降低图像带宽的目的。
3.2 配置GRE Tunnel实现
第2种方案利用GRE Tunnel的封装与解封装功能将组播报文传输在不支持组播路由的设备上，使组播报像单播一样传输。
GRE Tunnel主要功能以及工作流程：
①系统收到需要封装的数据报称为净荷，净荷首先被加上GRE协议封装，成为GRE报文；再被封装在IP报文中，这样IP层就可以完全负责此报文的转发；
②解封装过程和加封装过程相反。从Tunnel接口收到IP报文，检查目的地址，当发现目的地就是此路由器时，系统去掉此报文的IP报头，交给GRE协议模块处理；GRE协议模块完成相应的处理后，去掉GRE报头，再交由组播协议模块处理，组播协议模块象对待一般数据报一样对此数据报进行处理。
网络链路中的交换机和路由器的配置方案如下
① 内网CS1连接摄像机与视频服务器，外网CS2连接两个会议室视频终端并采用三层方式组网，用户网段与互联地址网段一同发布在OSPF中；
② 内外网路由器上分别配置对本网内汇聚交换机的组播路由PIM-SM和Tunnel隧道；选择封装形式为GRE封装。配置到MSS的三层互联；
③在R1、R2上配置源地址为loopback地址，目的地址为对方loopback地址的Tunnel指向并添加静态路由把所有组播数据的下一跳设置为Tunnel地址；
④在广域网MSS设备上做虚电路将两个网段配置静态路由，使其内部进行连接，两个网段具备互通性；
3.3 使用GRE Tunnel方案的具体分析
本文提出的第二种方案是配置GRE Tunnel，使两端建立起由GRE协议封装的隧道.帮助组播数据能够通过无组播路由协议的MSS，组播数据报在进入GRE隧道时路由器将其封装成GRE数据报文再封装IP报文进行隧道内传输，当到达对端路由器后再将GRE数据报文剥离，还原组播数据包.组播数据报到达组播路由最末端设备时再根据组播用户的情况复制分发报文，达到最终目的[2]。
①在第一种情况中，MSS不支持配置PIM-SM组播路由配置，因此组播数据到达路由器出口时被丢弃，视频服务器只能使用单播进行传输，两个会议室需要两个视频流量共16Mbps，超出了广域网带宽。因此视频数据拥塞，视频会议无法正常进行；
② 在第二种情况下，将视频服务器视频流调整为组播方式，组播数据包仅会向自己本组接受者传送数据包，交换机通过目的地址（组播IP地址）进行区分[3]，当配置好GRE Tunnel之后，路由器R1和R2相当于直接相连，视作MSS设备不存在，当一楼开启视频业务时组播会根据用户端的IGMP信息找到组成员的位置，组播进行反向路径检查建立组播路由表，确定组播数据流入流出的接口[4]，当二楼发启请求后处理流程与一楼相同。组播数据到达CS2交换机后根据组播路由表在交换机上再复制一份数据给二层用户。这样广域网链路上就只有一路8Mbps数据存在，出口不拥堵，业务正常使用。
如果链路上除了视频组播数据还有其他日常办公数据的话，可以根据业务的主次进行网络中的QOS配置[4]。优先级标签可以在GRE封装中重新标记出来，因此可以按照优先级进行数据包调度，本文就不再继续阐述。
4 结束语
本文对实现在带宽有限并且中间设备不支持组播路由的情况下提出了2种方案。第1种方案采用单播方式传输需要对图像进行压缩。第2种方案是组播结合GRE Tunnel技术实现数据包的封装。其中本文还对第2种方案在实际运用中可能遇到的问题进行了分析并提出了添加QOS配置的改进措施。
合理的利用网络技术可以使有限的网络资源实现更好的用户体验，保证网络的可靠性、有效性。
参考文献
[1] 王钊. 基于Internet应用层组播在流媒体中的应用[J].现代电信科技，2006，38（1）：49-51.
[2] 唐琴. GRE隧道技术在大型企业网中的应用[J]. 电脑知识与技术：学术交流，2008（8）： 800-802.
[3]许卫国. 单播、广播、组播解析[J]. 网管员世界，2005（10）： 153-153.
[4] 李炜.IP组播路由协议的研究与实现[J].中国工程科学，2002（1）：82-88
[5] 唐 淼，王晨辰，周阳辉.通信IP网中可靠性策略的部署及问题分析[J].电子设计工程，2011，18（19）：109-111，115.