組播協(xié)議原理與應(yīng)用課件

銳捷網(wǎng)絡(luò)技術(shù)培訓(xùn)系列課程-（中級(jí)）組播協(xié)議原理與應(yīng)用技術(shù)培訓(xùn)中心

高志巖1銳捷網(wǎng)絡(luò)技術(shù)培訓(xùn)系列課程-（中級(jí)）組播協(xié)議原理與應(yīng)用1前言

本PPT主要介紹了組播協(xié)議原理和實(shí)際應(yīng)用，適用于對(duì)組播協(xié)議有一定了解的工程師和網(wǎng)絡(luò)維護(hù)人員。2前言2課程目標(biāo)通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，您可以掌握如下知識(shí)點(diǎn)：組播相關(guān)概念I(lǐng)GMP以及IGMPSnooping工作原理組播路由協(xié)議組播在實(shí)際工程中的應(yīng)用3課程目標(biāo)通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，您可以掌握如下知識(shí)點(diǎn)：3提綱組播綜述IGMP工作原理IGMPSnooping工作原理組播路由協(xié)議組播在實(shí)際工程中的應(yīng)用4提綱組播綜述4組播綜述組播定義:與廣播和單播的區(qū)別服務(wù)器主機(jī)單播廣播組播5組播綜述組播定義:與廣播和單播的區(qū)別服務(wù)器主機(jī)單播廣播組播5組播綜述為什么需要組播?隨著數(shù)據(jù)通訊技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)通訊業(yè)務(wù)已不能滿足人們對(duì)信息的需求。視頻點(diǎn)播，網(wǎng)絡(luò)電視，視頻會(huì)議等點(diǎn)到多點(diǎn)業(yè)務(wù)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用起來(lái)。解決點(diǎn)到多點(diǎn)的通信,可以通過(guò)單播和組播方式來(lái)實(shí)現(xiàn).6組播綜述為什么需要組播?6組播綜述單播方式與組播方式的對(duì)比單播方式組播方式7組播綜述單播方式與組播方式的對(duì)比單播方式組播方式7組播綜述組播的優(yōu)勢(shì):單播可以通過(guò)建立多個(gè)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的連接來(lái)達(dá)到點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的傳輸。這種方式將在源點(diǎn)(服務(wù)器)與各個(gè)接收點(diǎn)建立連接，從服務(wù)器開始，就將有多份數(shù)據(jù)流分別流向分散的接收點(diǎn)。這種方式將加重服務(wù)器的負(fù)荷，增大對(duì)服務(wù)器性能的要求；同時(shí)還在網(wǎng)絡(luò)中造成大流量，從而增加網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)擁塞。組播則不然，發(fā)送方僅發(fā)一份數(shù)據(jù)包，此后數(shù)據(jù)包只是在需要復(fù)制分發(fā)的地方才會(huì)被復(fù)制分發(fā)，每一個(gè)網(wǎng)段中都將保持只有一份數(shù)據(jù)流。這樣就可以減輕服務(wù)器的負(fù)擔(dān)，節(jié)省網(wǎng)絡(luò)帶寬。8組播綜述組播的優(yōu)勢(shì):8組播綜述組播組件組播源：以組播地址為目的地址發(fā)送報(bào)文組播接收者：能接受組播數(shù)據(jù)同一個(gè)組中可能有多個(gè)組播成員，具有相同的組播地址組成員可以動(dòng)態(tài)加入或者離開組組播設(shè)備：能支持組播數(shù)據(jù)分發(fā)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備運(yùn)行組播協(xié)議9組播綜述組播組件9組播綜述組播協(xié)議體系結(jié)構(gòu)組播協(xié)議分為主機(jī)-路由器之間的組成員關(guān)系協(xié)議和路由器-路由器之間的組播路由協(xié)議.組成員關(guān)系協(xié)議包括IGMP(Internet組管理協(xié)議).組播路由協(xié)議分為域內(nèi)組播路由協(xié)議及域間組播路由協(xié)議.域內(nèi)組播路由協(xié)議主要有PIM-DM,PIM-SM等協(xié)議.10組播綜述組播協(xié)議體系結(jié)構(gòu)10組播綜述組播IP地址:組播地址范圍224.0.0.0-239.255.255.255保留組播地址224.0.0.0-224.0.0.255本地管理組播地址239.0.0.0-239.255.255.255用戶組播地址224.0.1.0-238.255.255.255組播MAC地址:以太網(wǎng):01-00-5e-xx-xx-xx11組播綜述組播IP地址:11組播綜述常見保留組播IP地址地址含義224.0.0.1Allhost224.0.0.2Allrouter224.0.0.4AllDVMRProuter224.0.0.5AllOSPFrouter224.0.0.6AllOSPFDR(DesignatedRouter)224.0.0.9AllRIPv2router224.0.0.10AllEIGRProuter224.0.1.1NTP224.0.0.13AllPIMrouter224.0.0.18VRRP12組播綜述常見保留組播IP地址地址含義224.0.0.1All組播綜述IP地址到MAC地址的映射例如,組播IP地址224.10.10.10就映射為組播MAC地址01-00-5e-0a-0a-0a11100000000100000000010111100IP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(wǎng)/FDDI）此5位地址不作映射，因此32個(gè)IP組播地址映射成一個(gè)MAC地址13組播綜述IP地址到MAC地址的映射1110000000010提綱組播綜述IGMP工作原理IGMPSnooping工作原理組播路由協(xié)議組播在實(shí)際工程中的應(yīng)用14提綱組播綜述14IGMP工作原理為什么需要IGMP?組播服務(wù)器與需要接收組播信息的主機(jī)在同一個(gè)子網(wǎng)內(nèi)服務(wù)器主機(jī)只要主機(jī)開啟了組播流接收程序,都可以收到組播數(shù)據(jù)主機(jī)15IGMP工作原理為什么需要IGMP?服務(wù)器主機(jī)只要主機(jī)開啟了IGMP工作原理為什么需要IGMP?組播服務(wù)器與需要接收組播信息的主機(jī)不在同一個(gè)子網(wǎng)內(nèi)服務(wù)器主機(jī)主機(jī)路由器收到服務(wù)器發(fā)送的組播報(bào)文,將其隔離在服務(wù)器所在的子網(wǎng)內(nèi)需要接收組播數(shù)據(jù)的主機(jī)無(wú)法接收到組播數(shù)據(jù)需要一種機(jī)制,能夠讓路由器將組播數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到有接收需求的主機(jī)所在的子網(wǎng)16IGMP工作原理為什么需要IGMP?服務(wù)器主機(jī)主機(jī)路由器收到IGMP工作原理IGMP定義IGMP:Internet組管理協(xié)議用于主機(jī)與路由器之間交互信息的一種協(xié)議主機(jī)動(dòng)態(tài)加入/離開組路由器組成員關(guān)系的維護(hù)所有要加入組播組的主機(jī)和所有連接到有組播主機(jī)的子網(wǎng)中的路由器都必須使用IGMPIGMP消息不能被路由器轉(zhuǎn)發(fā)，只能限制在本地網(wǎng)段內(nèi)部。IGMP的TTL參數(shù)永遠(yuǎn)是1，保證了IGMP的使用范圍。IGMP的版本目前有V1/V2/V3三種。17IGMP工作原理IGMP定義17IGMP工作原理IGMP報(bào)文分類(以IGMPv2為例):主機(jī)使用的IGMP報(bào)文:MembershipReportLeaveGroup路由器使用的IGMP報(bào)文:GeneralQueryGroup-SpecificQuery18IGMP工作原理IGMP報(bào)文分類(以IGMPv2為例):18IGMP工作原理MembershipReportMembershipReport用于指示一臺(tái)主機(jī)希望加入一個(gè)組播組當(dāng)主機(jī)首次加入到一個(gè)組時(shí)，它會(huì)主動(dòng)向組發(fā)送MembershipReport。MembershipReport還用來(lái)響應(yīng)本地路由器發(fā)出的GeneralQuery和Group-SpecificQuery消息MembershipReport組播數(shù)據(jù)主機(jī)主機(jī)GeneralQueryGengralQueryGeneralQueryMembershipReport19IGMP工作原理MembershipReportMembeIGMP工作原理LeaveGroup當(dāng)主機(jī)退出一個(gè)組時(shí)，它用LeaveGroup消息通知本地的路由器。這個(gè)消息包含有退出的組的地址，但與MembershipReport消息不同的是，Leavegroup消息是發(fā)向“子網(wǎng)中的所有路由器”地址224.0.0.2的,而MembershipReport是發(fā)向想要加入的組播組地址。