组播协议原理与应用

1、第第1页页锐捷网络技术培训系列课程锐捷网络技术培训系列课程 -（中级）（中级）组播协议原理与应用组播协议原理与应用 第第2页页前前 言言 本本PPTPPT主要介绍了组播协议原理和实际应用，适主要介绍了组播协议原理和实际应用，适用于对组播协议有一定了解的工程师和网络维护人员。用于对组播协议有一定了解的工程师和网络维护人员。 第第3页页课程目标课程目标q 通过本课程的学习，您可以掌握如下知识点：通过本课程的学习，您可以掌握如下知识点：v组播相关概念组播相关概念vIGMPIGMP以及以及IGMP SnoopingIGMP Snooping工作原理工作原理v组播路由协议组播路由协议v组播在实际工程中的

2、应用组播在实际工程中的应用第第4页页提提 纲纲q组播综述组播综述qIGMPIGMP工作原理工作原理qIGMP SnoopingIGMP Snooping工作原理工作原理q组播路由协议组播路由协议q组播在实际工程中的应用组播在实际工程中的应用第第5页页组播综述组播综述q组播定义组播定义:与广播和单播的区别与广播和单播的区别服务器服务器主机主机单播单播广播广播组播组播第第6页页组播综述组播综述q为什么需要组播为什么需要组播?v随着数据通讯技术的不断发展，传统的数据通讯业务已不能满足人们对信息的需求。视频点播，网络电视，视频会议等点到多点业务已经被广泛的应用起来。v解决点到多点的通信,可以通过单播和

3、组播方式来实现.第第7页页组播综述组播综述q单播方式与组播方式的对比单播方式与组播方式的对比单播方式单播方式组播方式组播方式第第8页页组播综述组播综述q组播的优势组播的优势:v单播可以通过建立多个点对点的连接来达到点对多点的传输。 这种方式将在源点(服务器)与各个接收点建立连接，从服务器开始，就将有多份数据流分别流向分散的接收点。这种方式将加重服务器的负荷，增大对服务器性能的要求；同时还在网络中造成大流量，从而增加网络的负载，导致网络拥塞。v组播则不然，发送方仅发一份数据包，此后数据包只是在需要复制分发的地方才会被复制分发，每一个网段中都将保持只有一份数据流。这样就可以减轻服务器的负担，节省网

4、络带宽。第第9页页组播综述组播综述q组播体系结构组播体系结构v组播协议分为主机-路由器之间的组成员关系协议和路由器-路由器之间的组播路由协议.v组成员关系协议包括IGMP(Internet 组管理协议 ).组播路由协议分为域内组播路由协议及域间组播路由协议.v域内的组播路由协议又分为密集模式与稀疏模式.域内组播路由协议主要PIM-DM,PIM-SM,DVMRP等协议.第第10页页组播综述组播综述q组播组播IP地址地址:v组播地址范围n224.0.0.0-239.255.255.255v保留组播地址n224.0.0.0-224.0.0.255v本地管理组播地址n239.0.0.0-239.255

5、.255.255v用户组播地址n224.0.1.0-238.255.255.255q组播组播MAC地址地址:v以太网:01-00-5e-xx-xx-xx第第11页页组播综述组播综述q 常见保留组播常见保留组播IP地址地址地址地址含义含义224.0.0.1All host224.0.0.2All router224.0.0.4All DVMRP router224.0.0.5All OSPF router224.0.0.6All OSPF DR (Designated Router)224.0.0.9All RIPv2 router224.0.0.10All EIGRP router224.0.

