第一節組播概述第二節組播實現技術介紹第三節IGMP協議第四節PIM-DM協議第五節PIM-SM協議目錄單播、廣播與組播單播服務器組播廣播主機10.10.1.0/24單播與組播實現點對多點傳輸比較單播組播多媒體會議互聯網多媒體終端數據分發互聯網遠程主機文件服務器實時數據組播互聯網多媒體主機服務器足球比賽演唱會炒股游戲互聯網玩家玩家玩家玩家玩家組播技術的特點優點增強效率，控制網絡流量，減少服務器和CPU負載優化性能，消除流量冗余分布式應用，使多點傳輸成為可能缺點組播應用基于UDP盡最大努力交付 無擁塞控制數據包重復數據包的無序交付第一節組播概述第二節組播實現技術介紹第三節IGMP協議第四節PIM-DM協議第五節PIM-SM協議目錄組播體系結構組播協議分為主機-路由器之間的組成員關系協議和路由器-路由器之間的組播路由協議。組成員關系協議包括IGMP(互聯網組管理協議)。組播路由協議分為域內組播路由協議及域間組播路由協議。域內的組播協議又分為密集模式與稀疏模式。域內組播路由協議主要使用PIM-SM，PIM-DM，DVMRP協議。組播地址組播IP地址：組播地址范圍224.0.0.0－239.255.255.255保留組播地址224.0.0.0－224.0.0.255224.0.1.0－224.0.1.255本地管理組地址239.0.0.0－239.255.255.255用戶組播地址224.0.2.0－238.255.255.255組播MAC地址：以太網：01-00-5e-xx-xx-xx常用的保留組播地址D類地址范圍含義224.0.0.0基準地址（保留）224.0.0.1所有主機的地址224.0.0.2所有組播路由器的地址224.0.0.3不分配224.0.0.4DVMRP路由器224.0.0.5OSPF路由器224.0.0.6OSPFDR224.0.0.7ST路由器224.0.0.8ST主機224.0.0.9RIP-2路由器D類地址范圍含義224.0.0.10IGRP路由器224.0.0.11活動代理224.0.0.12DHCP服務器/中繼代理224.0.0.13所有PIM路由器224.0.0.14RSVP封裝224.0.0.15所有CBT路由器224.0.0.16指定SBM224.0.0.17所有SBMS224.0.0.18VRRP…………IP地址到MAC地址的映射11100000000100000000010111100IP組播地址后23位映射到MAC地址中32位IP組播地址48位MAC地址（以太網/FDDI）此5位地址不作映射，因此32個IP組播地址映射成一個MAC地址端主機系統對組播的處理MediaAccessControl，端主機系統根據目的MAC來判斷是否處理接收到以太網幀；端主機系統在數據鏈路層維護一張接收列表，包含：單播地址：如00-e0-fc-00-00-06，第一字節最低位為0廣播地址：48位全1ff-ff-ff-ff-ff-ff接收列表中可能還包含：組播地址：如01-00-5e-0a-0a-0a，第一字節最低位為1接收列表：00e0.fc00.0006ffff.ffff.ffff目的MAC為01-00-5e-0a-0a-0a的數據幀我能處理嗎？無組播功能交換機轉發組播數據報組播？？二層交換機組播功能實現12345MAC地址端口0100-5e00-00032,5轉發表組播的三層轉發逆向路徑轉發(RPF--ReversePathForwarding)組播包的轉發不是基于IP包的目的地址的，而是用RPF檢查決定是否轉發和丟棄輸入信息包RPF檢查的過程如下：路由器檢查到達組播包的源地址，如果信息包是在可返回源站點的接口上到達，則RPF檢查成功，信息包被轉發如果RPF檢查失敗，丟棄信息包對組播包源地址的檢查是通過查詢單播路由表來實現的接收者例子：RPF檢查源接收者接收者組播數據包錯誤接口到達的組播數據包RPF檢查失敗，數據包從錯誤接口到達192.18.0.32進一步觀察：RPF檢查失敗S0/1S0/0S1/0來自192.18.0.32的組播數據網段接口192.18.0.0/16168.0.253.0/24S0/1S0/015.15.0.0/16S1/0數據從S0/0到達，RPF檢查失敗，路由器丟棄包進一步觀察：RPF檢查成功S0/1S0/0S1/0來自192.18.0.32的組播數據網段接口192.18.0.0/16168.0.253.0/24S0/1S0/015.15.0.0/16S1/0數據從S1到達，RPF檢查成功，路由器轉發數據包組播樹－源樹接收者1接收者2S1的組播數據流源S1源S2組播轉發項：（S，G，Upstreaminterface，{Downstreaminterfacelist}）S源地址G組地址Upstreaminterface入接口Downstreaminterfacelist出接口列表S1的組播源樹組播樹－源樹接收者1接收者2源S1源S2S2的組播數據流組播轉發項：（S，G，Upstreaminterface，{Downstreaminterfacelist}）S源地址G組地址Upstreaminterface入接口Downstreaminterfacelist出接口列表S2的組播源樹組播樹－共享樹接收者1接收者2S1的組播數據流源S1源S2組播共享樹RPPIM匯聚點組播轉發項：（*，G，Upstreaminterface，{Downstreaminterfacelist}）*任何源地址G組地址Upstreaminterface入接口Downstreaminterfacelist出接口列表S2的組播數據流組播源樹組播源樹不同組播樹的特征組播源樹（最短路徑樹）對應每個源存在一顆組播樹，占用內存較多，但路徑最優，延遲最小

