PIM-SM 协议无关组播－密集模式 未完

Posted 2020-11-21 oceanf

一、组播路由协议
(一)
路由器依靠转发项来转发组播数据包。转发项的生成则是组播路由协议所要完成的任务。组播路由协议有距离矢量组播路由协议（DVMRP）、协议无关组播－密集模式（PIM-DM）、协议无关组播-稀疏模式（PIM-SM）、开放式组播最短路径优先（MOSPF）、有核树组播路由协议（CBT）等多种．这里只讲述目前最成功也是最流行的PIM协议．

协议无关组播
PIM（协议无关组播）表示它不依赖于某种具体的IP路由选择协议。它仅仅是利用单播路由表来实现RPF校验功能。因此，它能工作在任何可以产生单播路由表的IP路由协议上，包括静态路由。值得强调的是：协议无关并不是指不需要单播路由协议；相反，组播协议必须有单播路由协议的支撑，因为它无单播路由功能。
PIM协议报文基于UDP协议，其端口号是103。PIM还有专门的组播地址224.0.0.13，表示所有的PIM路由器。
在组播应用环境中大致可分为两类：一类是密集环境。即：在某一个范围内组成员众多。比如：股票交易大厅信息的发布，学校的网上教学等。路由器的几乎每一个接口都有组成员正在接收组播信息。对于这种环境将采用密集模式协议如：PIM_DM（协议无关组播_密集模式）来解决。
一类是稀疏环境。即：在某一范围内组成员比较少或分布比较散。路由器只有少数几个接口上有组成员接收数据。比如：小区音/视频点播等。在这种环境里将不再适宜采用密集模式协议，因为这将增加路由器的负担和导致网络拥塞。因此，如果采用稀疏模式的组播协议（比如PIM-SM，协议无关组播-稀疏模式）将带来更大的好处。

(二). PIM_DM

1. PIM_DM转发
   
   在运行PIM-DM协议的网络中，路由器默认所有接口上都有接收者。当组播数据到达路由器后，路由器立即建立起转发项。转发项的入接口是路由器依据单播到数据源的接口；出接口则包括除入接口外的所有接口。如果数据RPF检查成功，它将根据转发项向所有接口（除入接口外）溢流。

2. 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。上游路由器收到剪枝消息后，从转发项出接口列表中删除接收到剪枝消息的接口。组播数据就不再从该接口转发出去。
   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，这个过程被称之为扩散－剪枝。

3. PIM_DM嫁接和嫁接应答
   
   当剪枝期间，路由器需要接收组播数据（比如：收到IGMP加入），怎么办？这时，路由器并不需要等到下一个扩散－剪枝周期，而是立即向RPF上游路由器发送嫁接消息，要求将自己添加到出接口列表中。
   上游路由器收到嫁接消息后，立即回送一个嫁接应答，告知下游路由器已收到嫁接消息；然后，上游路由器将收到嫁接消息的接口添加到出接口列表中。组播数据就能够到达希望接收数据的路由器和组成员。

4. PIM_DM状态维护
   
   PIM_DM如何维护转发项而不必总是重复创建过程？PIM_DM是依靠组播数据流来维护的。只要路由器收到某个组的组播数据包，路由器就刷新该转发项。路由器如果长时间未收到这个组的组播数据包，将删除该转发项。

5. 断言（assert)机制
   
   在共享网段上，当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？Assert断言机制能够解决这个问题。
   当路由器从出接口接收到其它路由器发来的重复组播数据时，路由器将向该出接口发送断言消息。断言消息中带有本路由器的优先级、到源S的路由开销等信息。
   网段上的其它路由器收到断言消息后，将对端路由器的优先级、路由开销以及IP地址与自身相比较（先比较优先级，优先级低者获胜；若二者相同，则比较路由开销，开销小者获胜；若二者还相等，则比较IP地址，大者获胜）。若自己失败，则剪枝该接口，不再向该共享网段转发组播数据包。若自己获胜，则发送断言消息，申明组播数据流应该从本出接口转发，其它路由器重复上面的动作。

6. PIM邻居发现与PIM HELLO消息

路由器周期性的发送Hello消息到所有PIM路由器（224.0.0.13），并借此来发现邻居，建立邻居关系。PIM路由器可以借邻接关系判断自己是否为叶路由器。
PIM Hello消息除了用于建立邻接外，它还被用来为共享网段上选择指定路由器（DR）。PIM路由器都被配有优先级。这个优先级被包含在PIM Hello消息中。当路由器收到PIM Hello消息时，先比较自己的优先级。如果自己的优先级高，路由器将默认消息源为DR，自己变成非DR。当优先级相同时，IP地址最大的获胜，被选举为DR。
DR主要应用在SM中，将在SM中由DR负责向上游发起加入/剪枝过程，或是将直连组播源的数据发向组播分发树。
如果路由器是工作在IGMPv1下，DR同时也是IGMP查询器。

PIM-DM

三层交换机上的配置
+启动组播进程
multicast routing-enable
+在接口上启动PIM-DM
pim dm
禁用PIM-DM协议
undo pim dm

pim timer hello seconds
undo pim timer hello
pim timer hello命令用来配置接口发送Hello报文的时间间隔，undo pim timer hello命令用来恢复接口发送Hello报文时间间隔的缺省值。

display pim interface [interface-type interface-number]
显示当前运行PIM接口的简要信息。

display pim routing-table [ { { *g [ group-address [ mask { mask-length | mask } ] ] | **rp [ rp-address [ mask { mask-length | mask } ] ] } | { group-address [ mask { mask-length | mask } ] | source-address [ mask { mask-length | mask } ] } * } | incoming-interface { interface-type interface-num | interface-name | null } | { dense-mode | sparse-mode } ] *
显示dm或sm组播路由表。

debugging pim dm { all | mrt | timer | warning | { revc | send }{ all | assert | graft | graft-ack | join | prune}}
打开和关闭PIM-DM的调试开关

例子

+配置VLAN虚接口。
PIM-DM协议是应用层协议，运行在三层接口上。
+其次，启动组播路由协议
multicast routing-enable
+在每个VLAN接口视图配置PIM-DM
pim dm
PIM-DM组播网络配置就完成了。记住：组播协议必须依赖单播路由才能工作。单播路由协议可以是OSPF、RIP或者是静态路由等。

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