6、1.1NTP224.0.0.13All PIM router第第12页页组播综述组播综述qIP地址到地址到MAC地址的映射地址的映射v例如,组播IP地址224.10.10.10就映射为组播MAC地址01-00-5e-0a-0a-0a第第13页页提纲提纲q组播综述组播综述qIGMP工作原理工作原理qIGMP Snooping工作原理工作原理q组播路由协议组播路由协议q组播在实际工程中的应用组播在实际工程中的应用第第14页页IGMP工作原理工作原理q为什么需要为什么需要IGMP?v组播服务器与需要接收组播信息的主机在同一个子网内服务器服务器主机主机只要主机开启了组播流接收程序只要主机开启了组播流接

7、收程序,都可以收到组播数据都可以收到组播数据主机主机第第15页页IGMP工作原理工作原理q为什么需要为什么需要IGMP?v组播服务器与需要接收组播信息的主机不在同一个子网内服务器服务器主机主机主机主机路由器收到服务器发送的路由器收到服务器发送的组播报文组播报文,将其隔离在服将其隔离在服务器所在的子网内务器所在的子网内需要接收组播数需要接收组播数据的主机无法接据的主机无法接收到组播数据收到组播数据需要一种机制需要一种机制,能够让路由器将组播数据转发到有接收需求的主机所在的子网能够让路由器将组播数据转发到有接收需求的主机所在的子网第第16页页IGMP工作原理工作原理qIGMP定义定义vIGMP:I

8、nternet 组管理协议,用于主机与路由器之间交互信息的一种协议v所有要加入组播组的主机和所有连接到有组播主机的子网中的路由器都必须使用IGMPvIGMP消息不能被路由器转发，只能限制在本地网段内部。IGMP的TTL参数永远是1，保证了IGMP的使用范围。vIGMP的版本目前有V1/V2/V3三种。第第17页页IGMP工作原理工作原理qIGMP报文分类报文分类(以以IGMPv2为例为例):v主机使用的IGMP报文:nMembership ReportnLeave Groupv路由器使用的IGMP报文:nGeneral QuerynGroup-Specific Query第第18页页IGMP工

9、作原理工作原理qMembership ReportvMembership Report用于指示一台主机希望加入一个组播组n当主机首次加入到一个组时，它会主动向组发送Membership Report。vMembership Report还用来响应本地路由器发出的General Query和Group-Specific Query消息Membership Report组播数据组播数据主机主机主机主机GeneralQueryGengralQueryGeneralQueryMembership Report第第19页页IGMP工作原理工作原理qLeave Groupv当主机退出一个组时，它用Leav

10、e Group消息通知本地的路由器。v这个消息包含有退出的组的地址，但与Membership Report消息不同的是，Leave group消息是发向“子网中的所有路由器”地址224.0.0.2的,而Membership Report是发向想要加入的组播组地址。主机主机主机主机不再需要接收不再需要接收组播数据组播数据Leave Group停止向该子网转停止向该子网转发组播数据发组播数据第第20页页IGMP工作原理工作原理qGeneral Queryv路由器通过General Query消息向与其连接的所有子网进行轮询来发现是否有组员存在，并在子网中没有组员时检测到这一情况vGeneral Q

11、uery消息被发向“子网中的所有主机”224.0.0.1这个地址，而且不涉及任何一个具体组播组.主机主机主机主机如果一台组播路由器在3次查询的时间间隔里没有收到一个特定子网的Membership Report消息，那么这个路由器将宣布这个子网中没有组员,不再向这个子网发送组播数据。General Guery没有响应没有响应没有响应没有响应一定时间内仍一定时间内仍无人响应无人响应,则不则不再像该子网转再像该子网转发组播数据发组播数据第第21页页IGMP工作原理工作原理qGroup-Specific Queryv路由器的Group-Specific Query消息是根据主机发出的Leave Gro

12、up消息而发出的，当路由器收到Leave Group消息时，必须判断子网中是否仍有组员存在。目的地址为该发出Leave Group的主机所在组的组地址。不需要接收组播不需要接收组播数据数据Leave GroupGroup-Specific Query还需要接收还需要接收Membership report仍然向该子网发送仍然向该子网发送组播数据组播数据第第22页页IGMP工作原理工作原理q报告抑制报告抑制Membership Report想加入想加入224.5.5.5也想加入也想加入224.5.5.5收到了关于收到了关于224.5.5.5的的Report,知道子网中还有主知道子网中还有主机希望加

