【正文】 靠硬件轉(zhuǎn)發(fā)，早起交換機(jī)的轉(zhuǎn)發(fā)硬件效率較為低下，主要由交換機(jī)主CPU完成所有的交換任務(wù)。IGMP Snooping可以解決這個(gè)問(wèn)題，不過(guò)IGMP Snooping會(huì)降低二層交換設(shè)備的處理能力。但是在很多情況下，組播報(bào)文要不可避免地經(jīng)過(guò)一些第二層交換設(shè)備，尤其是在局域網(wǎng)環(huán)境里。至于數(shù)據(jù)報(bào)文在路由器之間如何轉(zhuǎn)發(fā)則由路由協(xié)議決定，IGMP協(xié)議并不負(fù)責(zé)。通過(guò)上述IGMP機(jī)制，在組播路由器里建立起一張表，其中包含路由器的各個(gè)端口以及在端口所對(duì)應(yīng)的子網(wǎng)上都有哪些組的成員。通常本協(xié)議中，“接口”指在一個(gè)所連網(wǎng)絡(luò)上的主接口，若一個(gè)路由器連在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上的接口有多個(gè)，則只需要在其中一個(gè)接口上運(yùn)行此協(xié)議即可。當(dāng)要離開(kāi)組播組時(shí)，主機(jī)發(fā)送離開(kāi)組消息；收到離開(kāi)組消息后，查詢器發(fā)送特定組查詢消息來(lái)確定是否所有組成員都已離開(kāi)。查詢器周期性的發(fā)送普遍組查詢消息進(jìn)行成員關(guān)系查詢；主機(jī)發(fā)送報(bào)告消息來(lái)應(yīng)答查詢。這里著重介紹IGMPv2協(xié)議的功能。IGMPv3目前仍然是一個(gè)草案。 組播地址映射 組管理協(xié)議——IGMP（Internet Group Management Protocol）IGMP協(xié)議運(yùn)行于主機(jī)與和主機(jī)直接相連的組播路由器之間，主機(jī)通過(guò)此協(xié)議告訴本地路由器希望加入并接受某個(gè)特定組播組的信息，同時(shí)路由器通過(guò)此協(xié)議周期性地查詢局域網(wǎng)內(nèi)某個(gè)已知組的成員是否處于活動(dòng)狀態(tài)（即該網(wǎng)段是否仍有屬于某個(gè)組播組的成員），實(shí)現(xiàn)所連網(wǎng)絡(luò)組成員關(guān)系的收集與維護(hù)。 組播地址劃分 組播地址映射，以太網(wǎng)和FDDI的MAC地址01:00:5E:00:00:00到01:00:5E:7F:FF:FF用于將三層IP組播地址映射為二層地址，即IP組播地址中的低23位放入IEEE MAC地址的低23位。其余組播地址作為用戶組播地址。為路由協(xié)議以及其他低級(jí)拓?fù)洳檎壹熬S護(hù)協(xié)議使用。(二進(jìn)制表示),因此IP組播地址前四位均是1110。 組播地址 組播IP地址在各種公共資料中均可以知曉，IP組播地址用于標(biāo)識(shí)一個(gè)IP組播組。域內(nèi)組播路由協(xié)議根據(jù)IGMP維護(hù)的這些組播組成員關(guān)系信息，運(yùn)用一定的組播路由算法構(gòu)造組播分發(fā)樹(shù)進(jìn)行組播數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)。同時(shí)為了有效抑制組播數(shù)據(jù)在鏈路層的擴(kuò)散，引入了IGMP Snooping、HGMP等二層組播協(xié)議，而今還有現(xiàn)在已開(kāi)發(fā)并投入實(shí)現(xiàn)的PIM Snooping。組播路由協(xié)議分為域內(nèi)組播路由協(xié)議及域間組播路由協(xié)議。 組播體系結(jié)構(gòu)組播協(xié)議按照作用范圍分（在此為了敘述簡(jiǎn)潔，只對(duì)IPV4的組播協(xié)議進(jìn)行劃分，IPV6協(xié)議可類同），分為主機(jī)路由器之間的組成員關(guān)系協(xié)議和路由器路由器之間的組播路由協(xié)議。IP組播技術(shù)有效地解決了單點(diǎn)發(fā)送多點(diǎn)接收、多點(diǎn)發(fā)送多點(diǎn)接收的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了IP網(wǎng)絡(luò)中點(diǎn)到多點(diǎn)的高效數(shù)據(jù)傳送,能夠有效地節(jié)約網(wǎng)絡(luò)帶寬、降低網(wǎng)絡(luò)負(fù)載。即允許源IP主機(jī)向網(wǎng)上所有IP主機(jī)的一部分（子集）發(fā)送IP分組，只有該子集內(nèi)的主機(jī)（目標(biāo)主機(jī)）可以接收該分組，而網(wǎng)絡(luò)中其它IP主機(jī)不能收到該分組。