主機(jī)主機(jī)不再需要接收組播數(shù)據(jù)LeaveGroup停止向該子網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)組播數(shù)據(jù)20IGMP工作原理LeaveGroup主機(jī)主機(jī)不再需要接收組IGMP工作原理GeneralQuery路由器通過(guò)GeneralQuery消息向與其連接的所有子網(wǎng)進(jìn)行輪詢來(lái)發(fā)現(xiàn)是否有組員存在，并在子網(wǎng)中沒(méi)有組員時(shí)檢測(cè)到這一情況GeneralQuery消息被發(fā)向“子網(wǎng)中的所有主機(jī)”224.0.0.1這個(gè)地址，而且不涉及任何一個(gè)具體組播組.主機(jī)主機(jī)如果一臺(tái)組播路由器在3次查詢的時(shí)間間隔里沒(méi)有收到一個(gè)特定子網(wǎng)的MembershipReport消息，那么這個(gè)路由器將宣布這個(gè)子網(wǎng)中沒(méi)有組員,不再向這個(gè)子網(wǎng)發(fā)送組播數(shù)據(jù)。GeneralGuery沒(méi)有響應(yīng)沒(méi)有響應(yīng)一定時(shí)間內(nèi)仍無(wú)人響應(yīng),則不再像該子網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)組播數(shù)據(jù)21IGMP工作原理GeneralQuery主機(jī)主機(jī)如果一臺(tái)組IGMP工作原理Group-SpecificQuery路由器的Group-SpecificQuery消息是根據(jù)主機(jī)發(fā)出的LeaveGroup消息而發(fā)出的，當(dāng)路由器收到LeaveGroup消息時(shí)，必須判斷子網(wǎng)中是否仍有組員存在。目的地址為該發(fā)出LeaveGroup的主機(jī)所在組的組地址。不需要接收組播數(shù)據(jù)LeaveGroupGroup-SpecificQuery還需要接收Membershipreport仍然向該子網(wǎng)發(fā)送組播數(shù)據(jù)22IGMP工作原理Group-SpecificQuery不需IGMP工作原理報(bào)告抑制MembershipReport想加入224.5.5.5也想加入224.5.5.5收到了關(guān)于224.5.5.5的Report,知道子網(wǎng)中還有主機(jī)希望加入224.5.5.5于是抑制了關(guān)于224.5.5.5的MembershipReport的發(fā)送23IGMP工作原理報(bào)告抑制MembershipReport也IGMP工作原理報(bào)告抑制GeneralGueryMembershipReport還需要接收224.5.5.5組播數(shù)據(jù)還需要接收224.5.5.5組播數(shù)據(jù)收到了關(guān)于224.5.5.5的report抑制了224.5.5.5的MembershipReport的發(fā)送24IGMP工作原理報(bào)告抑制GeneralGueryMembeIGMP工作原理查詢路由器選舉當(dāng)子網(wǎng)中有多個(gè)路由器時(shí)，選舉查詢者的規(guī)則就十分簡(jiǎn)單：有較小的IP地址的路由器成為查詢者。所有子網(wǎng)中現(xiàn)有的路由器在收到新路由器的GeneralQuery消息后，就檢查源地址。如果它的IP地址的值更小，則會(huì)繼續(xù)發(fā)送查詢。當(dāng)新的路由器收到其中一個(gè)查詢，并發(fā)現(xiàn)這臺(tái)路由器有較小的IP地址時(shí)，它就變成非查詢者。非查詢者將旁聽整個(gè)IGMP過(guò)程。所有非查詢路由器啟動(dòng)一個(gè)查詢計(jì)時(shí)器，無(wú)論何時(shí)只要收到來(lái)自IGMP的GeneralQuery消息，計(jì)時(shí)器被復(fù)位。默認(rèn)的計(jì)時(shí)器持續(xù)時(shí)間是查詢間隔的兩倍。如果查詢計(jì)時(shí)器滿，就認(rèn)為IGMP查詢有問(wèn)題，選擇查詢者過(guò)程重新開始。25IGMP工作原理查詢路由器選舉25IGMP工作原理IGMPv3簡(jiǎn)介在IGMPv3中主要增加了Group-and-Source-SpecificQuery,它能允許一個(gè)組不僅用組地址進(jìn)行識(shí)別，而且也能被源地址識(shí)別。當(dāng)一個(gè)組有多個(gè)源時(shí)，IGMPv3路由器可以根據(jù)組員的請(qǐng)求對(duì)源進(jìn)行過(guò)濾。26IGMP工作原理IGMPv3簡(jiǎn)介26IGMP配置路由器接口啟用了pim就激活了IGMPRouter(config–if）#ippimdense-mode/sparsemode缺省為版本2如果下聯(lián)設(shè)備不支持igmp，則手工加入特定的組Router(config–if）#

ipigmpjoin-group組地址限制主機(jī)只能加入特定的組Access-listacl號(hào)permitX.X.X.XRouter(config–if）#IPigmpaccess-groupacl號(hào)查看直連子網(wǎng)中組成員信息Showipigmpgroups/interfacedetails27IGMP配置路由器接口啟用了pim就激活了IGMP27提綱組播綜述IGMP工作原理IGMPSnooping工作原理組播路由協(xié)議組播在實(shí)際工程中的應(yīng)用28提綱組播綜述28IGMPSnooping工作原理為什么需要IGMPSnooping?發(fā)送224.5.5.5的MembershipReport開始向該子網(wǎng)發(fā)送224.5.5.5的組播數(shù)據(jù)并不需要接收224.5.5.5的組播數(shù)據(jù)需要接收224.5.5.5的組播數(shù)據(jù)需要一個(gè)機(jī)制,讓二層交換機(jī)只把組播數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給需要接收組播的主機(jī).浪費(fèi)了帶寬29IGMPSnooping工作原理為什么需要IGMPSnoIGMPSnooping工作原理IGMPSnooping的作用:IGMPSnooping能使二層交換機(jī)將組播數(shù)據(jù)只朝需要接收的用戶所在的端口轉(zhuǎn)發(fā)，從而不會(huì)影響到其它的用戶。發(fā)送224.5.5.5的MembershipReport開始向該子網(wǎng)發(fā)送224.5.5.5的組播數(shù)據(jù)并不需要接收224.5.5.5的組播數(shù)據(jù)需要接收224.5.5.5的組播數(shù)據(jù)30IGMPSnooping工作原理IGMPSnoopingIGMPSnooping工作原理IGMPSnooping的工作過(guò)程:發(fā)送224.5.5.5的MembershipReport開始向該子網(wǎng)發(fā)送224.5.5.5的組播數(shù)據(jù)需要接收224.5.5.5的組播數(shù)據(jù)根據(jù)收到的224.5.5.5的MembershipReport,生成組播MAC地址表.MAC端口01-00-5e-05-05-05131IGMPSnooping工作原理IGMPSnoopingIGMPSnooping工作原理IGMPSnooping的工作過(guò)程:MAC端口發(fā)送224.5.5.5的LeaveGroup向該子網(wǎng)發(fā)送224.5.5.5的組播數(shù)據(jù)不需要接收224.5.5.5的組播數(shù)據(jù)01-00-5e-05-05-051停止向該子網(wǎng)發(fā)送224.5.5.5的組播數(shù)據(jù)32IGMPSnooping工作原理IGMPSnoopingIGMPSnooping工作原理消息報(bào)告抑制問(wèn)題如果主機(jī)收到了其他主機(jī)發(fā)出的MembershipReport后,就抑制了自己的MembershipReport的發(fā)送,這樣的話就會(huì)造成交換機(jī)的組播MAC地址表里不會(huì)出現(xiàn)關(guān)于該主機(jī)所在的端口的轉(zhuǎn)發(fā)信息.在開啟IGMPSnooping之后,交換機(jī)的CPU在收到MembershipReport時(shí),不會(huì)將Report報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)到其他接口,這樣其他主機(jī)就無(wú)法收到其他主機(jī)發(fā)出的MembershipReport報(bào)文,不會(huì)產(chǎn)生消息報(bào)告抑制現(xiàn)象,從而保證交換機(jī)組播MAC地址表的完整.MembershipReport抑制了MembershipReport的發(fā)送無(wú)法將相應(yīng)端口添加到組播MAC表中33IGMPSnooping工作原理消息報(bào)告抑制問(wèn)題MembeIGMPSnooping工作原理取消消息抑制報(bào)告帶來(lái)的問(wèn)題如果存在組播路由器,但是由于IGMPSnooping抑制了消息報(bào)告,那么MembershipReport報(bào)文將無(wú)法發(fā)送到組播路由器,因此組播路由器將無(wú)法將組播數(shù)據(jù)發(fā)送到相應(yīng)的子網(wǎng).解決辦法:采用路由連接口,設(shè)置與路由器相連的端口為路由連接口需要接收224.5.5.5的組播數(shù)據(jù)發(fā)送224.5.5.5的MembershipReport34IGMPSnooping工作原理取消消息抑制報(bào)告帶來(lái)的問(wèn)題IGMPSnooping工作原理IGMPSnooping工作模式:IVGL:在該模式下,各VLAN間的組播流是相互獨(dú)立的.主機(jī)只能朝與自己處于同一個(gè)VLAN的路由連接口請(qǐng)求組播.SVGL:在該模式下,主機(jī)可以跨VLAN申請(qǐng)組播流.