13、入机希望加入224.5.5.5于是抑制了关于于是抑制了关于224.5.5.5的的Membership Report的发送的发送第第23页页IGMP工作原理工作原理q报告抑制报告抑制General GueryMembership Report还需要接收还需要接收224.5.5.5组组播数据播数据还需要接收还需要接收224.5.5.5组播数据组播数据收到了关于收到了关于224.5.5.5的的report抑制了抑制了224.5.5.5的的Membership Report的发送的发送第第24页页IGMP工作原理工作原理q查询路由器选举查询路由器选举v当子网中有多个路由器时，选举查询者的规则就十分简单

14、：有较小的IP地址的路由器成为查询者。v所有子网中现有的路由器在收到新路由器的General Query消息后，就检查源地址。如果它的IP地址的值更小，则会继续发送查询。v当新的路由器收到其中一个查询，并发现这台路由器有较小的IP地址时，它就变成非查询者。非查询者将旁听整个IGMP过程。 v所有非查询路由器启动一个查询计时器，无论何时只要收到来自IGMP的General Query消息，计时器被复位。默认的计时器持续时间是查询间隔的两倍。如果查询计时器满，就认为IGMP查询有问题，选择查询者过程重新开始。 第第25页页IGMP工作原理工作原理qIGMPv3 简介简介v在IGMPv3中主要增加了

15、Group-and-Source-Specific Query ,它能允许一个组不仅用组地址进行识别，而且也能被源地址识别。v当一个组有多个源时，IGMPv3路由器可以根据组员的请求对源进行过滤。第第26页页提纲提纲q组播综述组播综述qIGMP工作原理工作原理qIGMP Snooping工作原理工作原理q组播路由协议组播路由协议q组播在实际工程中的应用组播在实际工程中的应用第第27页页IGMP Snooping工作原理工作原理q为什么需要为什么需要IGMP Snooping?发送发送224.5.5.5的的Membership Report开始向该子网发开始向该子网发送送224.5.5.5的组的

16、组播数据播数据并不需要接并不需要接收收224.5.5.5的组播数据的组播数据需要接收需要接收224.5.5.5的的组播数据组播数据需要一个机制需要一个机制,让二层交换机只把组播数据转发给需要接收组播的主机让二层交换机只把组播数据转发给需要接收组播的主机.浪费了带宽浪费了带宽第第28页页IGMP Snooping工作原理工作原理qIGMP Snooping的作用的作用:vIGMP Snooping能使二层交换机将组播数据只朝需要接收的用户所在的端口转发，从而不会影响到其它的用户。发送发送224.5.5.5的的Membership Report开始向该子网发开始向该子网发送送224.5.5.5的组

17、的组播数据播数据并不需要接并不需要接收收224.5.5.5的组播数据的组播数据需要接收需要接收224.5.5.5的的组播数据组播数据第第29页页IGMP Snooping工作原理工作原理q IGMP Snooping的工作过程的工作过程:发送发送224.5.5.5的的Membership Report开始向该子网发开始向该子网发送送224.5.5.5的组的组播数据播数据需要接收需要接收224.5.5.5的的组播数据组播数据根据收到的根据收到的224.5.5.5的的Membership Report,生成组播生成组播MAC地址表地址表.MAC端口端口01-00-5e-05-05-051第第30页

18、页IGMP Snooping工作原理工作原理q IGMP Snooping的工作过程的工作过程:MAC端口端口发送发送224.5.5.5的的Leave Group向该子网发送向该子网发送224.5.5.5的组播的组播数据数据不需要接收不需要接收224.5.5.5的的组播数据组播数据01-00-5e-05-05-051停止向该子网发停止向该子网发送送224.5.5.5的组的组播数据播数据第第31页页IGMP Snooping工作原理工作原理q消息报告抑制问题消息报告抑制问题v如果主机收到了其他主机发出的Membership Report后,就抑制了自己的Membership Report的发送,

