1、HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.All rights reservedInternal DC020003 组播路由协议介绍ISSUE 1.2Page 1IP组播协议主要有用于主机注册的组播组管理协议，和用于组播选路转发的组播路由协议。本胶片就现有的组播路由协议做了一个简单的介绍。Page 2学习完此课程，您将会：学习完此课程，您将会：了解组播路由协议的分类 了解几种现有组播路由协议的工作过程和特点Page 3第第2章章 域内组播路由协议域内组播路由协议第第3章章 域间组播路由协议域间组播路由协议Page 4组播路由协议概述l根据IP组播中源和目的的不同，可以分为三种模型
2、 ASM（Any-Source Multicast）SFM（Source-Filtered Multicast）SSM（Source-Specific Multicast）Page 5组播路由协议概述IGMPPIM-DMPIM-SMDVMRPOthersMSDPGRE/TUNNELMVPNPage 6组播路由协议概述l组播路由器之间运行组播路由协议，组播路由协议用于建立和维护组播路由，并正确、高效地转发组播数据包l组播路由建立了一个从数据源端到多个接收端的无环数据传输路径，即构建分发树结构 l按照单播路由一样将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
3、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域内的组播源MSDP 组播路由信息如何在自治系统之间传递MBGP Page 7组播路由协议概述l域内的组播路由协议可以分为三类：密集模式协议（DVMRP和PIM-DM）稀疏模式协议（PIM-SM）链路状态协议（MOSPF）Page 8第第1章章 组播路由协议概述组播路由协议概述第第3章章 域间组播路由协议域间组播路由协议Page 9第第1节节 DVMRP第第2节节 MOSPF第第3节节 PIM-DM第第4节节 PIM-SMPage 10DVMRPl距离矢量组播路由协议DVMRP（Dist
4、ance Vector Multicast Routing Protocol），），一个较为古老，具有实验性质的协议，现在已经不常使用，也鲜有厂家设备支持l是一种密集模式协议l基于距离矢量算法类似于RIP最大跳数为32跳l依赖协议自身发现的单播路由进行RPF检查l使用特殊的毒性反转机制来创建“截断广播树”（TBT,Truncate Broadcast Tree）Page 11DVMRPl使用扩散、剪枝和嫁接机制来维护组播分发树组播数据开始时沿TBT向下扩散当下游不需要该数据时对TBT枝杈进行剪枝剪枝每过一定时间超时，重新沿枝杈进行扩散为了减少新主机加入组播组的等待时间，采用嫁接机制Page 1
5、2DVMRPl被广泛应用于MBONE（一个由互连的且能转发IP组播报文的Internet路由器和主机组成的小子网，实验性的组播网络）慢收敛 工作机制类似RIP路由器中组播路由状态信息庞杂，到处都是(S,G)项不支持共享树最大不能超过32跳不适合于大规模的网络（扩散剪枝机制、可伸缩性差）Page 13第第1节节 DVMRP第第2节节 MOSPF第第3节节 PIM-DM第第4节节 PIM-SMPage 14MOSPFl对OSPF单播路由协议的扩展l定义了一个新的链路状态通告（LSA），），此LSA用来在整个区域内扩散组成员关系信息，MOSPF路由器以此计算接口列表并构建组播分发树l此LSA包括组播
6、组地址（链路状态ID）通告路由器ID由IP地址标识的包含本组成员的路由器接口列表l与Network LSA类似，只有指定路由器（DR）才能生成代表组成员关系的LSAPage 15MOSPFl在所有区域的路由器数据库同步以后，每一个MOSPF路由器利用组成员LSA和Network LSA来构造对任何一个（S,G）对的最短路径树l使用Dijkstra算法来计算最短路径数SPT，对每个（S,G）对都要单独计算Page 16MOSPFl与单播路由协议相关只能在OSPF域内部署l可伸缩性不好每个组播（S,G）对都要单独使用Dijkstra算法不支持共享树l享有OSPF对网络拓扑变动快速响应能力因为使用链