指定一個(gè)MulticastVLAN,在該VLAN收到的組播數(shù)據(jù)流可以向其他VLAN的主機(jī)轉(zhuǎn)發(fā).Vlan10Vlan20vlan10的路由連接口35IGMPSnooping工作原理IGMPSnoopingIGMPSnooping配置配置IVGL模式Ruijie(config)#ipigmpsnoopingivgl配置路由口（可選）ruijie(config)#ipigmpsnoopingvlanvlan號(hào)mrouterinterface接口號(hào)配置靜態(tài)成員口（可選）Ruijie(config)#ipigmpsnoopingvlanvlan-idstatic組播地址interface接口號(hào)配置快速離開機(jī)制（可選）Ruijie(config)#ipigmpsnoopingfast–leaveenalbe查看轉(zhuǎn)發(fā)表Ruijie#showipigmpsnoopinggda-table查看路由口Ruijie#showipigmpsnoopingmrouter36IGMPSnooping配置配置IVGL模式36提綱組播綜述IGMP工作原理IGMPSnooping工作原理組播路由協(xié)議組播在實(shí)際工程中的應(yīng)用37提綱組播綜述37組播路由協(xié)議為什么需要組播路由協(xié)議?需要接收224.5.5.5的組播數(shù)據(jù)發(fā)送著224.5.5.5的組播數(shù)據(jù)從哪里能夠得到224.5.5.5的組播數(shù)據(jù)如何能夠?qū)?24.5.5.5的組播數(shù)據(jù)發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)中有需求的地方發(fā)送224.5.5.5的MembershipReport需要一種機(jī)制,可以讓組播數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中傳輸有接收需求的地方38組播路由協(xié)議為什么需要組播路由協(xié)議?需要接收224.5.5.組播路由協(xié)議組播路由協(xié)議分類分為域內(nèi)組播路由協(xié)議及域間組播路由協(xié)議域內(nèi)的組播路由協(xié)議又分為密集模式與稀疏模式.域內(nèi)組播路由協(xié)議主要有PIM-DM,PIM-SM等協(xié)議.我們?cè)趫@區(qū)網(wǎng)中經(jīng)常使用的域內(nèi)組播路由協(xié)議為PIM-DM和PIM-SM.39組播路由協(xié)議組播路由協(xié)議分類39組播路由協(xié)議逆向路徑轉(zhuǎn)發(fā)ip:192.168.1.1發(fā)送著224.5.5.5的組播數(shù)據(jù)兩個(gè)接口都收到了目的地址為224.5.5.5,源地址為192.168.1.1的組播報(bào)文查找單播路由表,去往192.168.1.0/24的下一跳接口是S1,于是丟棄從S2收到的組播報(bào)文.R1R2R3S1S2重復(fù)的組播數(shù)據(jù)流40組播路由協(xié)議逆向路徑轉(zhuǎn)發(fā)ip:192.168.1.1發(fā)送著2組播路由協(xié)議PIMPIM(ProtocolIndependentMulticasting)獨(dú)立于單播協(xié)議,使用任意單播路由協(xié)議進(jìn)行RPF檢查.與其他的路由協(xié)議不同，PIM不在路由器之間發(fā)送和接收路由更新信息。UDP端口號(hào)：103PIM路由器組地址為：224.0.0.13PIM協(xié)議分為：PIM-DM（協(xié)議無(wú)關(guān)組播-密集模式）PIM-SM（協(xié)議無(wú)關(guān)組播-稀疏模式）41組播路由協(xié)議PIM41組播路由協(xié)議剪枝與嫁接當(dāng)組播路由器的某個(gè)接口RPF檢查失敗時(shí),該路由器會(huì)從這個(gè)接口發(fā)出一個(gè)剪接報(bào)文,以通知鄰居路由器不要再向它發(fā)送組播數(shù)據(jù).發(fā)送著224.5.5.5的組播數(shù)據(jù)R1R2R3S1S2RPF檢查失敗所連接的子網(wǎng)內(nèi)沒(méi)有接收的需求發(fā)送著224.5.5.5的組播數(shù)據(jù)剪枝消息剪枝消息42組播路由協(xié)議剪枝與嫁接發(fā)送著224.5.5.5的組播數(shù)據(jù)R1組播路由協(xié)議剪枝與嫁接嫁接報(bào)文正好與剪枝報(bào)文相反,它是用來(lái)通知上游路由器將組播報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)給自己.發(fā)送著224.5.5.5的組播數(shù)據(jù)R1R2R3S1S2S1接口down掉所連接的子網(wǎng)內(nèi)無(wú)接收的需求發(fā)送著224.5.5.5的組播數(shù)據(jù)嫁接消息所連接的子網(wǎng)內(nèi)有接收的需求嫁接消息43組播路由協(xié)議剪枝與嫁接發(fā)送著224.5.5.5的組播數(shù)據(jù)R1組播路由協(xié)議PIM-DMPIM-DM用于指導(dǎo)路由器如何將組播數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)接薪M播接收需求的地方.PIM-DM使用推（push）模式將組播數(shù)據(jù)包擴(kuò)散（flood）到網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)角落。這種推模式是一種使用蠻力將數(shù)據(jù)包傳送到接收者的方法。如果網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)子網(wǎng)都有接收者，那么這種方法是高效的。44組播路由協(xié)議PIM-DM44組播路由協(xié)議PIM-DM工作過(guò)程擴(kuò)散并剪枝組播源所連接的子網(wǎng)內(nèi)無(wú)接收的需求所連接的子網(wǎng)內(nèi)有接收的需求所連接的子網(wǎng)內(nèi)有接收的需求R1R2R3R5R4R6剪枝置為修剪狀態(tài)pruneds1s2剪枝從兩個(gè)接口都收到了組播報(bào)文,在S2上做RPF檢查失敗.45組播路由協(xié)議PIM-DM工作過(guò)程組播源所連接的子網(wǎng)內(nèi)無(wú)接收的組播路由協(xié)議PIM-DM工作過(guò)程嫁接組播源所連接的子網(wǎng)內(nèi)無(wú)接收的需求R1R2R3R5R4R6s1s2所連接的子網(wǎng)內(nèi)有接收的需求嫁接46組播路由協(xié)議PIM-DM工作過(guò)程組播源所連接的子網(wǎng)內(nèi)無(wú)接收的組播路由協(xié)議PIM-DM工作過(guò)程剪枝組播源所連接的子網(wǎng)內(nèi)有接收的需求R1R2R3R5R4R6s1s2所連接的子網(wǎng)內(nèi)有接收的需求所連接的子網(wǎng)內(nèi)有接收的需求所連接的子網(wǎng)內(nèi)無(wú)接收的需求確認(rèn)所連接子網(wǎng)內(nèi)沒(méi)有接收需求,但還有R6需要從這里接收數(shù)據(jù),因此將不發(fā)送剪枝信息給R2所連接的子網(wǎng)內(nèi)無(wú)接收的需求確認(rèn)所連接子網(wǎng)內(nèi)沒(méi)有接收需求,因此發(fā)送剪枝信息給R3,同時(shí)將相應(yīng)端口置為修剪狀態(tài)收到R5的剪枝消息,將響應(yīng)接口修剪,并確認(rèn)其他接口都沒(méi)有接收需求,因此發(fā)送剪枝消息給R1,并將相應(yīng)的接口修剪剪枝剪枝收到R3的剪枝消息,將相應(yīng)的接口修剪47組播路由協(xié)議PIM-DM工作過(guò)程組播源所連接的子網(wǎng)內(nèi)有接收的組播路由協(xié)議SPTPIM-DM采用擴(kuò)散與剪接的方式來(lái)構(gòu)建組播路由表.PIM-DM形成的組播路由表呈現(xiàn)一種樹型結(jié)構(gòu)我們通常稱這種樹型結(jié)構(gòu)為SPT(ShortestPathTree)最短路徑樹組播源R1R2R3R5R4R6R1R2R3R4R6R5組播源48組播路由協(xié)議SPT組播源R1R2R3R5R4R6R1R2R3組播路由協(xié)議SPTSPT是以組播源為根構(gòu)造的從根到所有接收者路徑都最短的分布樹。優(yōu)勢(shì):最短路徑保證轉(zhuǎn)發(fā)組播數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)時(shí)延最小劣勢(shì):路由器必須為每個(gè)組播源維護(hù)路徑信息,開銷過(guò)大.在組播設(shè)計(jì)時(shí),如果選用PIM-DM(SPT),那么組播源的數(shù)量、帶寬情況、有組播接收需求的子網(wǎng)分布情況都應(yīng)該成為設(shè)計(jì)者考慮的各種因素.49組播路由協(xié)議SPT49組播路由協(xié)議組播路由器的組播轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)是怎么樣的呢？單播：目的地址->下一跳目的地址下一跳192.168.0.0/241.1.1.1110.112.119.0/242.2.2.24.4.0.0/163.3.3.3組播：組地址->下一跳？在R4上會(huì)出現(xiàn)一個(gè)組地址有兩個(gè)下一跳？組播源R1R2R3R5R4R650組播路由協(xié)議組播路由器的組播轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)是怎么樣的呢？