19、这样的话就会造成交换机的组播MAC地址表里不会出现关于该主机所在的端口的转发信息.v在开启IGMP Snooping之后,交换机的CPU在收到Membership Report时,不会将Report报文转发到其他接口,这样其他主机就无法收到其他主机发出的Membership Report报文,不会产生消息报告抑制现象,从而保证交换机组播MAC地址表的完整.Membership Report抑制了抑制了Membership Report的发送的发送无法将相应端口添加无法将相应端口添加到组播到组播MAC表中表中第第32页页IGMP Snooping工作原理工作原理q取消消息抑制报告带来的问题取消消

20、息抑制报告带来的问题v如果存在组播路由器,但是由于IGMP Snooping抑制了消息报告,那么Membership Report报文将无法发送到组播路由器,因此组播路由器将无法将组播数据发送到相应的子网.v解决办法:采用路由连接口,设置与路由器相连的端口为路由连接口需要接收需要接收224.5.5.5的的组播数据组播数据发送发送224.5.5.5的的Membership Report第第33页页IGMP Snooping工作原理工作原理qIGMP Snooping工作模式工作模式:vIVGL:在该模式下,各VLAN间的组播流是相互独立的.主机只能朝与自己处于同一个VLAN的路由连接口请求组播.

21、vSVGL:在该模式下, 主机可以跨VLAN申请组播流.指定一个Multicast VLAN,在该VLAN收到的组播数据流可以向其他VLAN的主机转发.Vlan 10Vlan 20vlan 10的路由的路由连接口连接口第第34页页提纲提纲q组播综述组播综述qIGMP工作原理工作原理qIGMP Snooping工作原理工作原理q组播路由协议组播路由协议q组播在实际工程中的应用组播在实际工程中的应用第第35页页组播路由协议组播路由协议q为什么需要组播路由协议为什么需要组播路由协议?需要接收需要接收224.5.5.5的的组播数据组播数据发送着发送着224.5.5.5的的组播数据组播数据从哪里能够得从

22、哪里能够得到到224.5.5.5的的组播数据组播数据如何能够将如何能够将224.5.5.5的组播数据发送到网的组播数据发送到网络中有需求的地方络中有需求的地方发送发送224.5.5.5的的Membership Report需要一种机制需要一种机制,可以让组播数据在网络中传输有接收需求的地方可以让组播数据在网络中传输有接收需求的地方第第36页页组播路由协议组播路由协议q组播路由协议分类组播路由协议分类v分为域内组播路由协议及域间组播路由协议v域内的组播路由协议又分为密集模式与稀疏模式.域内组播路由协议主要PIM-DM,PIM-SM,DVMRP等协议.v我们在园区网中经常使用的域内组播路由协议为P

23、IM-DM和PIM-SM.第第37页页组播路由协议组播路由协议q逆向路径转发逆向路径转发ip:192.168.1.1发送着发送着224.5.5.5的的组播数据组播数据两个接口都收到了目的两个接口都收到了目的地址为地址为224.5.5.5,源地源地址为址为192.168.1.1的组的组播报文播报文查找单播路由表查找单播路由表,去往去往192.168.1.0/24的下一的下一跳接口是跳接口是S1,于是丢弃于是丢弃从从S2收到的组播报文收到的组播报文.R1R2R3S1S2重复的组播重复的组播数据流数据流第第38页页组播路由协议组播路由协议qPIMvPIM(Protocol Independent M

24、ulticasting)独立于单播协议,使用任意单播路由协议进行RPF检查.与其他的路由协议不同，PIM不在路由器之间发送和接收路由更新信息。vUDP端口号：103vPIM路由器组地址为：224.0.0.13vPIM协议分为：nPIM-DM（协议无关组播-密集模式）nPIM-SM（协议无关组播-稀疏模式）第第39页页组播路由协议组播路由协议q剪枝与嫁接剪枝与嫁接v当组播路由器的某个接口RPF检查失败时,该路由器会从这个接口发出一个剪接报文,以通知邻居路由器不要再向它发送组播数据.发送着发送着224.5.5.5的的组播数据组播数据R1R2R3S1S2RPF检查失败检查失败所连接的子网内所连接的子

