华为技术培训资料-DTL210012 组播路由协议介绍.ppt

DTL210012组播路由协议介绍,ISSUE1.0,Page1,前言,IP组播协议主要有用于主机注册的组播组管理协议IGMP，和用于组播选路转发的组播路由协议。本胶片就现有常用组播路由协议做了一个简单的介绍。,Page2,目标,学习完此课程，您将会：了解组播路由协议的分类了解现有常用组播路由协议的工作过程和特点,Page3,内容介绍,第1章组播路由协议概述第2章域内组播路由协议第3章域间组播路由协议,Page4,组播路由协议概述,组播模型分类,根据IP组播中源和目的的不同，可以分为三种模型ASM（Any-SourceMulticast）SFM（Source-FilteredMulticast）SSM（Source-SpecificMulticast）,Page5,组播路由协议概述,组播协议分层体系,Page6,组播路由协议概述,组播路由协议分类,组播路由器之间运行组播路由协议，组播路由协议用于建立和维护组播路由，并正确、高效地转发组播数据包组播路由建立了一个从数据源端到多个接收端的无环数据传输路径，即构建组播分发树按照单播路由一样，组播路由也分为域内和域间两大类域内组播路由协议通过发现组播源并构建组播分发树，将信息传递到接收者DVMRP、MOSPF、PIM-DM和PIM-SM域间组播路由协议需要一种机制能发现其他组播域内的组播源解决：MSDP组播路由信息如何在自治系统之间传递解决：MBGP,Page7,组播路由协议概述,组播路由协议分类（续）,域内的组播路由协议可以分为三类：密集模式协议（DVMRP和PIM-DM）稀疏模式协议（PIM-SM）链路状态协议（MOSPF）,Page8,内容介绍,第1章组播路由协议概述第2章域内组播路由协议第3章域间组播路由协议,Page9,内容介绍,第2章域内组播路由协议第1节DVMRP第2节MOSPF第3节PIM-DM第4节PIM-SM,Page10,DVMRP,距离矢量组播路由协议DVMRP（DistanceVectorMulticastRoutingProtocol），一个较为古老，具有实验性质的协议，现在已经不常使用，也鲜有厂家设备支持是一种密集模式协议基于距离矢量算法类似于RIP最大跳数为32跳依赖协议自身发现的单播路由进行RPF检查使用特殊的毒性反转机制来创建“截断广播树”（TBT,TruncateBroadcastTree）,特点,Page11,DVMRP,使用扩散、剪枝和嫁接机制来维护组播分发树组播数据开始时沿TBT向下扩散当下游不需要该数据时对TBT枝杈进行剪枝剪枝每过一定时间超时，重新沿枝杈进行扩散为了减少新主机加入组播组的等待时间，采用嫁接机制,特点（续）,Page12,DVMRP,被广泛应用于MBONE（一个由互连的且能转发IP组播报文的Internet路由器和主机组成的小子网，实验性的组播网络）慢收敛工作机制类似RIP路由器中组播路由状态信息庞杂，到处都是(S,G)项不支持共享树最大不能超过32跳不适合于大规模的网络（扩散剪枝机制、可伸缩性差）,评价,Page13,内容介绍,第2章域内组播路由协议第1节DVMRP第2节MOSPF第3节PIM-DM第4节PIM-SM,Page14,MOSPF,对OSPF单播路由协议的扩展定义了一个新的链路状态通告（LSA），此LSA用来在整个区域内扩散组成员关系信息，MOSPF路由器以此计算接口列表并构建组播分发树此LSA包括组播组地址（链路状态ID）通告路由器ID由IP地址标识的包含本组成员的路由器接口列表与NetworkLSA类似，只有指定路由器（DR）才能生成代表组成员关系的LSA,特点,Page15,MOSPF,在所有区域的路由器数据库同步以后，每一个MOSPF路由器利用组成员LSA和NetworkLSA来构造对任何一个（S,G）对的最短路径树使用Dijkstra算法来计算最短路径数SPT，对每个（S,G）对都要单独计算,特点（续）,Page16,MOSPF,与单播路由协议相关只能在OSPF域内部署可伸缩性不好每个组播（S,G）对都要单独使用Dijkstra算法不支持共享树享有OSPF对网络拓扑变动快速响应能力因为使用链路状态路由选择方法来计算组播分布树此能力是以对路由器CPU资源的巨大消耗为代价不适合组播源很多的组播网络,评价,Page17,内容介绍,第2章域内组播路由协议第1节DVMRP第2节MOSPF第3节PIM-DM第4节PIM-SM,Page18,PIM-DM,PIM（ProtocolIndependentMulticast）称为协议无关组播为IP组播提供路由的单播路由协议可以是静态路由、RIP、OSPF、IS-IS、BGP等组播路由和单播路由协议无关，只要单播路由协议能产生路由表项即可RPF（ReversePathForwarding）称为逆向路径转发，是组播转发的一种模式借助RPF转发机制，PIM实现了在网络中传递组播信息把由支持PIM协议的组播路由器所组成的网络称为PIM组播域ASM模型目前包括PIM-DM和PIM-SM两种模式SSM模型能够借助PIM-SM的部分技术来实现,PIM概述,Page19,PIM-DM,PIM-DM（ProtocolIndependentMulticastDenseMode）称为协议独立组播密集模式，属于密集模式的组播路由协议PIM-DM假设网络中的每个子网都存在至少一个对组播源感兴趣的接收站点，因此组播数据包被扩散到网络中的所有点对没有组播数据转发的分支进行剪枝Prune操作，只保留包含接收者的分支为了使剪掉的新增组播数据转发需求的分支能够重新接收组播数据流，剪掉的分支可以周期性地恢复成转发状态为了减少等待被剪掉的分支恢复成转发状态的延迟时间，密集模式组播路由协议使用嫁接Graft机制主动恢复被剪枝的组播报文的转发,PIM-DM原理,Page20,PIM-DM,PIM-DM域中数据包的转发路径是“源树”以“组播源”为根、组播组成员为枝叶的一棵树。