組播源R1組播路由協(xié)議組播轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)的形式組播轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)可以簡(jiǎn)單地理解為{S，G，入口，出口集合},S代表組播源地址，G代表組播組地址，入口代表離組播源最近的接口（RPF檢查通過(guò)的接口）,出口集合代表經(jīng)過(guò)PIM協(xié)議計(jì)算后沒(méi)有被修剪掉的所有接口集合。R1R2R3R4E0E0E0S1S2S2S1E0E1S1S2S，G，E0，{S1,S2}S，G，S1，{E0}S，G，S1，{E0}S，G，E0，{E1}51組播路由協(xié)議組播轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)的形式R1R2R3R4E0E0E0SPIMDM配置啟動(dòng)組播路由Ruijie(config)#ipmulticast-routing在各個(gè)接口上啟動(dòng)PIM-DMRuijie(config-if)#ippimdense-mode查看組播路由表Showipmroute查看PIM-DM鄰居Showipdense-modeneighbor52PIMDM配置啟動(dòng)組播路由52組播路由協(xié)議PIM-SMPIM-SM用于指導(dǎo)路由器如何將組播數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)接薪M播接收需求的地方。PIM-SM使用一種拉（pull）模式來(lái)傳送組播數(shù)據(jù)包。只有包含活動(dòng)接收者，并且接收者直接發(fā)送數(shù)據(jù)接收請(qǐng)求的網(wǎng)段才會(huì)收到數(shù)據(jù)。53組播路由協(xié)議PIM-SM53組播路由協(xié)議PIM-SM工作過(guò)程PIM-SM與PIM-DM不同，采用的是一種共享樹的機(jī)制。PIM-SM引入了一個(gè)非常重要的概念，RP（RendezousPoint），匯聚點(diǎn)。RP的作用：所有的組播源在發(fā)送組播數(shù)據(jù)時(shí)，與組播源相連的第一跳路由器都會(huì)把組播數(shù)據(jù)發(fā)送給RP，然后再由RP把組播數(shù)據(jù)發(fā)送給有接收需求的路由器。54組播路由協(xié)議PIM-SM工作過(guò)程54組播路由協(xié)議PIM-SM工作過(guò)程組播源到RPR2R1R3R4R5RP組播源檢測(cè)到組播報(bào)文，查找組播組G對(duì)應(yīng)的RP的IP地址組播組G將收到的組播報(bào)文封裝在單播報(bào)文中，目的地址為RP的IP地址根據(jù)單播路由表，將注冊(cè)報(bào)文發(fā)給RP注冊(cè)報(bào)文55組播路由協(xié)議PIM-SM工作過(guò)程R2R1R3R4R5RP組播組播路由協(xié)議PIM-SM工作過(guò)程RP在收到單播注冊(cè)報(bào)文后會(huì)做哪些動(dòng)作呢？當(dāng)RP上沒(méi)有存在關(guān)于（*，G）的轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)，它將向R6返回一個(gè)注冊(cè)暫停報(bào)文，以通知R6不要再將組播報(bào)文封裝在單播報(bào)文中發(fā)送，并且也不會(huì)建立到組播源的SPTR2R1R3R4R5RP注冊(cè)報(bào)文注冊(cè)報(bào)文注冊(cè)暫停組播源R6組播組G注冊(cè)暫停56組播路由協(xié)議PIM-SM工作過(guò)程R2R1R3R4R5RP注冊(cè)組播路由協(xié)議PIM-SM工作過(guò)程RP在收到單播注冊(cè)報(bào)文后會(huì)做哪些動(dòng)作呢？當(dāng)RP上存在（*，G）的轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)，RP將解封裝單播報(bào)文，并將組播報(bào)文從(*，G)的轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)的出口集合中發(fā)送出去。向R6發(fā)送PIM保留信息，以終止R6繼續(xù)發(fā)送單播注冊(cè)報(bào)文。同時(shí)RP還會(huì)向源的方向發(fā)送一條（S,G）的加入消息，形成與組播源之間的SPT，按照這個(gè)SPT從組播源接收組播數(shù)據(jù)。R2R1R3R4R5RP組播源注冊(cè)報(bào)文注冊(cè)報(bào)文加入信息R6組播組G保留信息保留信息加入信息57組播路由協(xié)議PIM-SM工作過(guò)程R2R1R3R4R5RP組播組播路由協(xié)議PIM-SM工作過(guò)程接收者到RPR2R1R3R4R5RP組播源組播組G接收者創(chuàng)建(*,G)的轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)，并將收到MembershipReport的接口加到出口集合中,向RP方向發(fā)出加入報(bào)文創(chuàng)建(*,G)的轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)，并將收到(*,G)加入報(bào)文的接口加到出口集合中,將組播組G的數(shù)據(jù)從出口集合中發(fā)送出去組播組G創(chuàng)建(*,G)的轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng),將收到(*,G)加入報(bào)文的接口加到出口集合中,向RP方向發(fā)送加入(*,G)報(bào)文58組播路由協(xié)議PIM-SM工作過(guò)程R2R1R3R4R5RP組播組播路由協(xié)議PIM-SM工作過(guò)程完整的PIM-SM過(guò)程R2R1R3R4R5RP組播組G接收者創(chuàng)建(*,G)的轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)，并將收到MembershipReport的接口加到出口集合中,向RP方向發(fā)出加入(*,G)報(bào)文創(chuàng)建(*,G)的轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)，并將收到加入報(bào)文的接口加到出口集合中,將組播組G的數(shù)據(jù)從出口集合中發(fā)送出去,如果沒(méi)有組播組G的數(shù)據(jù),需等待組播源的注冊(cè).組播組G組播源R6組播組G注冊(cè)報(bào)文保留信息加入信息保留信息注冊(cè)報(bào)文加入信息注冊(cè)暫停注冊(cè)暫停檢測(cè)到組播報(bào)文，查找組播組G對(duì)應(yīng)的RP的IP地址將收到的組播報(bào)文封裝在單播報(bào)文中，目的地址為RP的IP地址根據(jù)單播路由表，將注冊(cè)報(bào)文發(fā)給RP不存在關(guān)于(*,G)的表項(xiàng)存在(*,G)的表項(xiàng),向組播源方向發(fā)送注冊(cè)保留信息,并向組播源發(fā)送加入消息創(chuàng)建(*,G)的轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng),將收到(*,G)加入報(bào)文的接口加到出口集合中,向RP方向發(fā)送加入(*,G)報(bào)文59組播路由協(xié)議PIM-SM工作過(guò)程R2R1R3R4R5RP組播組播路由協(xié)議PIM-SM工作過(guò)程剪枝R2R1R3R4R5RP接收者組播源R6組播組G組播組G組播組G不想接收GLeave將收到leave報(bào)文的接口從(*,G)的轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)中的出口集合中刪除,發(fā)現(xiàn)(*,G)的轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)中的出口集合為空,于是向RP方向發(fā)送一個(gè)剪枝消息,將自己從共享樹上修剪剪枝消息剪枝消息將收到剪枝消息的接口從(*,G)中刪除,發(fā)現(xiàn)(*,G)的轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)中的出口集合為空.向G的組播源發(fā)送剪枝消息.剪枝消息剪枝消息將收到剪枝的接口從(*,G)的轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)中的出口集合中刪除,發(fā)現(xiàn)(*,G)的轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)中的出口集合為空,于是向RP方向發(fā)送一個(gè)剪枝消息,將自己從共享樹上修剪60組播路由協(xié)議PIM-SM工作過(guò)程R2R1R3R4R5RP接收組播路由協(xié)議PIM-SM工作過(guò)程剪枝R2R1R3R4R5RP接收者組播源R6組播組G組播組G組播組G不想接收GLeave將收到leave報(bào)文的接口從(*,G)的轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)中的出口集合中刪除,發(fā)現(xiàn)(*,G)的轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)中的出口集合為空,于是向RP方向發(fā)送一個(gè)剪枝消息,將自己從共享樹上修剪剪枝消息接收者將收到剪枝消息的接口從(*,G)的轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)中的出口集合中刪除,發(fā)現(xiàn)(*,G)的轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)中的出口集合不為空，于是不向RP方向發(fā)送剪枝消息61組播路由協(xié)議PIM-SM工作過(guò)程R2R1R3R4R5RP接收組播路由協(xié)議共享樹PIM-SM形成的組播轉(zhuǎn)發(fā)表通常被成為共享樹結(jié)構(gòu).