IP网络-组播-培训

1、IP网络-组播-培训 组播概述组播概述 组播在城域网中的部署任务组播在城域网中的部署任务 南京城域网中的组播部署南京城域网中的组播部署主要内容主要内容组播的必要性组播的必要性ServerRouterUnicast组播的必要性组播的必要性ServerRouterUnicastServerRouterMulticast IP组播是指一个组播是指一个IP报文向一个报文向一个“主机组主机组”的传送的传送 这个包含零个或多个主机的主机组由一个单独的这个包含零个或多个主机的主机组由一个单独的IP地地址标识址标识 IP组播承载的是组播承载的是UDP数据包数据包 IP组播非常适于互联网上直播流的发送组播非常适

2、于互联网上直播流的发送组播的定义组播的定义组播地址组播地址IPIP组播地址，或称为主机组地址，由组播地址，或称为主机组地址，由D D类类IPIP地址标记，地址标记，比较重要的地址有：比较重要的地址有： 网段中所有支持组播的主机网段中所有支持组播的主机 网段中所有支持组播的路由器网段中所有支持组播的路由器 网段中所有的网段中所有的DVMRPDVMRP路由器路由器 所有的所有的OSPFOSPF路由器路由器 224.0.0

3、.6 所有的所有的OSPFOSPF指派路由器指派路由器 所有所有RIPv2RIPv2路由器路由器 3 3 所有所有PIMPIM路由器路由器组播的体系结构组播的体系结构IGMPInternet组管理协议组管理协议 IGMP协议由主机成员关系协议发展而来，目前有两个协议由主机成员关系协议发展而来，目前有两个版本：版本：IGMPv1和和 IGMPv2 IGMP被主机用来通知直连的路由器，提出具体组播地被主机用来通知直连的路由器，提出具体组播地址，申请加入或离开一个组播组址，申请加入或离开一个组播组 组播路由器通过组播路由器通

4、过IGMP协议为其每个端口都维护一张主协议为其每个端口都维护一张主机组成员表机组成员表 组播路由协议组播路由协议 组播路由协议的主要任务就是构造组播的分布树，组播路由协议的主要任务就是构造组播的分布树，使组播分组能够传送到相应的组播组成员使组播分组能够传送到相应的组播组成员 根据对网络中的组播成员的分布和使用的不同，组根据对网络中的组播成员的分布和使用的不同，组播路由协议分为两类播路由协议分为两类 密集模式路由协议（密集模式路由协议（DM） DVMRP，MOSPF，PIM-DM 稀疏模式路由协议（稀疏模式路由协议（SM） PIM-SM组播分布树组播分布树 在传送组播分组时，组播路由协议负责构造

5、一个连在传送组播分组时，组播路由协议负责构造一个连接所有组播组成员的树，该树称为分布树，由此路接所有组播组成员的树，该树称为分布树，由此路由器得出转发分组的一条唯一路径由器得出转发分组的一条唯一路径 根据构造方法的不同，分布树可分为根据构造方法的不同，分布树可分为源分布树（源分布树（Source Distribution TreeSource Distribution Tree），以组播源为根），以组播源为根节点构造，也称为最短路径树（节点构造，也称为最短路径树（SPTSPT）共享分布树，也称为共享分布树，也称为RPRP树或基于核心的树（树或基于核心的树（CBTCBT），以网），以网络中的某一

6、个指定的路由器为根节点构造，该路由器称为络中的某一个指定的路由器为根节点构造，该路由器称为集合点（集合点（RPRP） 由于成员可以动态的加入和退出，分布树也必须动由于成员可以动态的加入和退出，分布树也必须动态更新态更新PIM-DM和和PIM-SM PIM协议无关组播协议，指组播路由协议无关组播协议，指组播路由独立于网独立于网络选择的络选择的IPIP路由协议路由协议 DM密集模式密集模式 采取推送方式，首先假设所有节点均需要，然后根据实际采取推送方式，首先假设所有节点均需要，然后根据实际用户请求分布情况剪除不需要的分支，对带宽占用多，适用户请求分布情况剪除不需要的分支，对带宽占用多，适于区域不大