由于源树使用的是从组播源到接收者的最短路径，因此也称为最短路径树SPT（ShortestPathTree）PIM-DM的工作过程可以概括为：邻居发现、构建SPT树、嫁接阶段、RPF检查、Assert机制（防止路由环路的一种机制，在PIMDM协议中有具体介绍）,PIM-DM工作过程,Page21,PIM-DM,对规模较小的局域网非常有效优势实现机制简单扩散、剪枝和嫁接配置简单存在的问题扩散剪枝机制不够高效Assert机制比较复杂不支持共享树控制和数据平面混合导致PIM-DM域内所有路由器上存在（S,G）表项,PIM-DM评价,Page22,内容介绍,第2章域内组播路由协议第1节DVMRP第2节MOSPF第3节PIM-DM第4节PIM-SM,Page23,PIM-SM,PIM-SM（ProtocolIndependentMulticastSparseMode）称为协议独立组播稀疏模式，属于稀疏模式的组播路由协议稀疏模式默认所有主机都不需要接收组播包，只向提出明确需求的主机转发PIM-SM模型实现组播转发的核心任务是构造并维护一棵单向共享树共享树选择PIM中某一路由器作为公用根节点，称为汇聚点RP（RendezvousPoint）。组播数据通过RP沿共享树向接收者转发,PIM-SM原理,Page24,PIM-SM,PIM-SM的工作过程主要有：邻居发现、DR选举、BSR（BootstrapRouter，自举路由器）选举、RP发现、RPT共享树生成、组播源注册、RPT向SPT切换。使用RP发送者和接收者在RP处进行汇聚发送者的DR把发送者注册到RP上（报个到，挂个号）接收者的DR（直连网络上的负责人）为接收者加入到共享树(树根在RP),PIM-SM工作过程,Page25,PIM-SM,适合大规模企业网络对于稀疏和密集应用都很高效优势:数据流仅沿“加入”的共享树的分支向下发送可以根据流量等条件动态地切换到源路径树与具体的单播路由协议无关是域间组播路由的基础和MBGP、MSDP共同结合使用可以完成跨域的组播,PIM-SM评价,Page26,内容介绍,第1章组播路由协议概述第2章域内组播路由协议第3章域间组播路由协议,Page27,内容介绍,第3章域间组播路由协议第1节MSDP第2节MBGP,Page28,MSDP,MSDP是基于多个PIM-SM域互连而开发的一种域间组播解决方案在各个域的RP之间建立MSDP对等体关系，从而使它们能够在域间相互转发数据包，共享组播源信息适用前提：域内组播路由协议必须是PIM-SM简单有效应用域间源路径树简化了查找活动组播源的问题RP或接收者的最后一跳路由器可加入域间源路径树,概述,Page29,MSDP,在MSDP对等体之间建立MSDP邻居关系MSDP对等体使用TCP端口639建立连接MSDP对等体每隔60秒(固定周期)发送keepalive消息如果75秒后没有收到keepalive或者MSDP报文，连接复位MSDP对等体必须运行BGP，可以是MBGP对等体，也可以是BGP对等体，或两者都是例外：当某路由器只与单个MSDP对等体有连接时，BGP就不是必要的,MSDP对等体,Page30,MSDP,MSDP仅能与PIM-SM协同工作RP知道域中所有的源组播源发送“PIM注册”消息到RPRP可以通过MSDPSA(SourceActive)消息告知其他域中的RP（通过MSDP对等体关系）这些源信息RP知道域中的接收者接收者发送一个“(*,G)加入”消息到RPRP能加入对等体域的源路径树,工作过程,Page31,MSDP,工作过程（续）,MSDP对等体,域B,域A,域C,域D,域E,RP,RP,RP,RP,RP,SourceActive消息,SA,Page32,MSDP,工作过程（续）,MSDP对等体,域B,域A,域C,域D,域E,RP,RP,RP,RP,RP,源,（S,224.2.2.2）加入消息,加入消息,Page33,MSDP,工作过程（续）,MSDP对等体,组播数据流,域B,域A,域C,域D,域E,RP,RP,RP,RP,RP,源,Page34,MSDP,工作过程（续）,MSDP对等体,组播数据流,域B,域A,域C,域D,域E,RP,RP,RP,RP,RP,源,Page35,内容介绍,第3章域间组播路由协议第1节MSDP第2节MBGP,Page36,MBGP,MBGP:组播网络中的多协议BGP在RFC2283中定义(BGP扩展)可以携带不同类型的路由单播组播两类路由在同一BGP会话中传送不散播组播状态信息相同的路径选择和确认规则AS-Path,LocalPreference,MED,概述,Page37,MBGP,新增属性MP_REACH_NLRIMP_UNREACH_NLRIMP_REACH_NLRI和MP_UNREACH_NLRI地址类信息(AFI)=1(IPv4)Sub-AFI=1(NLRI用于单播)Sub-AFI=2(NLRI用于组播RPF检查)Sub-AFI=3(NLRI用于单播和组播RPF检查),概述（续）,Page38,MBGP,维护分离的BGP路由表单播路由信息库(R