IP組播是指在IP網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)包以盡力傳送的形式發(fā)送到所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的某個(gè)確定子集，這個(gè)子集稱為組播組?？梢哉f(shuō)傳統(tǒng)的IP通信技術(shù)不能有效地解決單點(diǎn)發(fā)送多點(diǎn)接收的問(wèn)題。如果我們要將信息發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)中的多個(gè)而非所有IP主機(jī)，要么采用廣播方式，要么由源IP主機(jī)分別向網(wǎng)絡(luò)中的多個(gè)目標(biāo)IP主機(jī)單播發(fā)送IP包。短短幾年來(lái)，第2層局域網(wǎng)交換設(shè)備從一種昂貴的尖端設(shè)備變成一種成熟的耗費(fèi)比較好的設(shè)備，交換機(jī)的使用已經(jīng)十分廣泛，但是同時(shí)帶來(lái)一些在交換拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)中使用組播的新問(wèn)題。計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)的結(jié)合促進(jìn)了局域網(wǎng)的飛速發(fā)展。關(guān)鍵詞：組播協(xié)議，PIMSNOOPING，協(xié)議測(cè)試i浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 AbstractAbstractMulticast technology has long since bee a system, multicast protocols and multicast routing protocols into the multicast group management protocol, multicast routing protocols that include basic PIM protocol, similar to the IGMP and MLD multicast members of the management agreement, as well as inter domain MSDP and MBGP protocol, in the internal LAN Layer 2 multicast protocol IGMPSNOOPING and so on. In recent years, out of a new multicast protocol PIM SNOOPING, it is the IGMPSNOOPING supplement and improved, more beneficial to reduce bandwidth utilization, enhance network robustness. This paper discusses the PIMSNOOPING detailed protocol analysis and testing. The article first describes the application of multicast in the LAN area, and then e out of PIMSNOOPING, including its working principle and configuration instructions. Then explore the software testing process and derive the characteristics of the test protocol, the final interpretation of the authors focus on PIMSNOOPING protocol testing process work. During the test, mainly on the configuration, features, performance and other aspects of testing, the use of the pany within the system and their own learning through the design of the protocol test cases, test at the same time, deepen the understanding of the agreement, but also to ensure agreement on the usefulness of the actual device. Key Words：Multicast protocol, PIM SNOOPING, Protocol test