7、、组播源较少而客户端较多且密集的环境于区域不大、组播源较少而客户端较多且密集的环境 SM稀疏模式稀疏模式 采取拉回方式，由用户提出申请，显式地加入组播组，对采取拉回方式，由用户提出申请，显式地加入组播组，对广域带宽占用少，适于区域较大、组播源较多、客户端较广域带宽占用少，适于区域较大、组播源较多、客户端较分散的环境分散的环境PIM-SM的工作概况的工作概况 支持支持SPT和和CBT 初始假设没有组播组成员初始假设没有组播组成员 使用使用“集合点集合点” (RP) 发送者和接收者均于发送者和接收者均于RP处探知对方处探知对方 发送者通过首跳路由器向发送者通过首跳路由器向RP登记组播源登记组播源

8、接收者通过本地指定路由器加入以接收者通过本地指定路由器加入以RP为根的组播树为根的组播树PIM-SM Shared Tree JoinReceiverRP(*, G) JoinShared Tree(*, G) State created onlyalong the Shared Tree.PIM-SM Sender RegistrationReceiverRP(S, G) JoinSourceShared Tree(S, G) Register(unicast)Source Tree(S, G) State created onlyalong the Source Tree.Traffic

9、FlowPIM-SM Sender RegistrationReceiverRPSourceShared TreeSource TreeRP sends a Register-Stop back to the first-hop router to stop the Register process.(S, G) Register-Stop(unicast)Traffic Flow(S, G) Register(unicast)(S, G) traffic begins arriving at the RP via the Source tree.PIM-SM Sender Registrat

10、ionReceiverRPSourceShared TreeSource TreeTraffic FlowSource traffic flows nativelyalong SPT to RP.From RP, traffic flows downthe Shared Tree to Receivers.PIM-SM SPT SwitchoverReceiverRP(S, G) JoinSourceSource TreeShared TreeLast-hop router joins the Source Tree.Additional (S, G) State is created alo

11、ng new part of the Source Tree.Traffic FlowPIM-SM SPT SwitchoverReceiverRPSourceSource TreeShared Tree(S, G)RP-bit PruneTraffic begins flowing down the new branch of the Source Tree.Additional (S, G) State is created along along the Shared Tree to prune off (S, G) traffic.Traffic FlowPIM-SM SPT Swit

12、choverReceiverRPSourceSource TreeShared Tree(S, G) Traffic flow is now pruned off of the Shared Tree and is flowing to the Receiver via the Source Tree.Traffic FlowPIM-SM SPT SwitchoverReceiverRPSourceSource TreeShared Tree(S, G) traffic flow is no longer needed by the RP so it Prunes the flow of (S

13、, G) traffic.Traffic Flow(S, G) PrunePIM-SM SPT SwitchoverReceiverRPSourceSource TreeShared Tree(S, G) Traffic flow is now only flowing to the Receiver via a single branch of the Source Tree.Traffic Flow 组播概述组播概述 组播在城域网中的部署任务组播在城域网中的部署任务 南京城域网中的组播部署南京城域网中的组播部署主要内容主要内容总体部署建议总体部署建议针对性：即将开展的针对性：即将开展的IP

14、TV业务业务假设：假设：IPTV直播节目源位于各城域网内或由直播节目源位于各城域网内或由CDN推送到各城推送到各城域网内域网内城域网的骨干网络设备开通组播功能（需要调查骨干设备对城域网的骨干网络设备开通组播功能（需要调查骨干设备对组播的支持能力）组播的支持能力）为减轻维护工作量，在城域网内建议采用为减轻维护工作量，在城域网内建议采用PIM-SM组播路由协组播路由协议（需要调查骨干设备对议（需要调查骨干设备对PIM-SM的支持能力）的支持能力）如果考虑用户对节目源的请求切换速度，可考虑使用静态组如果考虑用户对节目源的请求切换速度，可考虑使用静态组播路由，但此法维护量大，且可能无效占用带宽播路由，

