西门子交换机SCALANCE X组播(2)快速入门

5.0 分

硬件组态与安装
Active Network components

文档编号：A0115| 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GMRP组播组态，帮助用户快速的了解组播和配置组播。

随着传统的多媒体传输方式，单路广播变得力不从心，许多管理人员转向专用网络中的多路广播和Internet中的多路广播来管理日益增长的多媒体负载。他们还向交换式网络迁移以满足多媒体应用的带宽需求。但是，多路广播和IP多路广播在交换式环境中仍是有问题的，因为它们对交换机造成了严重冲击。解决这一问题所使用的方法，例如Internet上的分组管理协议IGMP以及IGMP Snooping和虚拟局域网（VLAN），这些对交换机的处理器要求很高，而且也增加了交换机的额外负载，尤其是在网络边缘。正在兴起的一种理想的解决方案是GARP多路广播记录协议（GMRP）。
IGMP Snooping存在许多缺陷。IGMP Snooping对处理器要求很高，因为每一多路广播包都必须被分类和分析。由于IGMP报告包并未很好编址，并含有与所报告的相同的目标地址，因此它们无法与多路广播数据包相区分。必须对高层报头，例如IP报头加以分析才能区分IGMP报告与数据包。分析每一包不仅对CPU造成处理负担，而且还延长了多媒体数据包的等待时间。
避免交换机洪泛的第二种解决办法利用虚拟局域网（VLAN）对广播域中的用户进行分组。通过这种办法，在定义了VLAN后，洪泛被局限于VLAN中。不过，这也非万全之策。另外，由于洪泛随VLAN成员的增多而增多，VLAN不能很好地扩展。最后，在VLAN间建立连接需要路由器；但由于（普通）路由器不能提供线速，因此它们的使用又抵消了升级交换机性能的初衷。
鉴于以上情况，为了在不影响网络性能、可扩缩性或管理的情况下传输IP多路广播，一种新的解决方案，GMRP应运而生。GMRP使用类属性记录协议（GARP）在一个交换域中记录和传播多路广播成员信息。GARP是一种第2层传输机制，它使交换机和终端系统能够在整个交换域中传播有用信息。GMRP和GARP都是目前正由IEEE的802.1工作组制定的802.1p标准的组成部分。当终端系统想接收多路广播时，它就使用GMRP向相邻交换机发送加入信息。接到该请求后，交换机就在其发送数据库中建立一个过滤器，并与其相邻交换机交换成员信息，就如同与路由器交换路由表时一样。例如，当服务器开始多路广播发送视频流时，交换机就会接到一个在目标字段中带有特定分组MAC地址的包，执行硬件查找，并向接收方发送包。这种方法不会造成带宽或处理的浪费，并且由于交换机知道每一分组MAC的成员端口，洪泛也被消除了。
SCALACNE X 300/400系列的交换机支持GMRP协议来实现组播通讯。SCALANCE X 414-3E的组播通讯，需要在交换机上使能GMRP，然后在组播客户端所连接的交换机端口手动添加要组播的2层地址，这时通过GMRP的注册协议把该MAC地址注册到其它交换机。这样就可以实现组播通讯了。

GMRP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Port9.1。
Host2和Host3用于接收组播信息。分别连接到Switch B的Port10.2和Port11.2。
组播程序使用VLC媒体播放器。IP组播地址为239.255.9.9。对应的MAC地址的映射为01-00-5E-7F-09-09。

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GMRP。
2	在目录树Switch ® Multicast group中，点击“New Entry”按钮，添加组播MAC地址。然后根据组播客户端所连接的端口号分配组播成员。

3	在目录树Switch ® Multicast group，看到添加的组播组。

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GMRP。
2	在目录树Switch ® Multicast group，看到动态注册的组播组在Port5.1，且为“R”(Register)。

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239.255.9.9。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239.255.9.9。其它保持默认不变。