ii浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 目錄目錄摘要 iAbstract ii圖目錄 III表目錄 IV第1章 緒論 1 課題背景 1 組播體系結(jié)構(gòu) 2 組播地址 2 組播IP地址 2 組播地址劃分 2 組播地址映射 3 組管理協(xié)議——IGMP（Internet Group Management Protocol） 4 二層交換環(huán)境中組管理的實(shí)現(xiàn)——IGMP SNOOPING 4 現(xiàn)狀 7 本章小結(jié) 8第2章 相關(guān)技術(shù)綜述 10 PIMSNOOPING的提出 10 軟件測(cè)試工作規(guī)范流程 10 軟件測(cè)試的原則 13 對(duì)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議測(cè)試特性的個(gè)人理解 15 本章小結(jié) 16第3章 PIMSNOOPING的測(cè)試 17 PIMSNOOPING的測(cè)試 17 PIMSNOOPING驗(yàn)收測(cè)試的具體過(guò)程 18 協(xié)調(diào)及熟悉測(cè)試設(shè)備和工具 18 如何搭建測(cè)試環(huán)境 20 如何配置環(huán)境 20 配置測(cè)試 22 對(duì)設(shè)計(jì)方案的功能實(shí)現(xiàn)測(cè)試 31 流量分析測(cè)試 46 本章小結(jié) 50第4章 基于思科設(shè)備的測(cè)試實(shí)現(xiàn) 51 思科設(shè)備測(cè)試實(shí)例 51 本章小結(jié) 55第5章 論文總結(jié) 56參考文獻(xiàn) 57作者簡(jiǎn)歷 59致謝 60II 浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 第3章 緒論圖目錄 組播地址劃分 3 組播地址映射 3 IGMPSNOOPING工作原理圖 5 未使能pimsnooping時(shí) 7 使能pimsnooping時(shí) 8 每個(gè)階段的問(wèn)題發(fā)現(xiàn)率 14 IXIA機(jī)圖 19 PIM SNOOPING 測(cè)試拓?fù)鋱D 21 PIM SNOOPING 配置測(cè)試拓?fù)鋱D 30 Hello報(bào)文格式 34 Holdtime報(bào)文格式 35 LAN Prune Delay報(bào)文格式 35 J/P報(bào)文格式 36 Unicast 格式圖 36 Source 格式圖 37 Group 格式圖 37 PIM SNOOPING 分片報(bào)文測(cè)試拓?fù)鋱D 42 組播躍遷狀態(tài)圖 44 PIM SNOOPING 測(cè)試拓?fù)湫薷膱D 45 PIM SNOOPING 測(cè)試正常流量圖 46 PIM SNOOPING 測(cè)試流量丟失圖 47 PIM SNOOPING 測(cè)試流量冗余圖 48 PIM SNOOPING 測(cè)試流量小波動(dòng)圖 49表目錄 D類IP地址格式 2 測(cè)試用例模板表 20 配置測(cè)試用例表 24 PIMSNOOPING配置表 25 功能測(cè)試用例表 33 下游狀態(tài)及躍遷表 38 二層轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)狀態(tài)機(jī) 39 分片報(bào)文處理測(cè)試 41 PIMv1報(bào)文處理測(cè)試 43IV 浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 第1章 緒論第1章 緒論 課題背景歷經(jīng)20多年的研究和發(fā)展，從1988年Deering提出了將組播的功能機(jī)制增加到數(shù)據(jù)網(wǎng)IP層的組播實(shí)現(xiàn)體系結(jié)構(gòu)開(kāi)始，IP組播已經(jīng)形成了較為完整的組播協(xié)議體系，包括組播主機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的交互協(xié)議、組播路由協(xié)議、組播的地址管理協(xié)議等。而后探討了軟件測(cè)試的流程并引申出協(xié)議測(cè)試的特點(diǎn)，最后重點(diǎn)詮釋了作者在PIMSNOOPING協(xié)議的測(cè)試過(guò)程中所做的工作。本論文詳細(xì)探討了PIMSNOOPING的協(xié)議分析和測(cè)試。浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 AbstractPIMSNOOPING協(xié)議的分析與測(cè)試摘要組播技術(shù)早已自成為一個(gè)系統(tǒng)，組播協(xié)議分為組播路由協(xié)議和組播組管理協(xié)議，其中組播路由協(xié)議包含基本的PIM協(xié)議、類似IGMP和MLD的組播成員管理協(xié)議，還有跨域的MSDP和MBGP協(xié)議，在局域網(wǎng)內(nèi)部的二層組播協(xié)議IGMPSNOOPING等等。