15、但此法维护量大，且可能无效占用带宽另一个工作重点是处理好接入层的组播另一个工作重点是处理好接入层的组播处理接入层组播处理接入层组播用户接入的多样性用户接入的多样性 目前主要存在目前主要存在ADSL（又分（又分ATM DSLAM和和IP DSLAM）、）、LAN PPPOE、LAN WEB认证、认证、LAN或专线路由等多种接入方式或专线路由等多种接入方式处理接入层组播的目标是尽可能使同一个流只在上联通道中处理接入层组播的目标是尽可能使同一个流只在上联通道中占用一份带宽占用一份带宽 LAN或专线路由及或专线路由及WEB认证用户：处理最为简单有效，在认证用户：处理最为简单有效，在L3交交换机或换机或

16、AR上开通组播和上开通组播和PIM-SM，二层交换机上开通，二层交换机上开通IGMP snooping ADSL用户：两种方案，一种是在用户：两种方案，一种是在BAS上实现流的复制，另一种上实现流的复制，另一种是在是在DSLAM上实现，后者更好，但需要设备支持上实现，后者更好，但需要设备支持 LAN PPPOE用户：目前只能在用户：目前只能在BAS上开通组播，流复制到每一上开通组播，流复制到每一个加入组播的个加入组播的PPP Session，此法未根本解决上联带宽占用问题，此法未根本解决上联带宽占用问题接入层组播的授权接入层组播的授权由于由于IPTV涉及到一定的资费问题，因此有必要考虑用户加入

17、涉及到一定的资费问题，因此有必要考虑用户加入组播组的授权问题组播组的授权问题基本思路基本思路 接入时，有必要区分用户的普通上网要求和接入时，有必要区分用户的普通上网要求和IPTV要求要求 对对LAN用户和用户和IP DSLAM用户可通过双用户可通过双VLAN上行方式实现区分上行方式实现区分 对对ATM DSLAM用户可通过双用户可通过双PVC上行方式区分上行方式区分 LAN接入用户端口有限时可通过双接入用户端口有限时可通过双PPPOE Session方式区分方式区分 用户加入组播组的请求应有鉴权措施用户加入组播组的请求应有鉴权措施 对对LAN接入用户，最好在离用户最近的接入交换机上（至少在接入

18、用户，最好在离用户最近的接入交换机上（至少在BAS上）部署上）部署IGMP过滤器，滤除无权用户的加入请求过滤器，滤除无权用户的加入请求 用户认证返回信息中应包含可加入的组播组的信息，该信息可为用户认证返回信息中应包含可加入的组播组的信息，该信息可为BAS使用，并最好能通过使用，并最好能通过BAS通过一定的方式向下发布通过一定的方式向下发布 组播概述组播概述 核心层和汇聚层组播部署核心层和汇聚层组播部署 南京城域网中的组播部署南京城域网中的组播部署主要内容主要内容概况 按省公司要求，目前南京城域网已全面实施了核心层和汇聚层网络的组播和QoS部署，同时部分业务接入控制点和接入层网络也进行了部署试点

19、 涉及的网络（链路）改造工作已在部署的同时完成 目前在已实施组播和QoS部署的各节点还继续进行着跟踪测试，以获得实际网络运行环境下的第一手数据 下面将介绍组播全面部署情况 总体规划总体规划 核心层和汇聚层的组播部署核心层和汇聚层的组播部署 业务接入点的组播部署业务接入点的组播部署 接入层网络的组播部署接入层网络的组播部署 设备组播相关配置命令设备组播相关配置命令部署方案内容部署方案内容组播总体规划改造工作：核心层GSR之间及核心层与汇聚层之间的互联电路从GE PortChannel改造为GE互联主备RP：核心层网络中选取云南路GSR和大行宫GSR担任主备RP核心层设备、汇聚层设备及业务接入控制

20、点设备均开启组播，配置PIM-SM业务接入控制点除配置PIM-SM外，还可有选择地配置静态组播组以加快IPTV节目切换速度业务接入控制点配置组播过滤PPPOE/PPPOA接入时，由BAS实现组播流量复制，二层网络设备（L2交换机和DSLAM）无需组播配置；路由方式接入时，二层网络设备配置igmp-snooping各层次组播实施策略示意图SiSi云南路云南路GSRGSR大行宫大行宫GSRGSR苜蓿园苜蓿园65096509IP/TVIP/TV苜蓿园苜蓿园开启组播路由相关端口PIM-SMMSDP开启组播路由相关端口PIM-SMMSDP开启组播路由相关端口PIM-SM指定RP组播过滤静态组播组开启组播

