第一章 PIM的密集模式.doc

第一章 PIM的密集模式在组播的初期的时候使用的模式就是PIM的密集模式，这种模式使用一种推的方式通过网络传输组播数据包。用简单的术语来说，组播路由器通过所有的接口发送组播数据，知道其他的设备告诉它停止传送。本试验主要测试PIM密集模式的运行状态，启动路由器的组播功能：Ip multicast-routing 在PIM密集模式在接口下的配置：Ip pim dense-modePIM需要单播路由的支持，在每个接口上打开组播的理由是因为IP组播路由选择是颠倒的路由，它转发（或者不转发）组播包取决与该组播包从那里来（源IP地址）而不是到那里去（组播组地址）。因此，整个组播传输路径上的控制机制与单播路由机制是很大的差别。配置PIM-DM相对容易，但另一件事是要完全理解路由器在收到组播信息、剪枝、嫁接等信息时所用的一系列的响应。在Cisco路由器中，组播转发状态表现形式为组播路由表或者“mroute”表中的（*，G）和（S，G）项，通过执行“show ip mroute”命令可以显示这些信息。11 PIM-DM（*，G）状态规则虽然PIM-DM规范中没有要求，但无论何时只要创建（S，G）状态，Cisco的执行成学就自动创建父（*，G）状态。主要理由是在Cisco的执行程序中所有（S，G）数据结构是与其父（*，G）数据结构链接在一起的。这样做不仅由于各种PIM内部的最佳化效果获得补偿。由次产生PIM通过规则。密集模式（*，G）项不用于组播转发，他们的主要功能是维护那些与组有关的信息使之成为一个整体。例如，（*，G）项表示组运行的模式（在次为密集模式）,而密集模式也映射了连接其他邻居或直接连在组现有成员上的接口。由此产生了第1条密集模式规则：密集模式（*，G）项的输出接口列表映射了现有的PIM-DM邻居接口或直接连接的组成员接口。12 PIM-DM（S，G）状态规则在PIM-DM中，组播信息流到达后创建（S，G）项，如果父（*，G）项不存在，首先创建它，而其所提供的输出接口列表和上面的讲述的模式一样。（S，G）项输出接口通过计算源S的RPF借口可以估算出来。缺省的行为方式是选择到源的最小开销路径，它在单播路由表中指明。但对RPF来说，使用别的信息源，诸如组播边界网关协议（MBGP）表、DVMRP路由表以及静态组播路由表等可能会有另外的接口。RPF的通用规则是：RPF接口是作为对源IP地址（或稀疏模式（*，G）项，RP）的最小开销路径接口（给予管理距离/尺度）来估算的。如果多个接口开销相同，选择最高IP地址的接口作为“切入点（tiebreak）”。13 PIM-DM状态项这些信息用“show ip mroute”命令显示。见表1.3表1.3 PIM-DM状态项D密集模式标志意义很明显，表示组播组是一个密集模式组（注：D 标志仅出现在（*，G）项）C连接标志（*，G）和（S，G）两项下都出现，表示该组播组有直接连接的成员。L本地标志（*，G）和（S，G）两种项下都出现，表示路由器自己就是组成员。因此，该路由器将在过程级处理向本组播组发送的所有组播信息。一个很好的例子就是路由妻自己加入的组是PIM RP发现（224.0.1.40）组，这个组被用来发布自动RP信息。 P剪枝标志表示输出接口列表为空或所有输出接口列表中的接口处于剪枝状态，结果剪枝消息从此（S，G）项送至上游（RPF）邻居。T最短路径树（SPT）标志只在（S，G）项上出现，表示信息经（S，G）项（即SPT）转发。无论何时，只要收到与该组播路由表对应的第一个（S，G）包，就设置该标志（因此，在密集模式T标志始终设置在（S，G）项上）J加入SPT标志对于密集模式组，J标志仅在（*，G）项上面出现，旨在内部用来告诉PIM，自动地为任何到达的（S，G）信息建立（S，G）状态下面我们用Cisco的设备来做一下这个实验，设备是7200系列路由器，实验拓扑见图1.3：图1.3注：PIM需要单播路由的支持，本实验使用OSPF建立单独路由表。具体配置见表1.4表1.4 实验的具体配置R1的具体配置hostname R1no ip domain lookupip multicast-routinginterface Loopback0 ip address 1.1.1.1 255.255.255.0interface Serial1/0 ip address 12.1.1.1 255.255.255.0 ip pim dense-mode clockrate 64000router ospf 1 router-id 1.1.1.1network 0.0.0.0 255.255.255.255 area 0line con 0 exec-timeout 0 0 logging synchronousR2的具体配置hostname R2no ip domain lookupip multicast-routinginterface Loopback0 ip address 2.2.2.2 255.255.255.0interface Ethernet0/0 ip address 10.1.1.2 255.255.255.0 ip pim dense-modeinterface Serial2/0 ip address 12.1.1.2 255.255.255.0 ip pim dense-moderouter ospf 1 router-id 2.2.2.2network 0.0.0.0 255.255.255.255 area 0line con 0 exec-timeout 0 0 logging synchronousR3的具体配置hostname R3no ip domain lookupip