定制培训教材_第4章_组播路由协议

1第4章_组播路由协议一、组播的基本概念二、IGMP/IGMPSnooping协议及配置三、PIM-SM/PIM-DM协议及配置2单播、广播与组播单播服务器组播广播主机10.10.1.0/243单播与组播实现点对多点传输比较单播组播4单播流量（UnicastTraffic）...1.5Mbx100=150Mb1.5Mbx100=150Mb1.5Mbx100=150MbReceiver1Receiver1001.5Mbx100=150MbVideoServer单点传送为每一个单点客户端发送一份数据包的拷贝5广播流量（BroadcastTraffic）Idon’twanttoreceivethisvideostream,butmyCPUstillneedstoprocessthat1.5MBofdata!1.5Mb1.5Mb1.5Mb1.5Mb1.5Mb1.5Mb1.5MbVideoServerReceiverReceiverReceiverNotAReceiver不希望接收组播的主机也必须处理广播流6组播流量（MulticastTraffic）组播服务器使用一个特殊的广播地址为多个客户端发送单独一个数据流1.5Mb1.5Mb1.5Mb1.5Mb1.5Mb1.5MbVideoServerReceiverReceiverReceiverNotAReceiver7多媒体会议互联网多媒体终端8数据分发互联网远程主机文件服务器9实时数据组播互联网多媒体主机服务器足球比赛演唱会炒股10游戏与仿真互联网玩家玩家玩家玩家玩家11组播技术的特点优点增强效率，控制网络流量，减少服务器和CPU负载优化性能，消除流量冗余分布式应用，使多点传输成为可能缺点组播应用基于UDP尽最大努力交付无拥塞控制数据包重复数据包的无序交付12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)。IGMPv1/v2/v3二层组播抑制IGMPSnooping、HGMP、HMVR、RGMP、GMRP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：MOSPF、CBT、PIM-SM、PIM-DM、DVMRP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使用PIM-SM，PIM-DM，DVMRP协议。密集模式：DVMRP、PIM-DM、MOSPF稀疏模式：CBT、PIM-SM13组播地址所有的组播地址都是D类IP地址熟知D类IP地址：D类地址用途224.0.0.1在一个子网上的所有主机224.0.0.2在一个子网上的所有路由器224.0.0.4所有距离矢量多点广播路由选择（DVMRP）协议的路由器224.0.0.5所有开放最短路径优先（OSPF）路由器224.0.0.6所有OSPF指定路由器224.0.0.9所有RIPv2路由器224.0.0.13所有协议独立多点广播（PIM）路由器224.0.0.0～224.0.0.255保留作网络协议使用233.0.0.0/8GLOP地址，预留用作AS的静态定义地址239.0.0.0---239.255.255.255限制范围地址或保留用做本地管理使用14IP地址到MAC地址的映射通过特定规则，将其转换成特有的预留MAC地址——01:00:5e:00:00:00—01:00:5e:ff:ff:ff；0000000100000000011011110ClassDIPAddress48-BitEthernetAddress11100781516232431NotUsedLow-Order23BitsofMulti-cast01005E22415组播转发逆向路径转发(RPF--ReversePathForwarding)：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16接收者例子：RPF检查源接收者接收者组播数据包错误接口到达的组播数据包RPF检查失败，数据包从错误接口到达192.18.0.3217进一步观察：RPF检查失败S1S0S2来自192.18.0.32的组播数据网段接口192.18.0.0/16168.0.253.0/24S1S015.15.0.0/16S2数据从S0到达，RPF检查失败，路由器丢弃包18进一步观察：RPF检查成功S1S0S2来自192.18.0.32的组播数据网段接口192.18.0.0/16168.0.253.0/24S1S015.15.0.0/16S2数据从S1到达，RPF检查成功，路由器转发数据包19无组播功能交换机转发组播数据报组播？？20二层交换机组播功能实现MAC地址端口01－02－031,2,512345转发表21IGMP——因特网组管理协议IGMP协议是主机与路由器之间唯一信令协议，定义网络上谁将接收多点广播：路由器通过IGMP周期性查询组播组成员的状况支持两种具体结构的消息结构:查询消息和报告消息IGMP可以使一个主机加入或离开一个组播组主机发送IGMPReport加入一个组播组IGMPv1，主机离开组播组不需发送任何报告IGMPv2，主机离开组播组需要发送“leave”的报告IGMPv2(RFC2236)兼容IGMPv1(RFC1112)22IGMP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23IGMP中共享网段路由器动作查询消息查询消息竞选失败停发查询消息路由器失效停发查询消息重新发送查询消息10.10.0.1/1610.10.0.3/1624报告抑制过程查询消息10.10.0.1/16响应报告响应报告响应报告响应报告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