21、路由相关端口PIM-SM相关端口igmp-snooping指定RP组播过滤静态组播组开启组播路由相关端口PIM-SM指定RP组播过滤静态组播组65096509BASBASPIM-SMigmpigmpDSLAM不需要配置igmpSiSi 总体规划总体规划 核心层和汇聚层的组播部署核心层和汇聚层的组播部署 业务接入点的组播部署业务接入点的组播部署 接入层网络的组播部署接入层网络的组播部署 设备组播相关配置命令设备组播相关配置命令部署方案内容部署方案内容相关改造 GSR上的所有GE PortChannel互联链路更改成GE互联链路 使用多条等距离路由方式实现同方向多GE链路上的流量分担核心层GSR上

22、的部署策略GSR支持8条队列，从电总要求看，目前只需启用4条队列，其一为LLQ所有GSR均配置MDRR、WRED和EXP-DSCP映射R4/R5不需要开启组播对入网流量进行重新分类标记，对出网流量标记信任云南路和大行宫GSR开启组播且担任主备RP，配置PIM-SM，另外配置组播源准入控制以维护组播源的合法性标记信任新庄和长乐路GSR开启组播，配置PIM-SM标记信任核心层GSR配置概况InternetInternet云南路云南路R4R4长乐路长乐路新庄新庄大行宫大行宫R5R5开启组播路由相关端口PIM-SMMSDP组播源准入控制MDRR+WRED标记信任标记映射开启组播路由相关端口PIM-SM

23、MSDP组播源准入控制MDRR+WRED标记信任标记映射开启组播路由相关端口PIM-SM指定RPMDRR+WRED标记信任标记映射开启组播路由相关端口PIM-SM指定RPMDRR+WRED标记信任标记映射MDRR+WRED分类标记标记映射MDRR+WRED分类标记标记映射核心层GSR配置详情MDRRWREDDSCP-EXP映射标记信任PIM-SMMDRRWREDDSCP-EXP映射标记信任PIM-SMMDRRWREDDSCP-EXP映射标记信任流量限速开启组播RP地址队列策略WRED策略MDRRWREDDSCP-EXP映射标记信任PIM-SMMDRRWREDDSCP-EXP映射标记信任PIM-

24、SMMDRRWREDDSCP-EXP映射标记信任流量限速开启组播RP地址MSDP组播源准入控制队列策略WRED策略汇聚层配置策略汇聚层设备均为Catalyst6509，目前其GE端口仅支持1P2Q，因此电总规划中安排于WRR2和BE Queue的业务将共用一个队列，相应地重新调整带宽分配比例为：10%，30%，60%所有6509均开启组播并配置PIM-SM所有6509均信任DSCP标记，配置1P2Q和WRED如有二层交换机与6509直连且实现了CoS标记，则该6509还需要执行CoS-DSCP映射视需要在6509的下联端口上配置对特定流量（如HTTP流量）的限速两台VOD 6509除以上配置外

25、，还需要配置静态组播组和组播过滤配置对组播流量的限速（2M），防止组播流量对带宽过量占用配置CoS标记/CoS-DSCP映射，同时使用五元组实施DSCP标记汇聚层配置概况InternetInternet云南路云南路R4R4长乐路长乐路新庄新庄大行宫大行宫R5R5SiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSi溧水溧水高淳高淳江宁江宁1 1汉中门汉中门兴中门兴中门 马鞍山马鞍山 鼓楼鼓楼 云南路云南路 龙江

