隨著全球互聯網（Internet）的迅猛發展，上網人數正以幾何級數快速增長，以因特網技術為主導的數據通信在通信業務總量中的比列迅速上升，因特網業務已成為多媒體通信業中發展最為迅速、競爭最為激烈的領域。Internet網絡傳輸和處理能力的大幅提高，使得網上應用業務越來越多，特別是視音頻壓縮技術的發展和成熟，使得網上視音頻業務成為Internet網上最重要的業務之一。
在Internet上實現的視頻點播（VOD）、可視電話、視頻會議等視音頻業務和一般業務相比，有著數據量大、時延敏感性強、持續時間長等特點。因此采用最少時間、最小空間來傳輸和解決視音頻業務所要求的網絡利用率高、傳輸速度快、實時性強的問題，就要采用不同于傳統單播、廣播機制的轉發技術及QoS服務保證機制來實現，而IP組播技術是解決這些問題的關鍵技術。
一、IP組播技術的基礎知識概述
1．IP組播技術的概念
IP組播（也稱多址廣播或多播）技術，是一種允許一臺或多臺主機（組播源）發送單一數據包到多臺主機（一次的，同時的）的TCP/IP網絡技術。組播作為一點對多點的通信，是節省網絡帶寬的有效方法之一。在網絡音頻/視頻廣播的應用中，當需要將一個節點的信號傳送到多個節點時，無論是采用重復點對點通信方式，還是采用廣播方式，都會嚴重浪費網絡帶寬，只有組播才是最好的選擇。組播能使一個或多個組播源只把數據包發送給特定的組播組，而只有加入該組播組的主機才能接收到數據包。目前，IP組播技術被廣泛應用在網絡音頻/視頻廣播、AOD/VOD、網絡視頻會議、多媒體遠程教育、“push”技術（如股票行情等）和虛擬現實游戲等方面。
2．IP組播地址和組播組
IP組播通信必須依賴于IP組播地址，在IPv4中它是一個D類IP地址，范圍從224.0.0.0到239.255.255.255，并被劃分為局部鏈接組播地址、預留組播地址和管理權限組播地址三類。其中，局部鏈接組播地址范圍在224.0.0.0~224.0.0.255，這是為路由協議和其它用途保留的地址，路由器并不轉發屬于此范圍的IP包；預留組播地址為224.0.1.0~238.255.255.255，可用于全球范圍（如Internet）或；管理權限組播地址為239.0.0.0~239.255.255.255，可供組織內部使用，類似于私有IP地址，不能用于Internet，可限制組播范圍。
使用同一個IP組播地址接收組播數據包的所有主機構成了一個主機組，也稱為組播組。一個組播組的成員是隨時變動的，一臺主機可以隨時加入或離開組播組，組播組成員的數目和所在的地理位置也不受限制，一臺主機也可以屬于幾個組播組。此外，不屬于某一個組播組的主機也可以向該組播組發送數據包。
3．組播分布樹
為了向所有接收主機傳送組播數據，用組播分布樹來描述IP組播在網絡中傳輸的路徑。組播分布樹有兩個基本類型：有源樹和共享樹。
有源樹是以組播源作為有源樹的根，有源樹的分支形成通過網絡到達接收主機的分布樹，因為有源樹以最短的路徑貫穿網絡，所以也常稱為最短路徑樹（SPT）。
共享樹以組播網中某些可選擇的組播路由中的一個作為共享樹的公共根，這個根被稱為匯合點（RP）。共享樹又可分為單向共享樹和雙向共享樹。單向共享樹指組播數據流必須經過共享樹從根發送到組播接收機。雙向共享樹指組播數據流可以不經過共享樹。

4．逆向路徑轉發
逆向路徑轉發（RPF）是組播路由協議中組播數據轉發過程的基礎，其工作機制是當組播信息通過有源樹時，組播路由器檢查到達的組播數據包的組播源地址，以確定該組播數據包所經過的接口是否在有源的分支上，如果在，則RPF檢查成功，組播數據包被轉發；如果RPF檢查失敗，則丟棄該組播數據包。
5．Internet組播主干（MBONE）網絡
Internet組播主干（MBONE）網絡是由一系列相互連接的子網主機和相互連接支持IP組播的路由器組成。它可以看成是一個架構在Internet物理網絡上層的虛擬網，在該虛擬網中，組播源發出的組播信息流可直接在支持IP組播的路由器組之間傳輸，而在組播路由器組和非組播路由器組之間要通過點對點隧道技術進行傳輸。
二、IP組播路由及其協議
1．IP組播路由的基本類型
組播路由的一種常見的思路就是在組播組成員之間構造一棵擴展分布樹。在一個特定的“發送源，目的組”對上的IP組播流量都是通過這個擴展樹從發送源傳輸到接受者的，這個擴展樹連接了該組播組中所有主機。不同的IP組播路由協議使用不同的技術來構造這些組播擴展樹，一旦這個樹構造完成，所有的組播流量都將通過它來傳播。
根據網絡中組播組成員的分布，總的說來IP組播路由協議可以分為以下兩種基本類型。第一種假設組播組成員密集地分布在網絡中，也就是說，網絡大多數的子網都至少包含一個組播組成員，而且網絡帶寬足夠大，這種被稱作“密集模式”（Dense-Mode）的組播路由協議依賴于廣播技術來將數據“推”向網絡中所有的路由器。密集模式路由協議包括距離向量組播路由協議（DVMRP：Distance Vector Multicast Routing Protocol）、組播開放最短路徑優先協議（MOSPF：Multicast Open Shortest Path First）和密集模式獨立組播協議（PIM-DM：Protocol-Independent Multicast-Dense Mode）等。
組播路由的第二種類型則假設組播組成員在網絡中是稀疏分散的，并且網絡不能提供足夠的傳輸帶寬，比如Internet上通過ISDN線路連接分散在許多不同地區的大量用戶。在這種情況下，廣播就會浪費許多不必要的網絡帶寬從而可能導致嚴重的網絡性能問題。于是稀疏模式組播路由協議必須依賴于具有路由選擇能力的技術來建立和維持組播樹。稀疏模式主要有基于核心樹的組播協議（CBT：Core Based Tree）和稀疏模式獨立協議組播（PIM-SM：Protocol-Independent Multicast-Sparse Mode）。