組播共享樹對應每個RP存在一顆組播樹，占用內存較少，路徑不是最優的，引入額外的延遲第一節組播概述第二節組播實現技術介紹第三節IGMP協議第四節PIM-DM協議第五節PIM-SM協議目錄IGMP——因特網組管理協議IGMP（InternetGroupManagementProtocol）協議是主機與路由器之間唯一信令協議RFC1112規定了IGMPV1（支持windows95）RFC2236規定了IGMPV2（支持windows和大多數Unix最新的服務包）Draft-ietf-idmr-igmp-v3-03.txt規定了最新的IGMPV3IGMPv1報文格式Ver：版本。表明IGMP版本，在IGMPv1中為1。Type：類型。IGMP類型為1說明是組播路由器發送的組成員查詢消息；類型為2說明是主機發送的組成員報告消息。Unused：未使用。發送時被置為0，接收時忽略此字段。GroupAddress：組播組地址。組地址為D類IP地址。在查詢消息中組地址設置為0，在報告消息中組地址為要參加的組地址。Unused

Checksum

GroupAddress

012301234567890123456789012345678901Ver

Type

IGMPv2報文格式Type：報文類型。包括成員查詢；版本1成員報告；版本2成員報告；離開消息。MaxRespTime：最大響應時間。實際中響應時間是配置值范圍（1～25秒）內的一個隨機值。缺省為10秒。GroupAddress：組播組地址：在普遍查詢中為0.0.0.0；特定組查詢和報告消息中為相應的組播地址。Type

MaxRespTime

Checksum

GroupAddress

012301234567890123456789012345678901IGMPv3報文格式Type=0x11

MaxRespCode

Checksum

GroupAddress

012301234567890123456789012345678901Resv

SQRV

QQIC

NumberofSources(N)SourceAddress(1)SourceAddress(2)SourceAddress(N)Type為0x11表示組成員查詢消息

IGMPv3報文格式Type為0x22表示組成員報告消息

Type=0x22

Reserved

Checksum

012301234567890123456789012345678901GroupRecord(1)Reserved

NumberofGroupRecords(M)GroupRecord(2)GroupRecord(M)IGMPv3報文格式RecordType

AuxDataLen

NumberofSources(N)

MulticastAddress012301234567890123456789012345678901SourceAddress(1)SourceAddress(2)SourceAddress(N)AuxiliaryDataGroupRecord格式