multicast-routinginterface Loopback0 ip address 3.3.3.3 255.255.255.0interface Ethernet0/0 ip address 10.1.1.3 255.255.255.0 ip pim dense-modeinterface Serial2/0 ip address 35.1.1.3 255.255.255.0 ip pim dense-moderouter ospf 1 router-id 3.3.3.3network 0.0.0.0 255.255.255.255 area 0line con 0 exec-timeout 0 0 logging synchronousR4的具体配置hostname R4no ip domain lookupip multicast-routinginterface Loopback0 ip address 4.4.4.4 255.255.255.0interface Ethernet0/0 ip address 10.1.1.4 255.255.255.0 ip pim dense-mode router ospf 1 router-id 4.4.4.4network 0.0.0.0 255.255.255.255 area 0 line con 0 exec-timeout 0 0 logging synchronousR5的具体配置hostname R5no ip domain lookupip multicast-routinginterface Loopback0 ip address 5.5.5.5 255.255.255.0interface Serial1/0 ip address 35.1.1.5 255.255.255.0 ip pim dense-mode clockrate 64000router ospf 1 router-id 5.5.5.5network 0.0.0.0 255.255.255.255 area 0 line con 0 exec-timeout 0 0 logging synchronous现在在各个路由器直接连接的接口上均运行PIM协议，检查是否已经建立起邻居，以R2为例：R2#show ip pim neighbor PIM Neighbor TableNeighbor Interface Uptime/Expires Ver DRAddress Prio/Mode10.1.1.4 Ethernet0/0 00:16:13/00:01:31 v2 1 / DR S10.1.1.3 Ethernet0/0 00:16:21/00:01:32 v2 1 / S12.1.1.1 Serial2/0 00:16:26/00:01:19 v2 1 / S可见R2一共和3台路由器形成了邻居关系，在Ethernet0/0接口上，R4被选举为DR，作用是当相同链路上有多个相同组组播的转发者时负责转发组播数据。在R4上配置，使之方针为一台接收组播的客户端主机，接受组地址为238.1.1.1:R4(config)#interface ethernet 0/0R4(config-if)#ip igmp join-group 238.1.1.1查看对应接口IGMP的运行状况，用如下命令：R4#show ip igmp interface ethernet 0/0Ethernet0/0 is up, line protocol is up Internet address is 10.1.1.4/24 IGMP is enabled on interface Current IGMP host version is 2 Current IGMP router version is 2 IGMP query interval is 60 seconds IGMP querier timeout is 120 seconds IGMP max query response time is 10 seconds Last member query response interval is 1000 ms Inbound IGMP access group is not set IGMP activity: 2 joins, 0 leaves Multicast routing is enabled on interface Multicast TTL threshold is 0 Multicast designated router (DR) is 10.1.1.4 (this system) IGMP querying router is 10.1.1.2 Multicast groups joined by this system (number of users): 238.1.1.1(1) 224.0.1.40(1)任何一个接口运行了PIM协议则自动会启用IGMP，最后显示路由器加入的组地址，224.0.1.40是系统默认启用的组地址。