共享樹的根為RP,RP與組播源形成一個(gè)獨(dú)立的SPT,網(wǎng)絡(luò)中的所有組播組接收者都以RP為樹根,接收各自的組播數(shù)據(jù),形成一棵共享樹.RPG組播源S…RP到G組播源S的SPTG接收者1G組播接收者1-n都以RP為根G接收者n不同的組播組可以對(duì)應(yīng)不同的RP62組播路由協(xié)議共享樹RPG組播源S…RP到G組播源S的SPTG組播路由協(xié)議共享樹共享樹的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì):優(yōu)勢(shì):每個(gè)路由器上需要保存的狀態(tài)數(shù)最少.劣勢(shì):每個(gè)組播接收者到組播源的路徑可能不是最優(yōu)的.在組播設(shè)計(jì)時(shí),如果選擇PIM-SM作為組播路由協(xié)議的話,那么RP的性能以及位置將成為重要的考慮因素.63組播路由協(xié)議共享樹63組播路由協(xié)議共享樹到SPT的切換設(shè)定一個(gè)閥值,當(dāng)接收到的組播流量超過(guò)這個(gè)閥值時(shí),路由器會(huì)向源發(fā)送一個(gè)(S,G)的加入消息,以便要加入這個(gè)源的SPT中.R2R1R3R4R5RP接收者組播源R6組播組G組播組G組播組G接收到的組播流量超過(guò)設(shè)定的閥值,向G的源S發(fā)送(S,G)的加入消息以建立SPTR4檢測(cè)到SPT和共享樹在此分離,于是向RP方向發(fā)送剪枝消息,將自己從共享樹中修剪掉,創(chuàng)建(S,G)轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng),向組播源方向發(fā)送加入消息剪枝消息將收到剪枝消息的接口從(*,G)的出口集合中刪除掉64組播路由協(xié)議共享樹到SPT的切換R2R1R3R4R5RP接收組播路由協(xié)議RP的產(chǎn)生通過(guò)靜態(tài)指定必須在所有的路由器上明確指定RP的地址容易存在單點(diǎn)故障,一旦配置的RP失效,組播將不可用BSR動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)65組播路由協(xié)議RP的產(chǎn)生65組播路由協(xié)議BSR:BootStrapRouterBSR是RP的管理者，由BSR來(lái)收集和發(fā)布整個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的RP信息。多個(gè)候選BSR（CandidateBootstrapRouter，C-BSR）通過(guò)自舉報(bào)文（BootstrapMessage）選舉產(chǎn)生唯一公認(rèn)的BSR。BSR周期性的向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送BSR信息,以便所有候選RP知道BSR的存在所有侯選RP將自己的信息單播給BSR.BSR定期發(fā)送包含所有候選RP信息的bootstrap報(bào)文給所有路由器.所有的路由器根據(jù)相同的HASH算法在本地算出一個(gè)RP.66組播路由協(xié)議BSR:BootStrapRouter66PIMSM配置啟動(dòng)組播路由Ruijie(config)#ipmulticast-routing在各個(gè)接口上啟動(dòng)PIM-SMRuijie(config-if)#ippimsparse-mode配置靜態(tài)RPRuijie(config)#ippimrp-addressrp-address查看組播路由表Showipmroute查看PIM-DM鄰居Showipsparse-modeneighbor67PIMSM配置啟動(dòng)組播路由67提綱組播綜述IGMP工作原理IGMPSnooping工作原理組播路由協(xié)議組播在實(shí)際工程中的應(yīng)用68提綱組播綜述68組播在實(shí)際工程中的應(yīng)用園區(qū)網(wǎng)組播設(shè)計(jì)原則:如果需要接收組播的子網(wǎng)很多,分布密集,并且園區(qū)網(wǎng)帶寬資源充足,那么采取的組播路由協(xié)議多為PIM-DM,反之可考慮PIM-SM二層組播設(shè)計(jì)多采用IGMPSnoopingIVGL模式69組播在實(shí)際工程中的應(yīng)用園區(qū)網(wǎng)組播設(shè)計(jì)原則:69組播在實(shí)際工程中的應(yīng)用組播設(shè)計(jì)示例SW1SW2SW3SW4312vlan10vlan20212211vlan100PIM-DM應(yīng)用范圍IGMPSnooping應(yīng)用范圍70組播在實(shí)際工程中的應(yīng)用組播設(shè)計(jì)示例SW1SW2SW3SW43組播在實(shí)際工程中的應(yīng)用組播設(shè)計(jì)示例SW3312vlan10vlan201.配置IGMPSnoopingSVGL2.配置路由連接口3.修改上聯(lián)Trunk口的nativevlanipigmpprofile1denyipigmpsnoopingsvglvlan10ipigmpsnoopingsvglprofile1ipigmpsnoopingsvglipigmpsnoopingvlan10mrouterinterfacefastEthernet0/3interfacefastEthernet0/3switchportmodetrunkswitchporttrunknativevlan1071組播在實(shí)際工程中的應(yīng)用組播設(shè)計(jì)示例SW3312vlan10組播在實(shí)際工程中的應(yīng)用組播設(shè)計(jì)示例SW1SW222111.修改下聯(lián)Trunk口的nativevlan2.在SVGL指定VLAN的三層網(wǎng)關(guān)上啟用PIM3.在與SW2互連的三層接口上起用PIMinterfaceFastEthernet0/2switchportmodetrunkswitchporttrunknativevlan10interfaceVlan10ipaddress192.168.10.1255.255.255.0ippiminterfaceFastEthernet0/1noswitchportipaddress1.1.1.1255.255.255.252ippim4.開啟組播路由功能ipmulticast-routing72組播在實(shí)際工程中的應(yīng)用組播設(shè)計(jì)示例SW1SW222111.修組播在實(shí)際工程中的應(yīng)用組播設(shè)計(jì)示例SW1SW222111.修改下聯(lián)Trunk口的nativevlan2.在SVGL指定VLAN的三層網(wǎng)關(guān)上啟用PIMinterfaceFastEthernet0/2switchportmodetrunkswitchporttrunknativevlan100interfaceVlan100ipaddress192.168.100.1255.255.255.0ippiminterfaceFastEthernet0/1noswitchportipaddress1.1.1.2255.255.255.252ippimipmulticast-routing4.開啟組播路由功能3.在與SW2互連的三層接口上起用PIM73組播在實(shí)際工程中的應(yīng)用組播設(shè)計(jì)示例SW1SW222111.修組播在實(shí)際工程中的應(yīng)用組播設(shè)計(jì)示例SW421vlan1001.配置IGMPSnoopingSVGL2.配置路由連接口3.修改上聯(lián)Trunk口的nativevlanipigmpprofile1denyipigmpsnoopingsvglvlan100ipigmpsnoopingsvglprofile1ipigmpsnoopingsvglipigmpsnoopingvlan100mrouterinterfacefastEthernet0/2interfacefastEthernet0/2switchportmodetrunkswitchporttrunknativevlan10074組播在實(shí)際工程中的應(yīng)用組播設(shè)計(jì)示例SW421vlan100組播在實(shí)際工程中的應(yīng)用組播設(shè)計(jì)示例SW1SW2SW3SW4312vlan10vlan20212211vlan10075組播在實(shí)際工程中的應(yīng)用組播設(shè)計(jì)示例SW1SW2SW3SW43回顧組播綜述IGMP工作原理IGMPSnooping工作原理組播路由協(xié)議組播在實(shí)際工程中的應(yīng)用76回顧組播綜述76謝謝大家！77謝謝大家！77銳捷網(wǎng)絡(luò)技術(shù)培訓(xùn)系列課程-（中級(jí)）組播協(xié)議原理與應(yīng)用技術(shù)培訓(xùn)中心

高志巖78銳捷網(wǎng)絡(luò)技術(shù)培訓(xùn)系列課程-（中級(jí)）組播協(xié)議原理與應(yīng)用1前言

