《组播成员和组播路由.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《组播成员和组播路由.doc（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、组播和组播路由(2007-03-09 15:08:38) 组播体系结构组播协议分为主机-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。组成员关系协议包括IGMP(互连网组管理协议)。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。域内的组播协议又分为密集模式与稀疏模式。域内组播路由协议主要使用PIM-SM，PIM-DM，DVMRP协议-组播路由协议分类按照单播路由一样，组播路由也分为域内和域间两大类-域内组播路由协议通过发现组播源并构建组播分发树，将信息传递到接收者DVMRP、MOSPF、PIM-DM和PIM-SM-域间组播路由协议需要一种机制能发现其他组播域内的组播源解决
2、：MSDP（组播路由发现协议）组播路由信息如何在自治系统之间传递解决：MBGP（多协议边界网关协议，MPGP在组播里面并不传播任何组播状态信息，也不建立任何的组播树，它在组播里的作用就是可以把单播的路由前缀信息分发到不同的自治字段从而让组播可以跨字段完成逆向路径扩散算法检查（RPF CHECK）。 把MBGP用在组播场合时，MBGP的M被理解为组播，而不是多协议）-组播MAC地址：以太网： 01-00-5e-xx-xx-xx-IP地址到MAC地址的映射存在当第3层IP地址映射成第2层MAC地址时导致32:1的地址重复问题。-组播转发逆向路径转发(RPF- Reverse Path Forwar
3、ding),避免路由环路组播包的转发不是基于IP包的目的地址的，而是用RPF检查决定是否转发和丢弃输入信息包RPF检查的过程如下：路由器检查到达组播包的源地址，如果信息包是在可返回源站点的接口上到达，则RPF检查成功，信息包被转发如果RPF检查失败，丢弃信息包对组播包源地址的检查是通过查询单播路由表来实现的-IGMP因特网组管理协议IGMP中路由器、主机动作:主动报告加入组,普遍查询,响应报告,离开组消息,指定组查询-IGMP的用途IGMP协议是主机跟路由器之间的控制协议主机通过IGMP协议向组播路由器报告自己想加入的组路由器通过IGMP协议查询网段上是否还有特定组的成员-IGMP V1查询与
4、响应过程IGMP查询器周期性地向共享网段内所有主机以组播方式（目的地址为224.0.0.1）发送普遍组Query查询消息；在IGMPv1版本中，查询器的选择由组播路由协议决定；网络内所有主机都接收到该查询消息，只要某主机（如PC1、PC2和PC3）对任意组播组G感兴趣，则以组播方式发送Report报告（其中携带组播组G的地址），来宣告自己将加入该组播组，假设PC2首先发送此报告；网络中所有主机和路由器都接收到该Report报告，并获知组播组G地址信息，此时网络中其它也打算加入该组播组G的主机PC1和PC3将不再发送针对相同组播组的Report报告，即报告被抑制；经过查询/响应过程后，IGMP路
5、由器了解到本网络内存在组播组G对应的接收者，生成（*，G）组播转发项并依次作为组播信息的转发依据；组播源发出的数据经过组播路由到达IGMP路由器，如果IGMP路由器所连接的网络中有接收者，组播数据则转发到该网段，接收者主机获得该数据。-报告抑制过程路由器定期发送查询子网中每个组只有一个成员发送响应报告,当主机收到查询消息并不立即发送响应报告，而是启动定时器，延时一个随机长短的时间才发送响应报告。其它成员被抑制不再发送报告-IGMP V2查询器选择过程路由器启动，主动发出到所有组播系统组（224.0.0.1）的IGMPv2常规查询信息。收到常规查询信息的路由器，会把此信息的源IP地址和接收口的I
6、P地址作比较，拥有最低IP地址的路由器被选举为IGMP查询路由器。非查询路由器启动一个查询计时器，周期检查IGMP查询路由器的状态，默认为250秒-IGMP SnoopingIGMP Snooping运行在链路层，是运行在二层以太网交换机上的组播约束机制，用于管理和控制组播数据转发;当二层以太网交换机收到主机和路由器之间传递的IGMP报文时，IGMP Snooping分析IGMP报文所带的信息 ：-当监听到主机发出的IGMP主机报告报文时，交换机就将该主机加入到相应的组播MAC地址表中-当监听到主机发出的IGMP离开报文时，交换机就将删除与该主机对应的组播MAC地址表中通过不断地监听IGMP报
7、文，交换机就可以在二层建立和维护组播MAC地址表，交换机就可以根据组播MAC地址表转发从路由器下发的组播报文-IGMP三个版本的比较IGMPv3不仅支持IGMPv1版本的普遍组查询，支持IGMPv2版本的特定组查询，而且支持IGMPv3版本的指定源/组查询-组播分发树组播分发树的两个基本类型：源树共享树源树是指以组播源作为树根，由组播源到用户间的最短路径构成，也称为最短路径树（shortest path tree，SPT）。对于一个组播组，组播路由器要为任何一个向该组发送报文的组播源建立一棵树。共享树以网络上某特定节点为公用根，该节点到所有接收者的最短路径结合起来构成共享树。使用共享树时，对应