7、路状态路由选择方法来计算组播分布树此能力是以对路由器CPU资源的巨大消耗为代价不适合组播源很多的组播网络Page 17第第1节节 DVMRP第第2节节 MOSPF第第3节节 PIM-DM第第4节节 PIM-SMPage 18PIM-DMlPIM（Protocol Independent Multicast）称为协议无关组播 为IP组播提供路由的单播路由协议可以是静态路由、RIP、OSPF、IS-IS、BGP等 组播路由和单播路由协议无关，只要单播路由协议能产生路由表项即可 lRPF（Reverse Path Forwarding）称为逆向路径转发，是组播转发的一种模式 l借助RPF转发机制，P
8、IM实现了在网络中传递组播信息 l把由支持PIM协议的组播路由器所组成的网络称为PIM组播域 lASM模型目前包括PIM-DM和PIM-SM两种模式 lSSM模型能够借助PIM-SM的部分技术来实现 Page 19PIM-DMlPIM-DM（Protocol Independent Multicast Dense Mode）称为协议独立组播密集模式，属于密集模式的组播路由协议 lPIM-DM假设网络中的每个子网都存在至少一个对组播源感兴趣的接收站点，因此组播数据包被扩散到网络中的所有点 l对没有组播数据转发的分支进行Prune剪枝操作，只保留包含接收者的分支 l为了使剪掉的有组播数据转发需求的
9、分支能够重新接收组播数据流，剪掉的分支可以周期性地恢复成转发状态 l为了减少等待被剪掉的分支恢复成转发状态的延时时间，密集模式组播路由协议使用Graft嫁接机制主动恢复组播报文的转发 Page 20PIM-DMlPIM-DM域中数据包的转发路径是“有源树”以“组播源”为根、组播组成员为枝叶的一棵树。由于有源树使用的是从组播源到接收者的最短路径，因此也称为最短路径树SPT（Shortest Path Tree）lPIM-DM的工作过程可以概括为：邻居发现、构建SPT树、嫁接阶段、RPF检查、Assert机制 Page 21PIM-DMl对规模较小的局域网非常有效l优势实现机制简单扩散、剪枝和嫁接
10、易于配置2条命令实现l存在的问题扩散剪枝机制不够高效Assert机制比较复杂不支持共享树控制和数据平面混合导致PIM-DM域内所有路由器上存在（S,G）表项Page 22第第1节节 DVMRP第第2节节 MOSPF第第3节节 PIM-DM第第4节节 PIM-SMPage 23PIM-SMlPIM-SM（Protocol Independent Multicast Sparse Mode）称为协议独立组播稀疏模式，属于稀疏模式的组播路由协议 l稀疏模式默认所有主机都不需要接收组播包，只向明确需要组播包的主机转发 lPIM-SM模型实现组播转发的核心任务是构造并维护一棵单向共享树 l共享树选择PI
11、M中某一路由器作为公用根节点，称为汇聚点RP（Rendezvous Point）。组播数据通过RP沿共享树向接收者转发 Page 24PIM-SMlPIM-SM的工作过程主要有：邻居发现、DR选举、RP发现、RPT共享树生成、组播源注册、RPT向SPT切换 l使用RP发送者和接收者在RP处进行汇聚 发送者的DR把发送者注册到RP上（报个到，挂个号）接收者的DR（直连网络上的负责人）为接收者加入到共享树(树根在RP)Page 25PIM-SMl适合大规模企业网络l对于稀疏和密集应用都很高效l优势:数据流仅沿“加入”的共享树的分支向下发送可以根据流量等条件动态地切换到源路径树与具体的单播路由协议无