25、网内没有接收的需求没有接收的需求发送着发送着224.5.5.5的的组播数据组播数据剪枝消息剪枝消息剪枝消息剪枝消息第第40页页组播路由协议组播路由协议q剪枝与嫁接剪枝与嫁接v嫁接报文正好与剪枝报文相反,它是用来通知上游路由器将组播报文转发给自己.发送着发送着224.5.5.5的的组播数据组播数据R1R2R3S1S2S1接口接口down掉掉所连接的子网内所连接的子网内无接收的需求无接收的需求发送着发送着224.5.5.5的的组播数据组播数据嫁接消息嫁接消息所连接的子网内所连接的子网内有接收的需求有接收的需求嫁接消息嫁接消息第第41页页组播路由协议组播路由协议qPIM-DMvPIM-DM用于指导路

26、由器如何将组播数据在网络中传输到有组播接收需求的地方.vPIM-DM使用推（push）模式将组播数据包扩散（flood）到网络的每个角落。这种推模式是一种使用蛮力将数据包传送到接收者的方法。如果网络中的每个子网都有接收者，那么这种方法是高效的。第第42页页组播路由协议组播路由协议qPIM-DM工作过程工作过程v扩散并剪枝组播源组播源所连接的子网内所连接的子网内无接收的需求无接收的需求所连接的子网内有接所连接的子网内有接收的需求收的需求所连接的子网内所连接的子网内有接收的需求有接收的需求R1R2R3R5R4R6剪枝剪枝置为修剪状态置为修剪状态pruneds1s2剪枝剪枝从两个接口都收到从两个接口

27、都收到了组播报文了组播报文,在在S2上上做做RPF检查失败检查失败.第第43页页组播路由协议组播路由协议qPIM-DM工作过程工作过程v嫁接组播源组播源所连接的子网内所连接的子网内无接收的需求无接收的需求R1R2R3R5R4R6s1s2所连接的子网内所连接的子网内有接收的需求有接收的需求嫁接嫁接第第44页页组播路由协议组播路由协议qPIM-DM工作过程工作过程v剪枝组播源组播源所连接的子网内所连接的子网内有接收的需求有接收的需求R1R2R3R5R4R6s1s2所连接的子网内所连接的子网内有接收的需求有接收的需求所连接的子网内所连接的子网内有接收的需求有接收的需求所连接的子网内所连接的子网内无接

28、收的需求无接收的需求确认所连接子网内没有确认所连接子网内没有接收需求接收需求,但还有但还有R6需要需要从这里接收数据从这里接收数据,因此将因此将不发送剪枝信息给不发送剪枝信息给R2所连接的子网内所连接的子网内无接收的需求无接收的需求确认所连接子网内没有确认所连接子网内没有接收需求接收需求,因此发送剪枝因此发送剪枝信息给信息给R3,同时将相应端同时将相应端口置为修剪状态口置为修剪状态收到收到R5的剪枝消息的剪枝消息,将响将响应接口修剪应接口修剪,并确认其他并确认其他接口都没有接收需求接口都没有接收需求,因因此发送剪枝消息给此发送剪枝消息给R1,并并将相应的接口修剪将相应的接口修剪剪枝剪枝剪枝剪枝

29、收到收到R3的剪枝消息的剪枝消息,将相应的接口修剪将相应的接口修剪第第45页页组播路由协议组播路由协议qSPTvPIM-DM采用扩散与剪接的方式来构建组播路由表.vPIM-DM形成的组播路由表呈现一种树型结构v我们通常称这种树型结构为SPT(Shortest Path Tree)最短路径树 组播源组播源R1R2R3R5R4R6R1R2R3R4R6R5组播源组播源第第46页页组播路由协议组播路由协议qSPTvSPT是以组播源为根构造的从根到所有接收者路径都最短的分布树。n优势:最短路径保证转发组播数据的网络时延最小 n劣势:路由器必须为每个组播源维护路径信息,开销过大.v在组播设计时,如果选用P