26、龙江南湖南湖 长乐路长乐路红花村红花村能仁里能仁里江宁江宁2 2新庄新庄中央门中央门吉祥庵吉祥庵尧化门尧化门金鹰金鹰大行宫大行宫苜蓿园苜蓿园光华门光华门后宰门后宰门浦口浦口江浦江浦六合六合大厂大厂泰山泰山新村新村开启组播路由相关端口PIM-SM指定RP1PQ+2WRRWRED标记信任标记映射开启组播路由相关端口PIM-SM指定RP组播过滤1PQ+2WRRWRED分类标记标记信任基于组播组限速汇聚层C6509配置详情PIM-SM 1PQ+2WRRWRED标记信任PIM-SM1PQ+2WRRWRED标记信任DSCP-CoS映射分类标记（特殊端口）流量限速开启组播RP地址组播过滤策略启用QoS队列策

27、略WRED策略流量限速策略分类标记策略SiSiPIM-SM 1PQ+2WRRWRED标记信任PIM-SM静态组播组1PQ+2WRRWREDDSCP-CoS映射限速分类标记开启组播RP地址组播过滤策略启用QoS队列策略WRED策略流量限速策略分类标记策略SiSi 总体规划总体规划 核心层和汇聚层的组播部署核心层和汇聚层的组播部署 业务接入点的组播部署业务接入点的组播部署 接入层网络的组播部署接入层网络的组播部署 设备组播相关配置命令设备组播相关配置命令部署方案内容部署方案内容业务接入控制点配置策略各设备均开启组播并配置PIM-SM三层交换机上加上igmp-snooping配置各设备用户接入端口均

28、配置静态组播组和组播过滤各设备配置分类标记策略，根据五元组完成DSCP标记，接入层设备携入CoS标记的予以信任并作CoS-DSCP映射各设备上行端口均配置1P3Q和WRED，对用户上行流量实施QoS策略由于限速任务主要在接入层网络完成，目前未在BAS上配置限速策略BAS下行端口配置流量整形BAS配置详情（ERX14XX）PIM-SM1PQ+3WRRWRED标记信任PIM-SM静态组播组组播过滤分类标记流量整形限速DSCP-CoS映射开启组播RP地址组播过滤策略启用QoS分类标记策略流量监管策略队列策略WRED策略流量限速策略BAS配置详情（MA5200F/G）PIM-SM1PQ+3WRRWRE

29、D标记信任PIM-SM静态组播组组播过滤分类标记流量整形限速DSCP-CoS映射开启组播RP地址组播过滤策略启用QoS分类标记策略流量监管策略队列策略WRED策略流量限速策略PIM-SM1PQ+3WRR标记信任PIM-SM静态组播组组播过滤分类标记流量整形限速DSCP-CoS映射开启组播RP地址组播过滤策略启用QoS分类标记策略流量监管策略队列策略WRED策略流量限速策略三层交换机配置详情PIM-SM1PQ+3WRRWRED标记信任PIM-SM静态组播组组播过滤分类标记流量整形DSCP-CoS映射限速开启组播RP地址igmp-snooping组播过滤策略启用QoS分类标记策略流量整形策略队列策

30、略WRED策略流量限速策略PIM-SM1PQ+3WRR标记信任开启组播RP地址igmp-snooping组播过滤策略启用QoS分类标记策略流量监管策略队列策略流量限速策略PIM-SM静态组播组组播过滤分类标记流量整形DSCP-CoS映射限速SiSiSiSi 总体规划总体规划 核心层和汇聚层的组播部署核心层和汇聚层的组播部署 业务接入点的组播部署业务接入点的组播部署 接入层网络的组播部署接入层网络的组播部署 设备组播相关配置命令设备组播相关配置命令部署方案内容部署方案内容接入层网络配置策略 L2交换机配置igmp-snooping L2交换机配置根据端口标记CoS策略 DSLAM配置根据PVC标

31、记CoS策略 L2交换机和DSLAM上联端口均配置队列调度策略 L2交换机和DSLAM上行端口配置限速策略二层交换机配置详情无1PQ+1WRR无CoS标记限速开启组播igmp-snooping队列策略无2WRR无CoS标记限速开启组播igmp-snooping队列策略DSLAM配置详情无2WRR无根据PVC标记CoS限速开启组播igmp-snooping队列策略无2WRR无根据PVC类别标记CoS限速开启组播igmp-snooping队列策略相关术语解释（一）相关术语解释（一）nCoS：Class of Service，服务类别，二层的数据帧的，服务类别，二层的数据帧的QoS标记标记nDiff