其他成员被抑制不再发送报告25IGMPv2报文格式以字节为单位类型最大响应时间校验和组播组地址012326IGMP三版本比较查询器选举IGMPV1离开方式指定组查询指定源、组加入依靠上层路由协议IGMPV2IGMPV3无无自己选举有无自己选举有有默默离开主动发出离开报文主动发出离开报文27版本1与版本2的兼容性版本1主机版本2主机版本1路由器版本2路由器版本1主机版本2主机版本1路由器版本2路由器版本1主机报告抑制版本2主机版本2主机被版本1主机报告抑制路由器按版本1方式工作版本2帧格式兼容版本1帧格式版本2路由器强制配为版本1方式版本2路由器强制配为版本1方式版本2帧格式兼容版本1帧格式路由器按版本1方式工作至版本1定时器超时28组播配置命令三层组播基本配置：ipmulticast-routing：启动或停止三层组播功能。启动三层组播时自动启动IGMP和PIM协议，停止三层组播功能时自动关闭IGMP和PIM协议。clearipmroute:删除组播路由表。IGMP基本配置：ipmulticast-routing：启动三层组播转播功能。clearipigmpgroup{group|[ethernet|loopback|pos|trunk|vlan]ifname}：清除当前的IGMP成员。ipigmpaccess-groupaccess-list：用访问控制列表控制特定组播组的成员报告。ipigmpmember-timeout70-65535：设置IGMP成员超时时间。ipigmpquerier-timeout65-6005：设置IGMP查询者超时时间。ipigmpquery-interval30-3000：设置IGMP查询间隔。29IGMPSnooping在二层交换机上使用IGMPSnooping协议，防止组播流量向所有端口洪泛。Idon’twanttoreceivethisvideostream,butmyCPUstillneedstoprocessthat1.5MBofdata!1.5Mb1.5Mb1.5Mb1.5Mb1.5Mb1.5Mb1.5MbReceiverReceiverReceiverNotAReceiverVideoServerIGMPSnooping30IGMPSnooping建立和维护组CPU012345IGMP报告IGMP查询MAC地址转发表端口01－02－03013531IGMPSnooping的基本配置IGMPSnooping缺省配置信息：缺省状态：disable多播组存活时间：250秒成员查询间隔：125秒注意：若交换机不仅支持二层组播，也支持三层组播，则由于启动三层组播时已能精确到端口转发，所以启动三层组播时，将会禁止IGMPSnooping，因此在启动IGMPSnooping时需要首先将三层组播禁止。禁止IGMPSnooping后，同时若没有启动三层组播，组播分组将会在VLAN里广播。32IGMPSnooping的基本配置（续）基本配置命令：igmpsnoopingenableigmp_snoopingqueryinterval[10-300|default]：设置IGMPSnooping查询的间隔时间igmp_snoopingresponsetime[10-25|default]：设置收到查询报文后的响应时间igmp_snoopingrobust[1-100|default]：设置IGMPSnooping健壮性参数igmp_snoopinggrouplife[10-1000|default]：设置多播组存活时间33多播路由协议概述DVMRP：距离矢量多播路由协议（DistanceVectorMulticastRoutingProtocol）PIM：协议无关组播（Protocol-IndependentMulticast）MOSPF：组播开放式最短路径优先（MultiOSPF）CBT：基于核心的树（Core-BasedTrees）SSM：指定信源组播（Source-SpecificMulticast）MSDP：组播信源发现协议（MulticastSourceDiscoveryProtocol）MBGP：多协议BGP（Multi-protocolBGP）34协议无关多播－PIMPIM（ProtocolIndependentMulticasting）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路由器组地址为：224.0.0.13PIM协议分为：PIM_DM（协议无关多播_密集模式）PIM_SM（协议无关多播_稀疏模式）35组播分发树模型源192.18.0.32接收者DRDR接收者接收者源192.18.0.32接收者DRRP接收者接收者这就是SPT呀！噢，RPT！组播数据流36最短路径树切换源192.18.0.32接收者DRDR接收者接收者组播数据流停发组播数据流SPT加入SPT剪枝RP12337PIM-DM转发源192.18.0.32接收者组播数据流38PIM-DM剪枝源192.18.0.32接收者组播数据流剪枝消息停发组播数据流12339PIM-DM嫁接和嫁接应答源192.18.0.32接收者组播数据流嫁接消息IGMP加入组嫁接应答12340PIM-DM状态维护源192.18.0.32接收者组播数据流41断言（assert）机制组播数据流10.10.0.1/1610.10.0.3/16断言消息源S42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——（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Hello消息Hello消息43PIM-DM配置命令ipmulticast-ro