我们现在在R5上面做配置，使R5成为一个组播组238.1.1.1的客户端：R5(config)#interface serial 1/0R5(config-if)#ip igmp join-group 238.1.1.1我们现在使用路由器R1模拟成为一个组播源服务器，服务器源地址为1.1.1.1，持续发出100个目的为238.1.1.1的ping报文，IOS路由器会对组播ping报文进行应答：R1#ping Protocol ip: Target IP address: 238.1.1.1Repeat count 1: 5Datagram size 100: Timeout in seconds 2: Extended commands n: yInterface All: serial1/0 (发送组播的接口)Time to live 255: Source address: loopback0 （组播源地址） Type of service 0: Set DF bit in IP header? no: Validate reply data? no: Data pattern 0xABCD: Loose, Strict, Record, Timestamp, Verbosenone: Sweep range of sizes n: Type escape sequence to abort.Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 238.1.1.1, timeout is 2 seconds:Reply to request 0 from 10.1.1.4, 40 msReply to request 0 from 35.1.1.5, 88 ms组播源开始发送数据报之后，PIM-DM协议收到第一个组播数据之后即自动建立组播路由表，以下为R2的示例：R2# sh ip mroute IP Multicast Routing TableFlags: D - Dense, S - Sparse, B - Bidir Group, s - SSM Group, C - Connected, L - Local, P - Pruned, R - RP-bit set, F - Register flag, T - SPT-bit set, J - Join SPT, M - MSDP created entry, X - Proxy Join Timer Running, A - Candidate for MSDP Advertisement, U - URD, I - Received Source Specific Host Report, s - SSMOutgoing interface flags: H - Hardware switchedTimers: Uptime/ExpiresInterface state: Interface, Next-Hop or VCD, State/Mode(*, 224.0.1.40), 00:36:13/00:00:00, RP 0.0.0.0, flags: DCL Incoming interface: Null, RPF nbr 0.0.0.0 Outgoing interface list: Ethernet0/0, Forward/Dense, 00:36:08/00:00:00 Serial2/0, Forward/Dense, 00:36:13/00:00:00(*, 238.1.1.1), 00:36:00/00:02:59, RP 0.0.0.0, flags: DC Incoming interface: Null, RPF nbr 0.0.0.0 Outgoing interface list: Serial2/0, Forward/Dense, 00:36:00/00:00:00 Ethernet0/0, Forward/Dense, 00:36:00/00:00:00(1.1.1.1, 238.1.1.1), 00:00:05/00:02:54, flags: T Incoming interface: Serial2/0, RPF nbr 12.1.1.1 Outgoing interface list:Ethernet0/0, Forward/Dense, 00:00:06/00:00:00以上粗体部分，flags代表的形成了最短路径树（即源树），而接收到组播数据报文的接口为Seriral2/0接口，转发接口为Ethernet0/0。注意，对于组播数据包而言，1个组播路由条目，进入接口只能是1个，而转发接口可能是很多个，即收到一个组播数据包，可以同时向多个接口转发，这个是组播通讯的最显著的特点之一。如果R5离开组，即不在作为组播组238.1.1.1客户端，密集模式会进行修剪，即R3不再向R5转发对应组的数据包，在R3可以看到修剪的情况：R5(config)#interface serial 1/0 R5(config-if)#no ip igmp join-group 238.1.1.1R3# sh ip mroute IP Multicast Routing TableFlags: D - Dense, S - Sparse, B - Bidir Group, s - SSM Group, C - Connected,Outgoing interface flags: H - Hardware switchedTimers: Uptime/ExpiresInterface state: Interface, Next-Hop or VCD, State/Mode(*, 224.0.1.40), 00:43:40/00:00:00, RP 0.0.0.0, flags: DCL Incoming interface: Null, RPF nbr 0.0.0.0 Outgoing interface list: Serial2/0, Forward/Dense, 00:43:24/00:00:00 Ethernet0/0, Forward/Dense, 00:43:40/00:00:00(*, 238.1.1.1), 00:43:32/00:02:59,