近年來(lái)新出了一種組播協(xié)議——PIM SNOOPING，它是對(duì)IGMPSNOOPING的補(bǔ)充和改進(jìn)，更加利于減少帶寬占用率，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的健壯性。文章首先介紹了組播在局域網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用，而后引申出PIMSNOOPING，其中包括它的工作原理和配置指導(dǎo)。在測(cè)試過(guò)程中，主要有對(duì)配置，功能，性能等方面進(jìn)行測(cè)試，使用公司系統(tǒng)內(nèi)的和自己通過(guò)對(duì)協(xié)議的學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)的測(cè)試用例，在測(cè)試的同時(shí)，加深了對(duì)協(xié)議的理解，也保證了協(xié)議在實(shí)際設(shè)備上的實(shí)用性。IETF RFC1112作為IP組播的標(biāo)準(zhǔn)業(yè)務(wù)模型的定義，對(duì)IP組播的業(yè)務(wù)提供的方式和形式進(jìn)行了描述和定義。從20世紀(jì)60年代末ALOHA的出現(xiàn)到90年代中期千兆交換式以太網(wǎng)的登臺(tái)亮相，短短30年間，局域網(wǎng)經(jīng)過(guò)了從單工到雙工，從共享到交換，從低速到高速，從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，從昂貴到普及的飛躍。傳統(tǒng)的IP通信是在一個(gè)源IP主機(jī)和一個(gè)目標(biāo)IP主機(jī)之間（單播）或者一個(gè)源IP主機(jī)和網(wǎng)絡(luò)中所有的IP主機(jī)之間（廣播）進(jìn)行的。廣播方式不僅會(huì)將信息發(fā)送給不需要的IP主機(jī)而浪費(fèi)帶寬，也可能由于路由回環(huán)引起一場(chǎng)嚴(yán)重的廣播風(fēng)暴；單播方式由于IP包的重復(fù)發(fā)送而白白浪費(fèi)掉大量帶寬，也增加了服務(wù)器的負(fù)載。組播是指信源將信息發(fā)向所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的某個(gè)確定子集的點(diǎn)到多點(diǎn)的通信形式。IP組播的基本思想是源IP主機(jī)只發(fā)送一份數(shù)據(jù)，一個(gè)或多個(gè)接收者可接收相同數(shù)據(jù)的拷貝。這種邏輯上的子集（目標(biāo)主機(jī)）就是組播組，用D類IP地址（～）來(lái)標(biāo)識(shí)。IP組播技術(shù)在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳送、網(wǎng)絡(luò)電視、多媒體會(huì)議、數(shù)據(jù)拷貝、游戲和仿真等諸多方面都有廣泛的應(yīng)用。組成員關(guān)系協(xié)議包括IGMP(互連網(wǎng)組管理協(xié)議)。域內(nèi)組播路由協(xié)議包括PIMSM、PIMDM、DVMRP等協(xié)議，域間組播路由協(xié)議包括MBGP、MSDP等協(xié)議。IGMP建立并且維護(hù)路由器直聯(lián)網(wǎng)段的組成員關(guān)系信息。域間組播路由協(xié)議在各自治域間發(fā)布具有組播能力的路由信息以及組播源信息，以使組播數(shù)據(jù)在域間進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。IANA把D類地址空間的一部分分配給IP組播。 D類IP地址格式八位組（1）八位組（2）八位組（3）八位組（4）1110XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX 組播地址劃分。該范圍地址屬于局部范疇，不論生存時(shí)間字段（TTL）值是多少，都不會(huì)被IP路由器轉(zhuǎn)發(fā)。當(dāng)IP層收到組播數(shù)據(jù)報(bào)文時(shí)，根據(jù)組播轉(zhuǎn)發(fā)表進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。IP組播地址有28位地址空間，但只有23位被映射到IEEE MAC地址，這樣會(huì)有32個(gè)IP組播地址映射到同一MAC地址上。IGMP有三個(gè)版本，IGMPv1由RFC1112定義，目