IGMP中路由器、主機動作主動報告加入組普遍查詢響應報告離開組消息指定組查詢IGMP中路由器、主機動作主機發送IGMPReport消息加入某個組HostAHostCHostBEthernet我要加入225.1.1.1這個組！！IGMP中路由器、主機動作路由器周期性地向224.0.0.1發送普遍查詢HostAHostCHostBEthernet我要查詢還有沒有組播成員？主機發送特定組(225.1.1.1)的報告組的其他成員監聽到報告后抑制報告發送IGMP中路由器、主機動作HostAHostCHostBEthernet我要離開225.1.1.1這個組??！主機向224.0.02發送離開組消息（包含離開的組）路由器向這個組（225.1.1.1）發送特定組查詢發送兩次特定組查詢后沒有收到響應報告組225.1.1.1超時（離開）我要查詢該組還有沒有組播成員？IGMP中共享網段路由器動作查詢消息查詢消息競選失敗停發查詢消息路由器失效停發查詢消息重新發送查詢消息10.10.0.1/1610.10.0.3/16報告抑制過程查詢消息10.10.0.1/16響應報告響應報告響應報告響應報告路由器定期發送查詢子網中每個組只有一個成員發送響應報告其它成員被抑制不再發送報告IGMPv2報文格式以字節為單位類型最大響應時間校驗和組播組地址0123IGMP三版本比較查詢器選舉IGMPV1離開方式指定組查詢指定源、組加入依靠上層路由協議IGMPV2IGMPV3無無自己選舉有無自己選舉有有默默離開主動發出離開報文主動發出離開報文版本1與版本2兼容處理版本1主機版本2主機版本1路由器版本2路由器版本1主機版本2主機版本1路由器版本2路由器版本1主機報告抑制版本2主機版本2主機被版本1主機報告抑制路由器按版本1方式工作版本2幀格式兼容版本1幀格式版本2路由器強制配為版本1方式版本2路由器強制配為版本1方式版本2幀格式兼容版本1幀格式路由器按版本1方式工作至版本1定時器超時IGMP竊聽建立和維護組CPU012345IGMP報告IGMP查詢MAC地址轉發表端口0100－5e00－00030135IGMPSpoofingCPU02345IGMPReportIGMPQueryMAC地址轉發表端口0100－5e00－0003035IGMP的高級應用－IGMPProxyMRAMRBEth0/0Eth0/1Eth0/033.33.33.133.33.33.222.22.22.1外部網絡末梢網絡普遍組/特定組查詢消息IGMP加入/離開消息配置命令交換機上的配置：啟動組播應用[H3C]multicastrouting-enable模擬主機行為——加入一個組[H3C-Vlan-interface10]igmphost-join225.0.0.1portEthernet0/1指定IGMP版本號

[H3C-Vlan-interface10]igmpversion1顯示IGMP接口信息[H3C]displayigmpinterface第一節組播概述第二節組播實現技術介紹第三節IGMP協議第四節PIM-DM協議第五節PIM-SM協議目錄組播路由協議的類型密集模式（Dense-mode）使用“推”（Push）模型組播數據整網絡的泛濫（Flood）下游不想接收則剪枝（Prune）泛濫、剪枝、泛濫、剪枝…周而復始(通常3分鐘折騰一次)稀疏模式（Sparse-mode）使用“拉”（Pull）模型組播數據只發送到有需要的地方有顯式的加入（Join）過程我先給你，你可以不要??！你要了，我才給你！組播路由協議概述DVMRP（距離矢量組播路由協議（InternetDraft））協議無關組播－密集模式（PIM-DM）（InternetDraft）協議無關組播－稀疏模式（PIM-SM）（RFC2362）開放式組播最短路徑優先（MOSPF）（RFC1584）其它（有核樹組播路由協議＜CBTv2＞<RFC2189>等）協議無關組播－PIMPIM（ProtocolIndependentMulticasting）獨立于單播協議（使用任意單播路由），依賴單播協議進行RPF檢查UDP端口號：103PIM路由器組地址為：224.0.0.13PIM協議分為：PIM_DM（協議無關組播_密集模式）PIM_SM（協議無關組播_稀疏模式）SSM（指定源組播）Bidir-PIM（雙向-協議無關組播）PIM-DM概述協議無關組播（ProtocolIndependentMulticast）支持所有的單播路由協議:靜態路由、RIP、OSPF、IS-IS、BGP，總之了，單播路由是什么都沒關系。使用逆向路徑轉發（RPF）機制先向網絡泛濫(Flood)，然后根據組播組成員關系進行剪枝(Prune)使用Assert機制來剪枝冗余數據流適合于……小規模的網絡組播用戶密集分布的網絡PIM-DM轉發源192.18.0.32接收者組播數據流PIM-DM剪枝源192.18.0.32接收者組播數據流剪枝消息停發組播數據流123PIM-DM嫁接和嫁接應答源192.18.0.32接收者組播數據流嫁接消息IGMP加入組嫁接應答123剪枝否決（override）MR1MR2源S組播剪枝消息MR3加入消息怎么辦，要剪掉我的以太網口嗎？？別急，我下面還有成員呢，別剪掉！！PIM-DM狀態維護源192.18.0.32接收者組播數據流斷言（assert）機制組播數據流10.10.0.1/1610.10.0.3/16斷言消息源S鄰居發現機制周期性發送Hello報文——發現鄰居、建立并維護鄰居關系選舉DR——（先比優先級，后比IP地址）IP地址最大者成為本網段的DR當IGMP是版本v1時，DR還作IGMP查詢器Hello消息Hello消息PIM-DM配置命令三層交換機上的配置啟動組播進程[H3C]multicastrouting-enable