30、IM-DM(SPT),那么组播源的数量、带宽情况、有组播接收需求的子网分布情况都应该成为设计者考虑的各种因素.第第47页页组播路由协议组播路由协议q组播路由器的组播转发表项是怎么样的呢？组播路由器的组播转发表项是怎么样的呢？v单播：目的地址-下一跳n目的地址 下一跳n192.168.0.0/24 1.1.1.1n110.112.119.0/24 2.2.2.2n4.4.0.0/16 3.3.3.3v组播：组地址-下一跳？n在R4上会出现一个组地址有两个下一跳？组播源组播源R1R2R3R5R4R6第第48页页组播路由协议组播路由协议q 组播转发表项的形式组播转发表项的形式v组播转发表项可以简单地

31、理解为S，G，入口，出口集合,S代表组播源地址，G代表组播组地址，入口代表离组播源最近的接口（RPF检查通过的接口）,出口集合代表经过PIM协议计算后没有被修剪掉的所有接口集合。R1R2R3R4E0E0E0S1S2S2S1E0E1S1S2S，G，E0，S1,S2S，G，S1，E0S，G，S1，E0S，G，E0，E1第第49页页组播路由协议组播路由协议qPIM-SMvPIM-SM用于指导路由器如何将组播数据在网络中传输到有组播接收需求的地方。vPIM-SM使用一种拉（pull）模式来传送组播数据包。只有包含活动接收者，并且接收者直接发送数据接收请求的网段才会收到数据。第第50页页组播路由协议组播

32、路由协议qPIM-SM工作过程工作过程vPIM-SM与PIM-DM不同，采用的是一种共享树的机制。vPIM-SM引入了一个非常重要的概念，RP（Rendezous Point），汇聚点。vRP的作用：所有的组播源在发送组播数据时，与组播源相连的第一跳路由器都会把组播数据发送给RP，然后再由RP把组播数据发送给有接收需求的路由器，依次类推。第第51页页组播路由协议组播路由协议qPIM-SM工作过程工作过程v组播源到RPR2R1R3R4R5RP组播源组播源检测到组播报文，检测到组播报文，查找组播组查找组播组G对应对应的的RP的的IP地址地址组播组组播组G将收到的组播报文封装将收到的组播报文封装在单

33、播报文中，目的地在单播报文中，目的地址为址为RP的的IP地址地址根据单播路由表，将注根据单播路由表，将注册报文发给册报文发给RP注册报文注册报文第第52页页组播路由协议组播路由协议qPIM-SM工作过程工作过程vRP在收到单播注册报文后会做哪些动作呢？n当RP上没有存在关于（*，G）的转发表项，它将向R6返回一个注册暂停报文，以通知R6不要再将组播报文封装在单播报文中发送，并且也不会建立到组播源的SPTR2R1R3R4R5RP注册报文注册报文注册报文注册报文注册暂停注册暂停组播源组播源R6组播组组播组G注册暂停注册暂停第第53页页组播路由协议组播路由协议q PIM-SM工作过程工作过程vRP在

34、收到单播注册报文后会做哪些动作呢？n当RP上存在（*，G）的转发表项，RP将解封装单播报文，并将组播报文从(*，G)的转发表项的出口集合中发送出去。n向R6发送PIM保留信息，以终止R6继续发送单播注册报文。n同时RP还会向源的方向发送一条（S,G）的加入消息，形成与组播源之间的SPT，按照这个SPT从组播源接收组播数据。R2R1R3R4R5RP组播源组播源注册报文注册报文注册报文注册报文加入信息加入信息R6组播组组播组G保留信息保留信息保留信息保留信息加入信息加入信息第第54页页组播路由协议组播路由协议qPIM-SM工作过程工作过程v接收者到RPR2R1R3R4R5RP组播源组播源组播组组播

35、组G接收者接收者创建创建(*,G)的转发表项，并将的转发表项，并将收到收到Membership Report的的接口加到出口集合中接口加到出口集合中,向向RP方方向发出加入报文向发出加入报文创建创建(*,G)的转发表项，并将的转发表项，并将收到收到(*,G)加入报文的接口加加入报文的接口加到出口集合中到出口集合中,将组播组将组播组G的的数据从出口集合中发送出去数据从出口集合中发送出去组播组组播组G创建创建(*,G)的转发表项的转发表项,将收将收到到(*,G)加入报文的接口加加入报文的接口加到出口集合中到出口集合中,向向RP方向方向发送加入发送加入(*,G)报文报文第第55页页组播路由协议组播路