32、Serv： Differentiated Service，差别化服务，差别化服务nDSCP：Differentiated Services Code Point，DiffServ 代码点代码点nigmp-snooping：二层交换机使用该方式嗅探：二层交换机使用该方式嗅探IGMP包，从而建包，从而建立起组播转发表，避免以广播方式发送组播包而无效占用带宽立起组播转发表，避免以广播方式发送组播包而无效占用带宽nLLQ：Low Latency Queue，低时延队列，低时延队列nMDRR：Modified Deficit Round Robin，改进的差分循环队列，改进的差分循环队列nMPLS EX

33、P：Multi-Protocol Label Switch experimental(bits)，用于标记用于标记MPLS帧中保留的帧中保留的3个比特，可用于标记该帧的个比特，可用于标记该帧的PHBnMSDP：Multicast Source Discovery Protocol，组播源发现协议，组播源发现协议相关术语解释（二）相关术语解释（二）nPHB：Per Hop Behavior，逐跳行为，逐跳行为nPIM-SM：Protocol Independent Multicast-Sparse Mode，协议，协议独立的组播独立的组播-稀疏模式稀疏模式nPQ：Priority Queuing

34、，优先化排队，通常高优先级的队列拥有，优先化排队，通常高优先级的队列拥有绝对的优先发送权绝对的优先发送权nQoS：Quality of Service，服务质量，服务质量nWRED：Weighted Random Early Detection，加权随机早期检测，加权随机早期检测（丢弃），一种拥塞避免方法，通过早期检测并根据优先级所确（丢弃），一种拥塞避免方法，通过早期检测并根据优先级所确定的概率对定的概率对TCP包随机丢弃，迫使流量源包随机丢弃，迫使流量源TCP发送窗口缩小，从发送窗口缩小，从而避免网络发生严重拥塞而避免网络发生严重拥塞nWRR：weighted round robin，加权

35、循环队列，加权循环队列 总体规划总体规划 核心层和汇聚层的组播部署核心层和汇聚层的组播部署 业务接入点的组播部署业务接入点的组播部署 接入层网络的组播部署接入层网络的组播部署 设备组播相关配置命令设备组播相关配置命令部署方案内容部署方案内容设备支持能力介绍（一）设备支持能力介绍（一）核心层汇聚层Cisco12416C6509ERX1410MA5200FMA5200GC3550QW3026igmpanycast RPNANANANAPIM-SM静态组播路由组播过滤NANAigmp snoopingNANA限速分类标记标记信任COS映射EXP映射NANANANANA队列调度拥塞控制NA流量整形NA

36、NANA功能组播功能QOS功能业务接入控制点设备支持能力介绍（二）设备支持能力介绍（二）QW2403HLS2024MA5100ZTE8220ASAM7300H10000igmpanycast RPNANANANANANAPIM-SMNANANANANANA静态组播路由NANANANANANA组播过滤NANANANANANAigmp snooping限速分类标记标记信任NANANANANANACOS映射NANANANANANAEXP映射NANANANANANA队列调度拥塞控制NANANANANANA流量整形NANANANANANAQOS功能二层接入交换机DSLAM功能组播功能GSR12416组播

37、配置（一）组播配置（一）n启用启用multicastmulticast路由功能路由功能 ip multicast-routingn在接口中启用在接口中启用PIM协议协议 ip pim sparse-moden配置配置PIM RP的的ip地址地址 ip pim rp-address ip-address access-list-number overriden配置组播源准入控制配置组播源准入控制 access-list access-list-number permitip-address GSR12416组播配置（二）组播配置（二）n配置配置AnycastRPAnycastRP router ospf 100 network area 0 ip msdp peer connect-source Loopback0 ip msdp cache-sa-state ip msdp originator-id Loopback0Cat6509组播配置（一）组播配置（一）n启用启用multicastmulticast路由功能路由功能 ip multicast-routingn在接口中启用在接口中启用PIM协议协议 ip pim sparse-moden配置配置PIM RP的的ip地址地址 ip pim rp