在接口上啟動PIM-DM[H3C-VLAN-interface10]pimdm

PIM-DM配置案例VideoServer接入層骨干網全網PIM-DMMultimediaPCPIM-DM配置案例配置VLAN虛接口PIM-DM協議是應用層協議，運行在三層接口上。啟動組播路由協議[H3C]multicastrouting-enable

在每個VLAN虛接口上配置PIM-DM[H3C-VLAN-interface10]pimdm第一節組播概述第二節組播實現技術介紹第三節IGMP協議第四節PIM-DM協議第五節PIM-SM協議目錄PIM-SM概述支持共享樹和源樹假設沒有主機需要接收組播數據，除非它們明確地發出了請求使用“匯聚點”(RP,RendezvousPoint)發送者和接收者在RP處進行匯聚發送者的第一跳路由器把發送者注冊到RP上接收者的DR（同PIM-DM中的DR）為接收者加入到共享樹(樹根在RP)適合于…大規模的企業網絡是任何網絡的優選方案，不管其規模和成員密集程度這個RP很重要的哩?。R的選舉和轉發RPDRDR組播數據流Hello消息IP網源S接收者所有的組播流非要經過我這兒不可，知道我重要了吧！先比優先級，后比IP地址共享樹加入接收者1接收者2IGMP加入源S組播共享樹RP（*,G）加入接受者到RP（包括RP）的沿途各路由器接收到（*,G）加入消息后，創建（*,G）轉發項，出接口為接收到加入消息的接口，構建RP到接收者的RPT注冊/注冊停止和源樹加入接收者1接收者2源SRPDR（S,G）注冊－單播組播數據流建立（S,G），出接口為空，并將組播數據封裝到單播注冊報文，然后單播的方式發送到RP收到注冊報文后，解封裝還原組播報文，依據之前創建的（*,G）從相應的出接口轉發注冊/注冊停止和源樹加入接收者1接收者2源SRPDR（S,G）注冊－單播組播數據流RP接收到注冊報文后，創建（S,G），出接口從（*,G）拷貝，出接口為非空，此時向源方向發送（S,G）加入消息，構建源到RP的SPT（S,G）加入思考：如果RP沒有（*,G），也會在第一次從源DR接收到注冊時，創建(S,G)?組播源樹注冊/注冊停止和源樹加入接收者1接收者2源SRPDR（S,G）注冊－單播組播數據流注冊停止組播源樹提示：注冊停止在RP上沒有（*,G）時也會觸發??！此時RP通過SPT也能收到通樣的組播數據流，于是向源DR方向發送注冊停止注冊/注冊停止和源樹加入接收者1接收者2源SRPDR組播數據流源DR收到注冊停止后，一段時間內不再向RP發送注冊注冊停止組播源樹問題：為什么源DR收到注冊停止后是一段時間內不發注冊，而不是永遠呢?注冊/注冊停止和源樹加入接收者1接收者2源SRPDR（S,G）注冊－單播組播數據流RP到組播源端DR的沿途各路由器接收到（S,G）加入消息后，創建（S,G）轉發項（S,G）加入注冊停止組播源樹問題：RP第一次從源DR接收到注冊時，會創建(S,G)，為什么?源樹和共享樹接收者1接收者2源SRP組播共享樹組播源樹組播數據流源數據流沿源樹（SPT）流向RP從RP開始，數據流沿共享樹（RPT）流向接收者狀態的維護接收者1接收者2源SIGMP加入接受者以IGMP報告響應每隔60s一次的查詢報文，從而觸發（*,G）加入消息，周期也為60秒，因此該（*，G）轉發項一般每隔60秒刷新一次（*,G）加入RPDR狀態的維護接收者1接收者2源SIGMP離開剪枝消息當最后的接收者退出組播組后，DR上刪除該組播組，并觸發（*,G）剪枝消息，到RP沿途的路由器接收到剪枝消息后，刪除（*,G）中相關的接口，如果是最后的接口，則刪除（*,G）轉發項RPDR狀態的維護接收者1接收者2源S剪枝消息一旦RP的（*,G）出接口為空，則向源DR方向發送（S,G）剪枝消息，源DR接收到剪枝消息后暫時不再轉發組播數據流RPDR狀態的維護接收者1接收者2源S（S,G）注冊加入消息RPDR咦，這么長時間才來告訴我要加入啊，(S,G)都老化刪除了，我找不到源?。縄GMP加入我又想接收剛才離開組播組的組播數據流了！狀態的維護接收者1接收者2源S（S,G）注冊加入消息RPDR（S,G）因沒有組播數據流的刷新而老化刪除，此時在RP接收到該組的加入消息就找不到組播源了。因此一般每隔60s，源DR再次會發送注冊消息給RP，刷新RP的(S,G），防止被老化刪除提示：對“RP上的（S,G）是如何建立和維護“的理解是非常重要的??！共享樹向源樹切換接收者1接收者2源SRP組播共享樹組播源樹DR（S,G）加入組播數據流達到一定的閾值后，觸發DR向組播源的方向發送(S,G)加入消息新建立的(S,G)構成了SPT樹的新分支共享樹向源樹切換接收者1源SRPDR接收者2組播共享樹組播源樹RP-bit（S,G）剪枝（S,G）剪枝從非指向源RPF的鄰居接收到組播數據流，則向RP發送