本PPT主要介紹了組播協(xié)議原理和實(shí)際應(yīng)用，適用于對(duì)組播協(xié)議有一定了解的工程師和網(wǎng)絡(luò)維護(hù)人員。79前言2課程目標(biāo)通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，您可以掌握如下知識(shí)點(diǎn)：組播相關(guān)概念I(lǐng)GMP以及IGMPSnooping工作原理組播路由協(xié)議組播在實(shí)際工程中的應(yīng)用80課程目標(biāo)通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，您可以掌握如下知識(shí)點(diǎn)：3提綱組播綜述IGMP工作原理IGMPSnooping工作原理組播路由協(xié)議組播在實(shí)際工程中的應(yīng)用81提綱組播綜述4組播綜述組播定義:與廣播和單播的區(qū)別服務(wù)器主機(jī)單播廣播組播82組播綜述組播定義:與廣播和單播的區(qū)別服務(wù)器主機(jī)單播廣播組播5組播綜述為什么需要組播?隨著數(shù)據(jù)通訊技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)通訊業(yè)務(wù)已不能滿足人們對(duì)信息的需求。視頻點(diǎn)播，網(wǎng)絡(luò)電視，視頻會(huì)議等點(diǎn)到多點(diǎn)業(yè)務(wù)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用起來(lái)。解決點(diǎn)到多點(diǎn)的通信,可以通過(guò)單播和組播方式來(lái)實(shí)現(xiàn).83組播綜述為什么需要組播?6組播綜述單播方式與組播方式的對(duì)比單播方式組播方式84組播綜述單播方式與組播方式的對(duì)比單播方式組播方式7組播綜述組播的優(yōu)勢(shì):單播可以通過(guò)建立多個(gè)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的連接來(lái)達(dá)到點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的傳輸。這種方式將在源點(diǎn)(服務(wù)器)與各個(gè)接收點(diǎn)建立連接，從服務(wù)器開始，就將有多份數(shù)據(jù)流分別流向分散的接收點(diǎn)。這種方式將加重服務(wù)器的負(fù)荷，增大對(duì)服務(wù)器性能的要求；同時(shí)還在網(wǎng)絡(luò)中造成大流量，從而增加網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)擁塞。組播則不然，發(fā)送方僅發(fā)一份數(shù)據(jù)包，此后數(shù)據(jù)包只是在需要復(fù)制分發(fā)的地方才會(huì)被復(fù)制分發(fā)，每一個(gè)網(wǎng)段中都將保持只有一份數(shù)據(jù)流。這樣就可以減輕服務(wù)器的負(fù)擔(dān)，節(jié)省網(wǎng)絡(luò)帶寬。85組播綜述組播的優(yōu)勢(shì):8組播綜述組播組件組播源：以組播地址為目的地址發(fā)送報(bào)文組播接收者：能接受組播數(shù)據(jù)同一個(gè)組中可能有多個(gè)組播成員，具有相同的組播地址組成員可以動(dòng)態(tài)加入或者離開組組播設(shè)備：能支持組播數(shù)據(jù)分發(fā)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備運(yùn)行組播協(xié)議86組播綜述組播組件9組播綜述組播協(xié)議體系結(jié)構(gòu)組播協(xié)議分為主機(jī)-路由器之間的組成員關(guān)系協(xié)議和路由器-路由器之間的組播路由協(xié)議.組成員關(guān)系協(xié)議包括IGMP(Internet組管理協(xié)議).組播路由協(xié)議分為域內(nèi)組播路由協(xié)議及域間組播路由協(xié)議.域內(nèi)組播路由協(xié)議主要有PIM-DM,PIM-SM等協(xié)議.87組播綜述組播協(xié)議體系結(jié)構(gòu)10組播綜述組播IP地址:組播地址范圍224.0.0.0-239.255.255.255保留組播地址224.0.0.0-224.0.0.255本地管理組播地址239.0.0.0-239.255.255.255用戶組播地址224.0.1.0-238.255.255.255組播MAC地址:以太網(wǎng):01-00-5e-xx-xx-xx88組播綜述組播IP地址:11組播綜述常見保留組播IP地址地址含義224.0.0.1Allhost224.0.0.2Allrouter224.0.0.4AllDVMRProuter224.0.0.5AllOSPFrouter224.0.0.6AllOSPFDR(DesignatedRouter)224.0.0.9AllRIPv2router224.0.0.10AllEIGRProuter224.0.1.1NTP224.0.0.13AllPIMrouter224.0.0.18VRRP89組播綜述常見保留組播IP地址地址含義224.0.0.1All組播綜述IP地址到MAC地址的映射例如,組播IP地址224.10.10.10就映射為組播MAC地址01-00-5e-0a-0a-0a11100000000100000000010111100IP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(wǎng)/FDDI）此5位地址不作映射，因此32個(gè)IP組播地址映射成一個(gè)MAC地址90組播綜述IP地址到MAC地址的映射1110000000010提綱組播綜述IGMP工作原理IGMPSnooping工作原理組播路由協(xié)議組播在實(shí)際工程中的應(yīng)用91提綱組播綜述14IGMP工作原理為什么需要IGMP?組播服務(wù)器與需要接收組播信息的主機(jī)在同一個(gè)子網(wǎng)內(nèi)服務(wù)器主機(jī)只要主機(jī)開啟了組播流接收程序,都可以收到組播數(shù)據(jù)主機(jī)92IGMP工作原理為什么需要IGMP?服務(wù)器主機(jī)只要主機(jī)開啟了IGMP工作原理為什么需要IGMP?組播服務(wù)器與需要接收組播信息的主機(jī)不在同一個(gè)子網(wǎng)內(nèi)服務(wù)器主機(jī)主機(jī)路由器收到服務(wù)器發(fā)送的組播報(bào)文,將其隔離在服務(wù)器所在的子網(wǎng)內(nèi)需要接收組播數(shù)據(jù)的主機(jī)無(wú)法接收到組播數(shù)據(jù)需要一種機(jī)制,能夠讓路由器將組播數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到有接收需求的主機(jī)所在的子網(wǎng)93IGMP工作原理為什么需要IGMP?服務(wù)器主機(jī)主機(jī)路由器收到IGMP工作原理IGMP定義IGMP:Internet組管理協(xié)議用于主機(jī)與路由器之間交互信息的一種協(xié)議主機(jī)動(dòng)態(tài)加入/離開組路由器組成員關(guān)系的維護(hù)所有要加入組播組的主機(jī)和所有連接到有組播主機(jī)的子網(wǎng)中的路由器都必須使用IGMPIGMP消息不能被路由器轉(zhuǎn)發(fā)，只能限制在本地網(wǎng)段內(nèi)部。IGMP的TTL參數(shù)永遠(yuǎn)是1，保證了IGMP的使用范圍。IGMP的版本目前有V1/V2/V3三種。94IGMP工作原理IGMP定義17IGMP工作原理IGMP報(bào)文分類(以IGMPv2為例):主機(jī)使用的IGMP報(bào)文:MembershipReportLeaveGroup路由器使用的IGMP報(bào)文:GeneralQueryGroup-SpecificQuery95IGMP工作原理IGMP報(bào)文分類(以IGMPv2為例):18IGMP工作原理MembershipReportMembershipReport用于指示一臺(tái)主機(jī)希望加入一個(gè)組播組當(dāng)主機(jī)首次加入到一個(gè)組時(shí)，它會(huì)主動(dòng)向組發(fā)送MembershipReport。MembershipReport還用來(lái)響應(yīng)本地路由器發(fā)出的GeneralQuery和Group-SpecificQuery消息MembershipReport組播數(shù)據(jù)主機(jī)主機(jī)GeneralQueryGengralQueryGeneralQueryMembershipReport96IGMP工作原理MembershipReportMembeIGMP工作原理LeaveGroup當(dāng)主機(jī)退出一個(gè)組時(shí)，它用LeaveGroup消息通知本地的路由器。這個(gè)消息包含有退出的組的地址，但與MembershipReport消息不同的是，Leavegroup消息是發(fā)向“子網(wǎng)中的所有路由器”地址224.0.0.2的,而MembershipReport是發(fā)向想要加入的組播組地址。主機(jī)主機(jī)不再需要接收組播數(shù)據(jù)LeaveGroup停止向該子網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)組播數(shù)據(jù)97IGMP工作原理LeaveGroup主機(jī)主機(jī)不再需要接收組IGMP工作原理GeneralQuery路由器通過(guò)GeneralQuery消息向與其連接的所有子網(wǎng)進(jìn)行輪詢來(lái)發(fā)現(xiàn)是否有組員存在，并在子網(wǎng)中沒(méi)有組員時(shí)檢測(cè)到這一情況GeneralQuery消息被發(fā)向“子網(wǎng)中的所有主機(jī)”224.0.0.1這個(gè)地址，而且不涉及任何一個(gè)具體組播組.