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操作指南

西门子交换机SCALANCE X组播(1)快速入门

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5.0 分
  • 硬件组态与安装
  • Active Network components
文档编号:A0114| 文档类型:操作指南| 发布时间:2024年03月12日
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随着工业自动化水平的不断提高,工业以太网的应用越来越广泛,工厂的通信数据不再仅是过程数据,伴随着音频,视频逐步应用到控制网络中。这使网络负荷加重,影响控制数据的通信质量。为了减少音频或视频对网络负荷的影响,根据需要和一定的条件(满足组播通信方式)使用组播方式。西门子交换机SCALANCE X300/400系列支持组播功能,包括IGMP Snooping和GMRP。本文例举西门子高端交换机SCALANCE X414-3E,通过配置IGMP组播组态,帮助用户快速的了解组播和配置组播。

传统的IP通信有两种方式,一种是在一台源 IP 主机和一台目的 IP 主机之间进行即单播
unicast ;第二种是在一台源 IP 主机和网络中所有其它的 IP 主机之间进行即广播broadcast 。如果要将信息发送给网络中的多个主机而非所有主机则要么采用广播方式要么由源主机分别向网络中的多台目标主机以单播方式发送 IP 包。采用广播方式实现时不仅会将信息发送给不需要的主机而浪费带宽也可能由于路由回环引起严重的广播风暴,采用单播方式实现时由于 IP 包的重复发送会白白浪费掉大量带宽也增加了服务器的负载,所以传统的单播和广播通信方式不能有效地解决单点发送多点接收的问题。
IP 组播是指在 IP 网络中将数据包以尽力传送(best-effort) 的形式发送到网络中的某个确定节点子集这个子集称为组播组multicast group。IP 组播的基本思想是源主机只发送一份数据这份数据中的目的地址为组播组地址组播组中的所有接收者都可接收到同样的数据拷贝并且只有组播组内的主机目标主机可以接收该数据网络中其它主机不能收到。组播组用 D 类 IP 地址224.0.0.0~239.255.255.255 来标识。IP 组播技术有效地解决了单点发送多点接收的问题,实现了 IP 网络中点到多点的高效数据传送,能够大量节约网络带宽降低网络负载。
根据协议的作用范围组播协议分为两种,一种主机-路由器之间的协议即组播成员管理协议,另一种是路由器-路由器之间协议主要是各种路由协议。组成员关系协议包括 IGMP 互连网组管理协议;组播路由协议又分为域内组播路由协议及域间组播路由协议。为了有效抑制组播数据在二层网络中的扩散引入了 IGMP Snooping 等组播协议。
IGMP即Internet Group Management Protocol。IGMP 协议运行于主机和与主机直接相连的组播路由器之间。IGMP 实现的功能是双向的,一方面通过 IGMP 协议主机通知本地路由器希望加入并接收某个特定组播组的信息;另一方面路由器通过IGMP 协议周期性地查询局域网内某个已知组的成员是否处于活动状态(即该网段是否仍有属于某个组播组的成员),实现所连网络组成员关系的收集与维护。IGMP有3个版本。对于IGMPv2有3种类型的报文,组成员查询、组报告消息、特定组的离开消息。
IGMP Snooping 即IGMP 侦听 ,其主要作用是在交换机上完成二层组播的动态注册。它使用的是IGMP 报文 ,IGMP 报文格式可以在RFC1122(IGMP 版本1)和RFC2236(IGMP 版本2)中找到。在较早的组网环境中,并没有以太网交换机的参与,路由器一般直接和主机相连,它们之间通过标准的IGMP 协议来实现组播功能。而目前IGMP Snooping 则不同,它的实现需要主机和交换机的共同参与。
SCALACNE X 300/400支持IGMP v2和IGMP Snooping协议来实现组播通讯。SCALANCE X 414-3E的组播通讯,需要在交换机和主机之间实现IGMP,通过IGMP Snooping,侦听主机和交换机传送的不同类型的IGMP 报文来动态维护二层组播组,也就是建立二层组播地址和端口号的之间关系的组播表。

组播组态:

网络组态由两台交换机Switch A和Switch B组成。通过Port5.1相连。
组播源为Host1。连接到Switch A的Port5.2。
Host2和Host3用于接收组播信息。分别连接到Switch B的Port10.1和Port11.1。
组播程序使用VLC媒体播放器。

Switch A组态:

序号组态步骤
1通过IE浏览器打开交换机XA的Web页面,输入用户名和密码,均为“admin”。点击目录树Switch,使能IGMP Snooping。
2在目录树Switch ® Multicast group ® IGMP中,使能IGMP Query。


Switch B组态:

序号组态步骤
1通过IE浏览器打开交换机XB的Web页面,输入用户名和密码,均为“admin”。点击目录树Switch,使能IGMP Snooping。


Host1组播源组态:

序号组态步骤
1通过File菜单,打开VLC媒体播放器的Wizard。依次按照步骤,选择“Stream to network”,选择要播放的音频或视频流。然后,选择组播,并输入组播地址,这里自定义组播地址为239.255.0.1。然后依次选择默认值,完成设置。


Host2和Host3客户端组态:

序号组态步骤
1通过File菜单,打开VLC媒体播放器的Open Network Stream。在UDP/RTP Multicast 的Address中添加组播地址239.255.0.1。其它保持默认不变。


在目录树SwitchMulticast Group,察看未组播通讯前,交换机的组播地址表的信息。其中01-00-5E-7F-FF-FA是计算机默认的组播地址,并不是自定义的组播地址。

Switch A
Switch B


同样在该目录树下,组播源开启,客户端Host2和Host3接收流媒体。察看交换机的组播地址表的信息。其中组播MAC地址01-00-5E-7F-00-01,就是IP组播地址239.255.0.1的映射。

Switch A
Switch B

注意:
在组播的客户端全部离开后,同时在IGMP Snooping Aging Time结束后,注意及时关闭组播源,否则组播数据帧会泛洪到所有网络端口,造成网络负担过重,甚至造成堵塞。

关键词
西门子交换机,SCALANCE X414-3E,组播,IGMP, IGMP Snooping


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