(S,G)剪枝消息問題：RP上游的路由器為什么不再向源DR發送剪枝消息了?DRRP收到剪枝后，如果（S,G）下游接口列表為空，則觸發剪枝SPT共享樹向源樹切換接收者1源SRPDR接收者2組播共享樹組播源樹此時組播數據流沿著唯一的SPT分支流向需要的接收者DRSM和DM中SPT的差別PIM-DM中，組播數據流采用主動擴散機制來構建SPT樹PIM-SM中，采用主機顯式加入機制構建SPT樹雖然構建的樹相同，但顯然PIM-SM中SPT樹更節省帶寬，只有需要的主機才主動加入SPT。這也是目前PIM-SM占主流地位的原因。

RP的指定RP是PIM-SM路由協議的核心角色，RP選擇的合理與否，決定了PIMSM網絡的運行效率。具體方法有兩種：在源DR和邊緣路由器以及組播將要經過的所有路由器上手工指定RP的IP地址啟動BootStrap

協議自動選舉BSR概述BSR即“BootStrapRouter”，自舉路由器負責在PIM-SM網絡啟動后，收集網絡內的RP信息，為每個組選舉出RP，然后將RP集（即組-RP映射數據庫）發布到整個PIM-SM網絡。一個網絡內部只有一個BSR可以配置多個候選BSR(C-BSR)一旦某個BSRDown掉，可以切換到另外一個候選RP（C-RP）將聲明發送到BSRC-RP通告通過單播發送BSR在RP集存儲所有的C-RP通告BSR周期性地向所有路由器發送BSR消息BSR消息包含整個RP-set和BSR地址消息一跳一跳地自BSR向整個網絡泛濫（flood）所有的路由器使用收到的RP集來確定RP所有路由器都使用相同的RP選擇算法，選擇的RP也是一致的BSR工作機制BSRBSRC-RPAdvertismentC-BSRC-RPC-RPBSR消息一跳一跳向外擴散候選BSR（C-BSR）在一個PIM域中，需要配置一個或多個候選BSR，候選BSR之間通過自動選舉，產生自舉路由器BSR（BootstrapRouter），BSR負責收集并發布RP信息。Loopback1：10.1.1.1/32①在loopback1上啟動PIM-SM，指定loopback1為C-BSR②以自己為BSR，發送自舉報文，BSR地址＝10.1.1.1③收到其他路由器的自舉報文，比較優先級和IP地址，優先級相同的情況下，較大的IP地址被認為是更好的。交換機上的配置啟動組播進程