36、由协议qPIM-SM工作过程工作过程v完整的PIM-SM过程R2R1R3R4R5RP组播组组播组G接收者接收者创建创建(*,G)的转发表项，并将的转发表项，并将收到收到Membership Report的的接口加到出口集合中接口加到出口集合中,向向RP方方向发出加入向发出加入(*,G)报文报文创建创建(*,G)的转发表项，并将的转发表项，并将收到加入报文的接口加到出收到加入报文的接口加到出口集合中口集合中,将组播组将组播组G的数据的数据从出口集合中发送出去从出口集合中发送出去,如果如果没有组播组没有组播组G的数据的数据,需等待需等待组播源的注册组播源的注册.组播组组播组G组播源组播源R6组播组

37、组播组G注册报文注册报文保留信息保留信息加入信息加入信息保留信息保留信息注册报文注册报文加入信息加入信息注册暂停注册暂停注册暂停注册暂停检测到组播报文，检测到组播报文，查找组播组查找组播组G对应对应的的RP的的IP地址地址将收到的组播报文封装将收到的组播报文封装在单播报文中，目的地在单播报文中，目的地址为址为RP的的IP地址地址根据单播路由表，将注根据单播路由表，将注册报文发给册报文发给RP不存在关于不存在关于(*,G)的表项的表项存在存在(*,G)的表项的表项,向组播源向组播源方向发送注册保留信息方向发送注册保留信息,并并向组播源发送加入消息向组播源发送加入消息创建创建(*,G)的转发表的转

38、发表项项,将收到将收到(*,G)加入加入报文的接口加到出报文的接口加到出口集合中口集合中,向向RP方向方向发送加入发送加入(*,G)报文报文第第56页页组播路由协议组播路由协议qPIM-SM工作过程工作过程v剪枝R2R1R3R4R5RP接收者接收者组播源组播源R6组播组组播组G组播组组播组G组播组组播组G不想接收不想接收GLeave将收到将收到leave报文的接口从报文的接口从(*,G)的转发表项中的出口集合中删的转发表项中的出口集合中删除除,发现发现(*,G)的转发表项中的出的转发表项中的出口集合为空口集合为空,于是向于是向RP方向发方向发送一个剪枝消息送一个剪枝消息,将自己从共享将自己从共

39、享树上修剪树上修剪剪枝消息剪枝消息剪枝消息剪枝消息将收到剪枝消息的接口从将收到剪枝消息的接口从(*,G)中删除中删除,发现发现(*,G)的转发表项中的转发表项中的出口集合为空的出口集合为空.向向G的组播源的组播源发送剪枝消息发送剪枝消息.剪枝消息剪枝消息剪枝消息剪枝消息将收到剪枝的接口从将收到剪枝的接口从(*,G)的转的转发表项中的出口集合中删除发表项中的出口集合中删除,发发现现(*,G)的转发表项中的出口集的转发表项中的出口集合为空合为空,于是向于是向RP方向发送一方向发送一个剪枝消息个剪枝消息,将自己从共享树上将自己从共享树上修剪修剪第第57页页组播路由协议组播路由协议qPIM-SM工作过

40、程工作过程v剪枝R2R1R3R4R5RP接收者接收者组播源组播源R6组播组组播组G组播组组播组G组播组组播组G不想接收不想接收GLeave将收到将收到leave报文的接口从报文的接口从(*,G)的转发表项中的出口集合中删的转发表项中的出口集合中删除除,发现发现(*,G)的转发表项中的出的转发表项中的出口集合为空口集合为空,于是向于是向RP方向发方向发送一个剪枝消息送一个剪枝消息,将自己从共享将自己从共享树上修剪树上修剪剪枝消息剪枝消息接收者接收者将收到剪枝消息的接口从将收到剪枝消息的接口从(*,G)的转发表项中的出口集合中删的转发表项中的出口集合中删除除,发现发现(*,G)的转发表项中的出的转

