目录
1.PIM-SM(ASM)简介
2.PIM-SM(ASM)工作原理
2.1 什么是DR?
2.2 什么是RP?
2.2.1 静态RP
2.2.2 动态RP
2.3 组播源注册和RPT建立
2.4 SPT切换
3. PIM-SM(ASM)实验
3.1 PIM-SM常用配置命令
3.2 PIM-SM(ASM)实验配置步骤
3.3 PIM-SM(ASM)实验效果
1.PIM-SM(ASM)简介
PIM-SM同时支持ASM和SSM两种模型,PIM-SM(ASM)模型应用与成员规模大和稀疏PIM网络,PIM-SM(ASM)引入了RP(汇聚点),组播源需要向RP注册才能正常转发组播数据,组播组成员加入组播组后,组成员端DR需要通过Join报文跟RP建立RPT,组播数据通过RPT进行转发。
2.PIM-SM(ASM)工作原理
2.1 什么是DR?
DR(指定路由器)是指和RP进行通信完成一些特定功能的PIM路由器,DR可以分为源端DR和组成员端DR。
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源端DR
源端DR是指和组播源在一个网段的PIM路由器,源端DR通过PIM Register报文向RP注册组播源,RP向源端DR应答PIM Register ack报文,源端DR和RP之间形成SPT树,源端DR会通过SPT转发组播源的组播数据至RP。
- 组成员端DR
组成员段DR是指和组播组成员在一个网段的PIM路由器,组成员DR发送PIM Join报文给RP,Join报文经过的PIM路由器会形成RPT树,RP通过RPT树转发组播数据至组成员DR,组成员DR转发组播数据至组播组成员。
图 1 DR简介
2.2 什么是RP?
RP简单的理解是指一个接口的IP地址。
RP是用于处理组播源注册和组播组成员加入的PIM路由器,RP相当于PIM-SM(ASM)网络的中心。
RP配置有两种方式:静态RP和动态RP。
需要注意的一点是一个组播组只能对应一个RP。
2.2.1 静态RP
静态RP需要手动配置,每台PIM路由器都得手动配置静态RP,这样整个PIM网络的PIM路由器才能知道RP具体位置。
静态RP采用static-rp命令配置,配置静态IP需要注意以下几点:
- 静态RP可以为物理接口,环回接口,虚拟接口。
- RP的IP地址必须是在整个PIM-SM(ASM)网络可以访问的IP地址,否则会出现网络异常。
静态RP的优缺点如下:
优点:
- RP 的位置是确定的,可以提高网络的可靠性。
- 静态 RP 配置简单,不需要进行选举过程,从而减少网络拥塞和延迟。
缺点:
- 静态 RP 的位置是固定的,可能会导致网络的不灵活。
- 静态 RP 配置繁琐,需要手动配置,从而增加了网络管理员的工作量。
- 静态 RP 可能会出现流量不均衡的情况,从而影响网络的性能。
图 2 静态RP原理
2.2.2 动态RP
动态RP是通过BSR(自举路由器)向整个PIM-SM网络发布的,BSR会收集整个PIM-SM网络信息,然后将收集到的PIM-SM网路信息汇总,发布给所有的C-RP(候选RP,参与RP竞选的PIM路由器),C-RP根据收到的汇总信息,计算出RP是谁,整个PIM-SM网络的PIM路由器就能知道RP的位置。
PIM-SM(ASM)角色
动态RP四个重要角色:BSR,C-BSR,RP,C-RP。
BSR:自举路由器,BSR用于收集C-RP信息,汇总后通过Bootstrap报文泛红指所有PIM路由器,
PIM路由器收到Bootstrap报文后,计算出RP是谁,确定RP位置。
C-BSR:候选BSR,C-BSR会参加BSR竞选,竞选胜利的C-BSR会成为BSR,同时C-BSR也是一种BSR的备选方案,用于在BSR失效时快速选择一个新的BSR。
RP:汇聚点,它用于转发组播数据,PIM-SM域内的所有成员都需要知道RP的地址。
C-RP:候选汇聚点,C-RP会把参与RP竞选的信息发送给BSR,由BSR汇总RP竞选信息泛洪指所有PIM路由器计算出RP。C-RP也用于在RP失效时快速选择一个新的RP。
动态RP优缺点如下:
优点:
- 可以实现动态的 RP选举,从而提高网络的灵活性和可靠性。
- 可以实现组播流的动态加入和离开,从而提高网络的可扩展性。
- 可以实现组播流的负载均衡,从而提高网络的性能。
缺点:
- 在动态 RP 选举过程中,可能会出现网络拥塞和延迟。
- 在组播流的加入和离开过程中,可能会导致数据包的丢失。
- 在负载均衡过程中,可能会出现流量不均衡的情况,从而影响网络的性能。
学习动态RP一定得清楚以下两个问题的原理:
- BSR如何产生?
- RP如何产生?
BSR选举
PIM-SM初始化时,需要手动通过c-bsr命令指定C-BSR,指定的C-BSR会参与BSR选举,选举的过程是C-BSR向全网发送Bootstrap报文,所有的PIM路由器都会收到Bootstrap报文,收到Bootstrap报文的PIM路由器会比较Bootstrap报文信息并计算出BSR,从而知道BSR位置。
图 3 BSR选举原理
RP竞选
PIM-SM网络初始化时,通过c-rp命令指定C-RP,候选RP会向BSR发送Advertisement报文,BSR收到报文后,汇总Advertisement信息,再把汇总信息通过Bootstrap报文发送给所有的PIM路由器,PIM路由器会根据汇总信息并计算出RP,从而整个网络都知道RP位置。
图 4 RP竞选原理
2.3 组播源注册和RPT建立
RPT创建通过IGMPv2组播组成员触发,最后一跳路由器收到IGMPv2报告报文后,会向RP发送PIM Join报文,最后一跳路由器到RP之间的路由器收到PIM Join报文后会建立组播路由表项,最后形成RPT树。
组播源发送组播数据给第一跳路由器,第一跳路由器通过PIM Register(注册)报文向RP注册,RP应答stop Register(停止注册)报文至第一跳路由器,第一跳路由器和RP之间形成SPT。
组播源数据SPT发送给RP,RP再RPT转发组播数据至最后一跳路由器,最后一跳路由器将组播数据转发给组播组成员。
图 5 RPT建立原理
2.4 SPT切换
SPT切换是指删除RPT采用SPT转发组播报文的过程。
当达到SRT切换的条件时(组成员端DR检测到组播报文转发速率超过阈值),组成员端DR发送Join报文至源端DR,Join报文经过的PIM路由器会生成SPT树,用于转发组播报文,组成员段DR生成组播转发路由表后,会向RP发送剪枝报文,删除组播路由下游接口表项,完成RPT剪枝,这样SPT切换完成。
SPT切换的目的是减轻RP转发组播数据的压力。
图 6 SPT切换原理
3. PIM-SM(ASM)实验
3.1 PIM-SM常用配置命令
表 1 PIM-SM常用配置命令
3.2 PIM-SM(ASM)实验配置步骤
步骤1:接口IP地址配置
步骤2:OSPF配置
步骤3:接口PIM配置
步骤4:接口IGMP配置
步骤5:RP配置,静态RP或者动态配置
步骤5:组播源配置
步骤6:主机加入组播组配置
3.3 PIM-SM(ASM)实验效果
图 7 PIM-SM(ASM)实验效果
完整实验资料下载方法:
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