计算机网络-基于PIM-DM+IGMP的组播实验配置

news2024/9/21 12:47:26

前面我们将IGMP协议和PIM-DM协议理论知识都学完了，现在开始进入实践，毕竟只有完成实践是最好的检验方式。IGMP是用于感知组播组成员，而PIM-DM是用于在域内构建组播分发树的的协议，本次实验使用这两项技术进行分析与实践。

一、拓扑结构

拓扑说明与一些注意事项。组播主要用于一些组播流量、IP电话、IPTV等，在ensp支持使用vlc播放器进行组播推流，因此首先需要安装vlc播放器。

VLC
VLC

然后将工具配置在ensp中，设置--工具设置--VLC选择安装完成后的软件路径。

工具设置
工具设置

拓扑：

组播实验拓扑
组播实验拓扑

这里只有一个组播源因此IGMP使用默认v2即可，AR2、3、4使用交换机连接触发断言机制，连接组播组成员的接口开启igmp，组播转发网络的接口都启用PIM DM，所有设备都在OSPF 1 的Area 0 区域，所有路由器开启组播路由功能。

二、基础网络配置

包括IP与路由互通配置，保证组播组成员与组播源能够互相ping通。

组播源设置使用MCS，设置ip地址以及组播组地址

组播源
组播源
组播组设置
组播组设置

AR1:

interface GigabitEthernet0/0/0
 ip address 10.0.1.2 255.255.255.0 
#
interface GigabitEthernet0/0/1
 ip address 10.0.2.1 255.255.255.0 
#
interface GigabitEthernet0/0/2
 ip address 10.0.3.1 255.255.255.0 
#
ospf 1 
 area 0.0.0.0 
  network 10.0.1.0 0.0.0.255 
  network 10.0.2.0 0.0.0.255 
  network 10.0.3.0 0.0.0.255

AR2:

interface GigabitEthernet0/0/0
 ip address 10.0.6.2 255.255.255.0 
#
interface GigabitEthernet0/0/1
 ip address 10.0.2.2 255.255.255.0 
#
interface GigabitEthernet0/0/2
 ip address 172.16.0.254 255.255.255.0 
#
ospf 1 
 area 0.0.0.0 
  network 10.0.2.0 0.0.0.255 
  network 10.0.6.0 0.0.0.255 
  network 172.16.0.0 0.0.0.255

AR3:

interface GigabitEthernet0/0/0
 ip address 10.0.6.3 255.255.255.0 
#
interface GigabitEthernet0/0/2
 ip address 10.0.3.3 255.255.255.0 
#
ospf 1 
 area 0.0.0.0 
  network 10.0.3.0 0.0.0.255 
  network 10.0.6.0 0.0.0.255

AR4:

interface GigabitEthernet0/0/0
 ip address 10.0.6.4 255.255.255.0 
#
interface GigabitEthernet0/0/1
 ip address 10.0.7.4 255.255.255.0 
#
interface GigabitEthernet0/0/2
 ip address 192.168.1.254 255.255.255.0 
#
ospf 1 
 area 0.0.0.0 
  network 10.0.6.0 0.0.0.255 
  network 10.0.7.0 0.0.0.255 
  network 192.168.1.0 0.0.0.255

AR5:

interface GigabitEthernet0/0/0
 ip address 10.0.7.5 255.255.255.0 
#
ospf 1 
 area 0.0.0.0 
  network 10.0.7.0 0.0.0.255

测试网络连通性：

PC连通性
PC连通性

三、组播配置

其实组播配置也不难。

  • 所有路由器开启组播路由功能
  • 组播转发网络接口开启PIM DM
  • 连接组播组成员的接口开启igmp enable

这里先把配置配上，然后组播源再开始播放视频推流进行抓包查看现象。

# AR1
multicast routing-enable            # 全局开启组播路由功能
#
interface GigabitEthernet0/0/0
 ip address 10.0.1.2 255.255.255.0 
 pim dm                             # 启用PIM DM模式
#
interface GigabitEthernet0/0/1
 ip address 10.0.2.1 255.255.255.0 
 pim dm
#
interface GigabitEthernet0/0/2
 ip address 10.0.3.1 255.255.255.0 
 pim dm
 
# AR2
multicast routing-enable            # 全局开启组播路由功能
#
interface GigabitEthernet0/0/0
 ip address 10.0.6.2 255.255.255.0 
 pim dm
#
interface GigabitEthernet0/0/1
 ip address 10.0.2.2 255.255.255.0 
 pim dm
#
interface GigabitEthernet0/0/2
 ip address 172.16.0.254 255.255.255.0 
 igmp enable                          # 开启igmp功能，默认为igmp v2


# AR3
multicast routing-enable            # 全局开启组播路由功能
#
interface GigabitEthernet0/0/0
 ip address 10.0.6.3 255.255.255.0 
 pim dm
#
interface GigabitEthernet0/0/2
 ip address 10.0.3.3 255.255.255.0 
 pim dm
 
# AR4
multicast routing-enable            # 全局开启组播路由功能
#
interface GigabitEthernet0/0/0
 ip address 10.0.6.4 255.255.255.0 
 pim dm
#
interface GigabitEthernet0/0/1
 ip address 10.0.7.4 255.255.255.0 
 pim dm
#
interface GigabitEthernet0/0/2
 ip address 192.168.1.254 255.255.255.0 
 igmp enable


# AR5
multicast routing-enable            # 全局开启组播路由功能
#
interface GigabitEthernet0/0/0
 ip address 10.0.7.5 255.255.255.0 
 pim dm

配置完成后暂时是没有什么表项和现象的，因为组播源没有开启播放，没有组播流量触发全网泛洪，组播组成员没有加组无法形成igmp组表项和igmp路由表项。

四、开启组播功能

可以在下面的接口开启抓包观察下现象。 开启抓包

首先可以观察到连接组播组成员的接口发送的普遍组查询报文，每隔60s左右发送一次，向下行接口发往224.0.0.1.

igmpv2查询报文
igmpv2查询报文
报文详情
报文详情

组播源配置：设置完成路径和组播组ip，点击一下组播组MAC地址自动生成，最后点击运行。

组播源设置
组播源设置
播放视频
播放视频
报文
报文

通过抓包查看到组播源向组播组224.1.1.1通过UDP推送流量。

在AR2的G0/0/0口查看到了断言报文以及状态刷新报文，通过查看发现AR2和AR3都发送了断言报文，但是由于AR3的IP地址优先，因此AR3下行接口作为winner发送状态刷新报文。

AR2抓包
AR2抓包

组播组成员加组：

PC加组
PC加组
成功接收到组播流量
成功接收到组播流量

通过抓包查看到组播组成员发送的组成员关系报告，需要加入源为10.0.1.1的组播组224.1.1.1.

报文1
报文1
报文详情
报文详情

AR4查看igmp组表项和igmp路由表项。

AR4查看表项
AR4查看表项
组播路由表
组播路由表
组播实现
组播实现

这里还有一个剪枝报文的前面没有抓包到，算了。由于组播转发网络开启PIM DM，每个路由器都会维护PIM路由表项即使不转发组播流量，然后从第一跳组播路由器会定期发送状态刷新报文全网泛洪。

组播分发树SPT：

最终SPT
最终SPT

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