41、发表项中的出口集合不为空，于是不向口集合不为空，于是不向RP方方向发送剪枝消息向发送剪枝消息第第58页页组播路由协议组播路由协议q共享树共享树vPIM-SM形成的组播转发表通常被成为共享树结构.v共享树的根为RP,RP与组播源形成一个独立的SPT,网络中的所有组播组接收者都以RP为树根,接收各自的组播数据,形成一棵共享树.RPG组播源组播源SRP到到G组播组播源源S的的SPTG接收者接收者1G组播接收者组播接收者1-n都以都以RP为根为根G接收者接收者n不同的组播组可以对应不同的不同的组播组可以对应不同的RP第第59页页组播路由协议组播路由协议q共享树共享树v共享树的优势和劣势:n优势:每个路

42、由器上需要保存的状态数最少 .n劣势:每个组播接收者到组播源的路径可能不是最优的.v在组播设计时,如果选择PIM-SM作为组播路由协议的话,那么RP的性能以及位置将成为重要的考虑因素.第第60页页组播路由协议组播路由协议q共享树到共享树到SPT的切换的切换v设定一个阀值,当接收到的组播流量超过这个阀值时,路由器会向源发送一个(S,G)的加入消息,以便要加入这个源的SPT中.R2R1R3R4R5RP接收者接收者组播源组播源R6组播组组播组G组播组组播组G组播组组播组G接收到的组播流量超过设定接收到的组播流量超过设定的阀值的阀值,向向G的源的源S发送发送(S,G)的加入消息以建立的加入消息以建立S

43、PTR4检测到检测到SPT和共享树在此分和共享树在此分离离,于是于是 向向RP方向发送剪枝消方向发送剪枝消息息,将自己从共享树中修剪掉将自己从共享树中修剪掉,创建创建(S,G)转发表项转发表项,向组播源向组播源方向发送加入消息方向发送加入消息剪枝消息剪枝消息将收到剪枝消息的接将收到剪枝消息的接口从口从(*,G)的出口集合的出口集合中删除掉中删除掉第第61页页组播路由协议组播路由协议qRP的产生的产生v通过静态指定n必须在所有的路由器上明确指定RP的地址n容易存在单点故障,一旦配置的RP失效,组播将不可用vBSR动态学习第第62页页组播路由协议组播路由协议qBSR:BootStrap Route

44、rvBSR是RP的管理者，由BSR来收集和发布整个网络内的RP信息。v多个候选BSR（Candidate Bootstrap Router，C-BSR）通过自举报文（Bootstrap Message）选举产生唯一公认的BSR。 vBSR周期性的向网络发送BSR信息,以便所有候选RP知道BSR的存在v所有侯选RP将自己的信息单播给BSR.vBSR定期发送包含所有候选RP信息的bootstrap报文给所有路由器.v所有的路由器根据相同的HASH算法在本地算出一个RP.第第63页页提纲提纲q组播综述组播综述qIGMP工作原理工作原理qIGMP Snooping工作原理工作原理q组播路由协议组播路由

45、协议q组播在实际工程中的应用组播在实际工程中的应用第第64页页组播在实际工程中的应用组播在实际工程中的应用q园区网组播设计原则园区网组播设计原则:v如果需要接收组播的子网很多,分布密集,并且园区网带宽资源充足,那么采取的组播路由协议多为PIM-DM,反之可考虑PIM-SMv二层组播设计多采用IGMP Snooping SVGL模式第第65页页组播在实际工程中的应用组播在实际工程中的应用q组播设计示例组播设计示例SW1SW2SW3SW4312vlan 10vlan 20212211vlan 100PIM-DM应用范围应用范围IGMP Snooping应用范围应用范围第第66页页组播在实际工程中的应用组播在实际工程中的应用q组播设计示例组播设计示例SW3312vlan 10vlan 201.配置IGMP Snooping SVGL2.配置路由连接口3.修改上联Trunk口的native vlanip igmp profile 1 denyip