8、一个组播组，网络中只有一棵树。所有的组播源和接收者都使用这棵树来收发报文，组播源先向树根（RP rendezvous point 集合点、约会点）发送数据报文，报文从RP向下转发到所有的接收者。RPF检查根据树的种类进行：使用共享树进行数据接收转发时，使用RP地址作为检测地址。使用源路径树进行数据接收转发时，使用组播源地址作为检测地址。-协议无关组播PIMPIM（Protocol Independent Multicasting）独立于单播协议（使用任意单播路由），依赖单播协议进行RPF检查UDP端口号：103，PIM协议报文基于UDP协议。PIM路由器组地址为：224.0.0.13PIM协议
9、分为：PIM_DM（协议无关组播_密集模式）使用SPT，对规模较小的局域网非常有效PIM_SM（协议无关组播_稀疏模式sparse）使用RP，适合大规模企业网络，对于稀疏和密集应用都很高效，和MBGP、MSDP共同结合使用可以完成跨域的组播-PIM-DM剪枝如果路由器所有出接口上都没有接收者，它将清空转发项的出接口列表，并向其RPF上游发送剪枝消息，以使组播数据不再流向本路由器。但是这种状况只能维持一段时间，在经过一段时间后，上游路由器重新将该出口添加到转发项出接口列表中，组播数据又能流向先前被剪枝的下游路由器，然后，下游路由器再发起剪枝，周而复始，这个过程称为扩散-剪枝。-PIM-DM嫁接和
10、嫁接应答当路由器需要接受组播数据时，不用等待下一个扩散-剪枝周期，而是发送嫁接消息，要求自己添加到出接口列表中。-断言（assert）机制当共享网段上，有多个路由器向网络上发送组播数据包时，共享网段上将收到重复的数据包，怎么办？断言机制解决这个问题。-邻居发现机制周期性发送Hello报文发现邻居、建立并维护邻居关系选举DR借助Hello消息可以为共享网络（如Ethernet）选举DR，（先比优先级，后比IP地址）IP地址最大者成为本网段的DR当IGMP是版本v1时，DR还作IGMP查询器-RP在PIM-SM组播网络里，担当共享树的树根的节点被称为RP-RP的作用共享树里所有组播流都通过RP转发
11、到接收者RP可以负责几个或者所有组播组的转发，所以网络中可以有一个到多个RP （负责不同的组播组）-如何发现RP在DR和叶子路由器以及组播数据流将要经过的所有路由器上手工指定RP的IP地址启动BootStrap 协议，利用自举机制来动态选举RP-RP的选择RP是PIM-SM域中的核心路由器，在小型并且简单的网络中，组播信息量少，全网络仅依靠一个RP进行信息转发即可，此时可以在SM域中各路由器上静态指定RP位置。但是更多的情况下，PIM-SM网络规模都很大，通过RP转发的组播信息量巨大，为了缓解RP的负担同时优化共享树的拓扑结构，不同组播组应该对应不同的RP，此时就需要自举机制来动态选举RP，此
12、时需要配置自举路由器BSR（BootStrap Router）。-BSRBSR是PIM-SM网络里的管理核心，负责收集网络中Candidate-RP（C-RP，报考RP）发来的Advertisement宣告信息，然后将为每个组播组选择部分C-RP信息以组成RP-Set集（即组播组和RP的映射数据库），并发布到整个PIM-SM网络，从而网络内的所有路由器（包括DR）都会知道RP的位置。一个网络（或某管理域）内部只能选举出一个BSR，但可以配置多个Candidate-BSR（C-BSR）。这样，一旦BSR发生故障后，其余C-BSR能够通过自动选举产生新的BSR，从而确保业务免受中断。同样，一个PI
13、M-SM域内也可以配置多个C-RP，由BSR机制计算出和每个组播组对应的RP。-PIM-SM转发与加入路由器收到组播报时，然后创建转发项，转发项的入接口是根据单播路由指向源（实际的数据源或RP），但是出接口为空（PIM-SM先是假设网络上没有要接受组播的主机）。有主机想加入组的时候，主机向DR发送IGMP加入，DR接收到IGMP加入后，就在该组转发项出接口列表中添加接收到IGMP加入的接口。如果DR出接口列表从空变成非空，则向其RP发送加入消息，沿途所有路由器就会将收到加入消息的接口添加到处接口列表中，如果沿途路由器的转发表项从空变成非空，则路由器也向RP转发该加入消息。如果路由器转发项不为空
14、，则路由器只是在出接口列表中添加收到消息的接口。-PIM-SM剪枝当主机不再希望收到组播数据的时候，主机就向DR发送IGMP离开消息，DR收到IGMP离开消息后就将接收到该消息的接口从出接口列表中删除，如果出接口列表从非空变为空，DR将向RP发送剪枝消息，上游路由器收到剪枝消息后，也将受到该消息的接口从出接口列表中删除，当其出接口从非空变为空时，上游路由也向RP发送剪枝消息。（剪枝的过程和加入的过程正好相反，剪枝的时候，消息从主机一直到RP，加入的时候消息从RP到主机，判断路由器是否向RP发送加入或剪枝消息的依据是路由器的出接口列表是否为非空（加入时）或空（剪枝时）-PIM-SM状态维护下游路由器周期性的发送加入消息来维护转发项，长时间未收到加入消息，将删除该出接口。-