主機(jī)主機(jī)如果一臺(tái)組播路由器在3次查詢的時(shí)間間隔里沒(méi)有收到一個(gè)特定子網(wǎng)的MembershipReport消息，那么這個(gè)路由器將宣布這個(gè)子網(wǎng)中沒(méi)有組員,不再向這個(gè)子網(wǎng)發(fā)送組播數(shù)據(jù)。GeneralGuery沒(méi)有響應(yīng)沒(méi)有響應(yīng)一定時(shí)間內(nèi)仍無(wú)人響應(yīng),則不再像該子網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)組播數(shù)據(jù)98IGMP工作原理GeneralQuery主機(jī)主機(jī)如果一臺(tái)組IGMP工作原理Group-SpecificQuery路由器的Group-SpecificQuery消息是根據(jù)主機(jī)發(fā)出的LeaveGroup消息而發(fā)出的，當(dāng)路由器收到LeaveGroup消息時(shí)，必須判斷子網(wǎng)中是否仍有組員存在。目的地址為該發(fā)出LeaveGroup的主機(jī)所在組的組地址。不需要接收組播數(shù)據(jù)LeaveGroupGroup-SpecificQuery還需要接收Membershipreport仍然向該子網(wǎng)發(fā)送組播數(shù)據(jù)99IGMP工作原理Group-SpecificQuery不需IGMP工作原理報(bào)告抑制MembershipReport想加入224.5.5.5也想加入224.5.5.5收到了關(guān)于224.5.5.5的Report,知道子網(wǎng)中還有主機(jī)希望加入224.5.5.5于是抑制了關(guān)于224.5.5.5的MembershipReport的發(fā)送100IGMP工作原理報(bào)告抑制MembershipReport也IGMP工作原理報(bào)告抑制GeneralGueryMembershipReport還需要接收224.5.5.5組播數(shù)據(jù)還需要接收224.5.5.5組播數(shù)據(jù)收到了關(guān)于224.5.5.5的report抑制了224.5.5.5的MembershipReport的發(fā)送101IGMP工作原理報(bào)告抑制GeneralGueryMembeIGMP工作原理查詢路由器選舉當(dāng)子網(wǎng)中有多個(gè)路由器時(shí)，選舉查詢者的規(guī)則就十分簡(jiǎn)單：有較小的IP地址的路由器成為查詢者。所有子網(wǎng)中現(xiàn)有的路由器在收到新路由器的GeneralQuery消息后，就檢查源地址。如果它的IP地址的值更小，則會(huì)繼續(xù)發(fā)送查詢。當(dāng)新的路由器收到其中一個(gè)查詢，并發(fā)現(xiàn)這臺(tái)路由器有較小的IP地址時(shí)，它就變成非查詢者。非查詢者將旁聽整個(gè)IGMP過(guò)程。所有非查詢路由器啟動(dòng)一個(gè)查詢計(jì)時(shí)器，無(wú)論何時(shí)只要收到來(lái)自IGMP的GeneralQuery消息，計(jì)時(shí)器被復(fù)位。默認(rèn)的計(jì)時(shí)器持續(xù)時(shí)間是查詢間隔的兩倍。如果查詢計(jì)時(shí)器滿，就認(rèn)為IGMP查詢有問(wèn)題，選擇查詢者過(guò)程重新開始。102IGMP工作原理查詢路由器選舉25IGMP工作原理IGMPv3簡(jiǎn)介在IGMPv3中主要增加了Group-and-Source-SpecificQuery,它能允許一個(gè)組不僅用組地址進(jìn)行識(shí)別，而且也能被源地址識(shí)別。當(dāng)一個(gè)組有多個(gè)源時(shí)，IGMPv3路由器可以根據(jù)組員的請(qǐng)求對(duì)源進(jìn)行過(guò)濾。103IGMP工作原理IGMPv3簡(jiǎn)介26IGMP配置路由器接口啟用了pim就激活了IGMPRouter(config–if）#ippimdense-mode/sparsemode缺省為版本2如果下聯(lián)設(shè)備不支持igmp，則手工加入特定的組Router(config–if）#

ipigmpjoin-group組地址限制主機(jī)只能加入特定的組Access-listacl號(hào)permitX.X.X.XRouter(config–if）#IPigmpaccess-groupacl號(hào)查看直連子網(wǎng)中組成員信息Showipigmpgroups/interfacedetails104IGMP配置路由器接口啟用了pim就激活了IGMP27提綱組播綜述IGMP工作原理IGMPSnooping工作原理組播路由協(xié)議組播在實(shí)際工程中的應(yīng)用105提綱組播綜述28IGMPSnooping工作原理為什么需要IGMPSnooping?發(fā)送224.5.5.5的MembershipReport開始向該子網(wǎng)發(fā)送224.5.5.5的組播數(shù)據(jù)并不需要接收224.5.5.5的組播數(shù)據(jù)需要接收224.5.5.5的組播數(shù)據(jù)需要一個(gè)機(jī)制,讓二層交換機(jī)只把組播數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給需要接收組播的主機(jī).浪費(fèi)了帶寬106IGMPSnooping工作原理為什么需要IGMPSnoIGMPSnooping工作原理IGMPSnooping的作用:IGMPSnooping能使二層交換機(jī)將組播數(shù)據(jù)只朝需要接收的用戶所在的端口轉(zhuǎn)發(fā)，從而不會(huì)影響到其它的用戶。發(fā)送224.5.5.5的MembershipReport開始向該子網(wǎng)發(fā)送224.5.5.5的組播數(shù)據(jù)并不需要接收224.5.5.5的組播數(shù)據(jù)需要接收224.5.5.5的組播數(shù)據(jù)107IGMPSnooping工作原理IGMPSnoopingIGMPSnooping工作原理IGMPSnooping的工作過(guò)程:發(fā)送224.5.5.5的MembershipReport開始向該子網(wǎng)發(fā)送224.5.5.5的組播數(shù)據(jù)需要接收224.5.5.5的組播數(shù)據(jù)根據(jù)收到的224.5.5.5的MembershipReport,生成組播MAC地址表.MAC端口01-00-5e-05-05-051108IGMPSnooping工作原理IGMPSnoopingIGMPSnooping工作原理IGMPSnooping的工作過(guò)程:MAC端口發(fā)送224.5.5.5的LeaveGroup向該子網(wǎng)發(fā)送224.5.5.5的組播數(shù)據(jù)不需要接收224.5.5.5的組播數(shù)據(jù)01-00-5e-05-05-051停止向該子網(wǎng)發(fā)送224.5.5.5的組播數(shù)據(jù)109IGMPSnooping工作原理IGMPSnoopingIGMPSnooping工作原理消息報(bào)告抑制問(wèn)題如果主機(jī)收到了其他主機(jī)發(fā)出的MembershipReport后,就抑制了自己的MembershipReport的發(fā)送,這樣的話就會(huì)造成交換機(jī)的組播MAC地址表里不會(huì)出現(xiàn)關(guān)于該主機(jī)所在的端口的轉(zhuǎn)發(fā)信息.在開啟IGMPSnooping之后,交換機(jī)的CPU在收到MembershipReport時(shí),不會(huì)將Report報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)到其他接口,這樣其他主機(jī)就無(wú)法收到其他主機(jī)發(fā)出的MembershipReport報(bào)文,不會(huì)產(chǎn)生消息報(bào)告抑制現(xiàn)象,從而保證交換機(jī)組播MAC地址表的完整.MembershipReport抑制了MembershipReport的發(fā)送無(wú)法將相應(yīng)端口添加到組播MAC表中110IGMPSnooping工作原理消息報(bào)告抑制問(wèn)題MembeIGMPSnooping工作原理取消消息抑制報(bào)告帶來(lái)的問(wèn)題如果存在組播路由器,但是由于IGMPSnooping抑制了消息報(bào)告,那么MembershipReport報(bào)文將無(wú)法發(fā)送到組播路由器,因此組播路由器將無(wú)法將組播數(shù)據(jù)發(fā)送到相應(yīng)的子網(wǎng).解決辦法:采用路由連接口,設(shè)置與路由器相連的端口為路由連接口需要接收224.5.5.5的組播數(shù)據(jù)發(fā)送224.5.5.5的MembershipReport111IGMPSnooping工作原理取消消息抑制報(bào)告帶來(lái)的問(wèn)題IGMPSnooping工作原理IGMPSnooping工作模式:IVGL:在該模式下,各VLAN間的組播流是相互獨(dú)立的.主機(jī)只能朝與自己處于同一個(gè)VLAN的路由連接口請(qǐng)求組播.SVGL:在該模式下,主機(jī)可以跨VLAN申請(qǐng)組播流.