12、关是域间组播路由的基础 和MBGP、MSDP共同结合使用可以完成跨域的组播Page 26第第1章章 组播路由协议概述组播路由协议概述第第2章章 域内组播路由协议域内组播路由协议Page 27第第1节节 MSDP第第2节节 MBGPPage 28MSDPlMSDP是基于多个PIM-SM域互连而开发的一种域间组播解决方案 l在各个域的RP之间建立MSDP对等体关系，从而使它们能够在域间相互转发数据包，共享组播源信息 l适用前提：域内组播路由协议必须是PIM-SM l简单有效应用域间源路径树简化了查找活动组播源的问题RP 或 接收者的最后一跳路由器可加入域间源路径树Page 29MSDPl在MSDP
13、对等体之间建立MSDP邻居关系MSDP对等体使用TCP 端口 639建立连接MSDP对等体每隔60秒(固定周期)发送keepalive消息如果75秒后没有收到keepalive或者MSDP报文，连接复位MSDP 对等体必须运行BGP可以是MBGP对等体，也可以是BGP对等体，或两者都是例外：当某路由器只与单个MSDP对等体有连接时，BGP就不是必要的Page 30MSDPlMSDP仅能与 PIM-SM 协同工作RP知道域中所有的源 组播源发送“PIM注册”消息到RP RP可以通过MSDP SA(Source Active)消息告知其他域中的RP这些源信息RP知道域中的接收者 接收者发送一个“(
14、*,G)加入”消息到RP RP能加入对等体域的源路径树Page 31MSDPR R R RR R R RR R R RR R R RR R R RMSDP对等体对等体 域域 B 域域 A 域域 C 域域 D 域域 E RP RP RP RP RP Source Active消息消息SA(*,224.2.2.2)加入消息加入消息SA 消息消息192.1.1.1,224.2.2.2源注册源注册192.1.1.1,224.2.2.2Page 32MSDPR R R RR R R RR R R RR R R RR R R RMSDP对等体 域 B 域 A 域 C 域 D 域 E RP RP RP RP
15、 RP 源 （S,224.2.2.2）加入消息 加入消息 Page 33MSDPR R R RR R R RR R R RR R R RR R R RMSDP对等体 组播数据流 域 B 域 A 域 C 域 D 域 E RP RP RP RP RP 源 (S,224.2.2.2)加入消息Page 34MSDPR R R RR R R RR R R RR R R RR R R RMSDP对等体 组播数据流 域 B 域 A 域 C 域 D 域 E RP RP RP RP RP 源源 Page 35第第1节节 MSDP第第2节节 MBGPPage 36MBGPlMBGP:组播网络中的多协议 BGP在
16、RFC 2283中定义(BGP扩展)可以携带不同类型的路由 单播 组播两类路由在同一BGP会话中传送不散播组播状态信息相同的路径选择和确认规则 AS-Path,Local Preference,MED,Page 37MBGPl新的多协议属性MP_REACH_NLRIMP_UNREACH_NLRIlMP_REACH_NLRI 和 MP_UNREACH_NLRI地址类信息(AFI)=1(IPv4)Sub-AFI=1(NLRI 用于单播)Sub-AFI=2(NLRI 用于组播 RPF 检查)Sub-AFI=3(NLRI 用于单播和组播RPF 检查)Page 38MBGPl维护分离的 BGP 路由表单播路由信息库(RIB)包括为单播转发服务的单播地址前缀 来源的 BGP 单播 NLRI AFI=1,Sub-AFI=1 or 3 组播路由信息库(MRIB)包括为RPF检查服务的单播地址前缀 来源的 BGP 组播 NLRI AFI=1,Sub-AFI=2 or 3Page 39MBGPlMBGP 允许单播和组播具有不同的拓扑结构和不同的策略相同的地址可以有不同的含义 单播路由信息 组播 RPF 信息对同一 IPv4 地址有两个下一跳不同的 NLRI 可以使用已存在的，也可以是新的 BGP 组播拓扑对等体Page 40小结l组播路由协议的分类l域内组播路由协议l域间组播路由协议
