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摘要：介绍了组播技术的演进发展，分析了智能城域网的组播业务承载方案，并结合智能城域网网络架构与特征，推荐了不同需求导向下的组播业务承载方案。通过对2种方案的对比分析和实验验证，为智能城域网的组播业务承载提供思路。
关键词：智能城域网；组播；BIER
doi：10.12045/j.issn.1007-3043.2024.07.015
技术现状
1.1 行业应用
组播主要应用在“点到多点”的数据传送场景，比如多媒体、流媒体的电视、电台，远程培训和网上教育等等。不同场景下，组播源与接收者之间的信息传递方式不同，主要有3种组播模型：任意信源组播（AnySource Multicast，ASM）、信 源 过 滤 组 播（SourceFiltered Multicast，SFM）和 指 定 信 源 组 播（SourceSpecific Multicast，SSM）。在ASM中，任意一个发送者都可以作为组播源在组播组内发送信息，接收者只要加入该组播组即可获得组播源发布的信息；在SFM中，通过对组播报文的源地址检测和策略控制，接收者只能收到部分筛选后的组播源信息；在SSM中，接收者知道组播源位置且可以指定组播源，通过在接收者和其指定的组播源之间建立专用组播转发路径进行信息传送。
信息从组播源经过网络最终到达接收者的传递路径就是组播转发路径，即组播分发树，可分为源树和共享树两大类。源树是指以组播源作为树根，将组播源到每一个接收者的最短路径结合起来构成的转发树，其优点是能构造组播源和接收者之间的最短路径，端到端延迟最小，缺点是路由器必须为每个组播源保存路由信息，占用大量的系统资源，路由表规模也比较大。共享树是以某个路由器作为汇聚点（Rendezvous Point，RP），由RP到所有接收者的最短路径共同构成的转发树，所有的组播源和接收者都使用这棵树来收发报文，其优点是路由器中保留的路由信息很少，缺点是组播源发出的报文要先经过RP，路径通常并非最短，且对RP的可靠性和处理能力要求很高。
为了构建组播网络，生成组播分发树，需要在网络中配置组播协议，组播协议的发展演进主要分为以下几个阶段。
a）应用在公网的组播方案。该方案采用协议无关组播（Protocol Independent Multicast，PIM）协议建立组播分发树。PIM与单播路由协议类型无关，只要网络设备间存在可达的单播路由就可以借此创建组播分发树，指导组播数据转发。组播分发树随着组成员的动态加入和退出而动态变化更新。
b）借助GRE隧道的IP 组播VPN方案，即RosenMVPN技术。公网仍旧采用PIM协议，并将私网PIM实例中的组播数据和控制报文透传到VPN的远端站点。此技术不进行BGP协议扩展处理，而是直接通过隧道转发，所有VPN协议和数据报文都在公网上进行透传。
c）MPLS VPN 组播方案，即基于MPLS隧道的NG-MVPN技术。该方案通过BGP协议传递私网组播路由，借助MPLSP2MP隧道传递私网组播流量。PIM报文转换为BGPMVPN协议报文后在PE之间传递，数据报文通过承载向P2MP隧道上的MPLS标签转发表转发。
d）BIER（Bit Index Explicit Replication）和 BIERIPv6（BIER for IPv6）组播方案。该方案是一种新的无状态组播技术，基于数据报文头中的比特串指示报文接收设备将组播复制给指定的接收者，解决了传统组播需要组播转发树建立协议的问题，简化了协议，减少了网络中间设备的维护开销。其中，BIER依赖和适用于MPLS网络，BIER-IPv6基于Native IPv6网络。
1.2 演进方向
已有的PIM、MVPN组播技术需要在中间节点维护每个组播流的组播状态控制转发，也需要PIM/mLDP/RSVP-TE/P2MP协议创建组播树，并通过复杂的过程和信息交互维护组播树的更新，占用大量的CPU和内层资源，部署和运维复杂，可靠性不高，不利于在大规模网络中部署。
随着视频等媒体类业务的不断发展和网络向IPv6演进，针对IPv6网络的组播方案是目前行业研究的重点，BIER-IPv6也成为IPv6+2.0的关键内容，其技术标准和业务方案在行业内也被积极推进和试点应用。