指定一個(gè)MulticastVLAN,在該VLAN收到的組播數(shù)據(jù)流可以向其他VLAN的主機(jī)轉(zhuǎn)發(fā).Vlan10Vlan20vlan10的路由連接口112IGMPSnooping工作原理IGMPSnoopingIGMPSnooping配置配置IVGL模式Ruijie(config)#ipigmpsnoopingivgl配置路由口（可選）ruijie(config)#ipigmpsnoopingvlanvlan號(hào)mrouterinterface接口號(hào)配置靜態(tài)成員口（可選）Ruijie(config)#ipigmpsnoopingvlanvlan-idstatic組播地址interface接口號(hào)配置快速離開機(jī)制（可選）Ruijie(config)#ipigmpsnoopingfast–leaveenalbe查看轉(zhuǎn)發(fā)表Ruijie#showipigmpsnoopinggda-table查看路由口Ruijie#showipigmpsnoopingmrouter113IGMPSnooping配置配置IVGL模式36提綱組播綜述IGMP工作原理IGMPSnooping工作原理組播路由協(xié)議組播在實(shí)際工程中的應(yīng)用114提綱組播綜述37組播路由協(xié)議為什么需要組播路由協(xié)議?需要接收224.5.5.5的組播數(shù)據(jù)發(fā)送著224.5.5.5的組播數(shù)據(jù)從哪里能夠得到224.5.5.5的組播數(shù)據(jù)如何能夠?qū)?24.5.5.5的組播數(shù)據(jù)發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)中有需求的地方發(fā)送224.5.5.5的MembershipReport需要一種機(jī)制,可以讓組播數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中傳輸有接收需求的地方115組播路由協(xié)議為什么需要組播路由協(xié)議?需要接收224.5.5.組播路由協(xié)議組播路由協(xié)議分類分為域內(nèi)組播路由協(xié)議及域間組播路由協(xié)議域內(nèi)的組播路由協(xié)議又分為密集模式與稀疏模式.域內(nèi)組播路由協(xié)議主要有PIM-DM,PIM-SM等協(xié)議.我們?cè)趫@區(qū)網(wǎng)中經(jīng)常使用的域內(nèi)組播路由協(xié)議為PIM-DM和PIM-SM.116組播路由協(xié)議組播路由協(xié)議分類39組播路由協(xié)議逆向路徑轉(zhuǎn)發(fā)ip:192.168.1.1發(fā)送著224.5.5.5的組播數(shù)據(jù)兩個(gè)接口都收到了目的地址為224.5.5.5,源地址為192.168.1.1的組播報(bào)文查找單播路由表,去往192.168.1.0/24的下一跳接口是S1,于是丟棄從S2收到的組播報(bào)文.R1R2R3S1S2重復(fù)的組播數(shù)據(jù)流117組播路由協(xié)議逆向路徑轉(zhuǎn)發(fā)ip:192.168.1.1發(fā)送著2組播路由協(xié)議PIMPIM(ProtocolIndependentMulticasting)獨(dú)立于單播協(xié)議,使用任意單播路由協(xié)議進(jìn)行RPF檢查.與其他的路由協(xié)議不同，PIM不在路由器之間發(fā)送和接收路由更新信息。UDP端口號(hào)：103PIM路由器組地址為：224.0.0.13PIM協(xié)議分為：PIM-DM（協(xié)議無(wú)關(guān)組播-密集模式）PIM-SM（協(xié)議無(wú)關(guān)組播-稀疏模式）118組播路由協(xié)議PIM41組播路由協(xié)議剪枝與嫁接當(dāng)組播路由器的某個(gè)接口RPF檢查失敗時(shí),該路由器會(huì)從這個(gè)接口發(fā)出一個(gè)剪接報(bào)文,以通知鄰居路由器不要再向它發(fā)送組播數(shù)據(jù).發(fā)送著224.5.5.5的組播數(shù)據(jù)R1R2R3S1S2RPF檢查失敗所連接的子網(wǎng)內(nèi)沒(méi)有接收的需求發(fā)送著224.5.5.5的組播數(shù)據(jù)剪枝消息剪枝消息119組播路由協(xié)議剪枝與嫁接發(fā)送著224.5.5.5的組播數(shù)據(jù)R1組播路由協(xié)議剪枝與嫁接嫁接報(bào)文正好與剪枝報(bào)文相反,它是用來(lái)通知上游路由器將組播報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)給自己.發(fā)送著224.5.5.5的組播數(shù)據(jù)R1R2R3S1S2S1接口down掉所連接的子網(wǎng)內(nèi)無(wú)接收的需求發(fā)送著224.5.5.5的組播數(shù)據(jù)嫁接消息所連接的子網(wǎng)內(nèi)有接收的需求嫁接消息120組播路由協(xié)議剪枝與嫁接發(fā)送著224.5.5.5的組播數(shù)據(jù)R1組播路由協(xié)議PIM-DMPIM-DM用于指導(dǎo)路由器如何將組播數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)接薪M播接收需求的地方.PIM-DM使用推（push）模式將組播數(shù)據(jù)包擴(kuò)散（flood）到網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)角落。這種推模式是一種使用蠻力將數(shù)據(jù)包傳送到接收者的方法。如果網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)子網(wǎng)都有接收者，那么這種方法是高效的。121組播路由協(xié)議PIM-DM44組播路由協(xié)議PIM-DM工作過(guò)程擴(kuò)散并剪枝組播源所連接的子網(wǎng)內(nèi)無(wú)接收的需求所連接的子網(wǎng)內(nèi)有接收的需求所連接的子網(wǎng)內(nèi)有接收的需求R1R2R3R5R4R6剪枝置為修剪狀態(tài)pruneds1s2剪枝從兩個(gè)接口都收到了組播報(bào)文,在S2上做RPF檢查失敗.122組播路由協(xié)議PIM-DM工作過(guò)程組播源所連接的子網(wǎng)內(nèi)無(wú)接收的組播路由協(xié)議PIM-DM工作過(guò)程嫁接組播源所連接的子網(wǎng)內(nèi)無(wú)接收的需求R1R2R3R5R4R6s1s2所連接的子網(wǎng)內(nèi)有接收的需求嫁接123組播路由協(xié)議PIM-DM工作過(guò)程組播源所連接的子網(wǎng)內(nèi)無(wú)接收的組播路由協(xié)議PIM-DM工作過(guò)程剪枝組播源所連接的子網(wǎng)內(nèi)有接收的需求R1R2R3R5R4R6s1s2所連接的子網(wǎng)內(nèi)有接收的需求所連接的子網(wǎng)內(nèi)有接收的需求所連接的子網(wǎng)內(nèi)無(wú)接收的需求確認(rèn)所連接子網(wǎng)內(nèi)沒(méi)有接收需求,但還有R6需要從這里接收數(shù)據(jù),因此將不發(fā)送剪枝信息給R2所連接的子網(wǎng)內(nèi)無(wú)接收的需求確認(rèn)所連接子網(wǎng)內(nèi)沒(méi)有接收需求,因此發(fā)送剪枝信息給R3,同時(shí)將相應(yīng)端口置為修剪狀態(tài)收到R5的剪枝消息,將響應(yīng)接口修剪,并確認(rèn)其他接口都沒(méi)有接收需求,因此發(fā)送剪枝消息給R1,并將相應(yīng)的接口修剪剪枝剪枝收到R3的剪枝消息,將相應(yīng)的接口修剪124組播路由協(xié)議PIM-DM工作過(guò)程組播源所連接的子網(wǎng)內(nèi)有接收的組播路由協(xié)議SPTPIM-DM采用擴(kuò)散與剪接的方式來(lái)構(gòu)建組播路由表.PIM-DM形成的組播路由表呈現(xiàn)一種樹型結(jié)構(gòu)我們通常稱這種樹型結(jié)構(gòu)為SPT(ShortestPathTree)最短路徑樹組播源R1R2R3R5R4R6R1R2R3R4R6R5組播源125組播路由協(xié)議SPT組播源R1R2R3R5R4R6R1R2R3組播路由協(xié)議SPTSPT是以組播源為根構(gòu)造的從根到所有接收者路徑都最短的分布樹。優(yōu)勢(shì):最短路徑保證轉(zhuǎn)發(fā)組播數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)時(shí)延最小劣勢(shì):路由器必須為每個(gè)組播源維護(hù)路徑信息,開銷過(guò)大.在組播設(shè)計(jì)時(shí),如果選用PIM-DM(SPT),那么組播源的數(shù)量、帶寬情況、有組播接收需求的子網(wǎng)分布情況都應(yīng)該成為設(shè)計(jì)者考慮的各種因素.126組播路由協(xié)議SPT49組播路由協(xié)議組播路由器的組播轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)是怎么樣的呢？單播：目的地址->下一跳目的地址下一跳192.168.0.0/241.1.1.1110.112.119.0/242.2.2.24.4.0.0/163.3.3.3組播：組地址->下一跳？在R4上會(huì)出現(xiàn)一個(gè)組地址有兩個(gè)下一跳？組播源R1R2R3R5R4R6127組播路由協(xié)議組播路由器的組播轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)是怎么樣的呢？組播源R1組播路由協(xié)議組播轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)的形式組播轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)可以簡(jiǎn)單地理解為{S，G，入口，出口集合},S代表組播源地址，G代表組播組地址，入口代表離組播源最近的接口（RPF檢查通過(guò)的接口）,出口集合代表經(jīng)過(guò)PIM協(xié)議計(jì)算后沒(méi)有被修剪掉的所有接口集合。R1R2R3R4E0E0E0S1S2S2S1E0E1S1S2S，G，E0，{S1,S2}S，G，S1，{E0}S，G，S1，{E0}S，G，E0，{E1}