第二章 PIM稀疏模式.doc

第二章 PIM稀疏模式21：配置PIM-SMPIM-SM配置起来比PIM-DM稍微复杂一点。所有需要做的事情是了解三条配置命令，然后就可以把稀疏模式配制好并使之运行。用户需要在全局命令把网络中的每台路由器上的PIM都运行起来：ip multicast-routing接着用下列接口命令在网络中每台路由器上的每个接口运行PIM-SMip pim sparse-mode最后一步是用汇合点（rendezvous point,RP）的IP地址配制网络中的每台路由器，所用的全局命令如下：ip pim rp-address 这条命令告诉路由器，在稀疏模式中，当需要加入共享树（share tree）时，往哪里发送（*，G）加入消息。22：PIM-SM状态规则221 PIM-SM（*，G）状态规则和密集模式不一样的是，稀疏模式（*，G）项用于转发组播信息。组播路由表中的每一个PIM-SM（*，G）项均定义了入口和出口，路由器利用他们向共享树转发Group G信息。在PIM-SM中，（*，G）状态在典型情况下只是根据需要来创建的，要么是由于加入到该组的直连主机的结果，要么是由于接收下游路由器的一个（*，G）加入消息的结果。规则1：稀疏模式（*，G）项是作为显式加入操作的结果而创建的。稀疏模式（*，G）状态最初的创建是通过接收来自下游PIM邻居的（*，G）加入消息，或者来自一个希望加入Group G直连主机的IGMP Membership Report。由于信息从RP沿共享树下行，所以稀疏模式（*，G）项入口的计算与（*，G）项的入口就有所不同。在系数模式（*，G）项的情况下，RP的IP地址用于计算RPF接口。规则2：系数模式（*，G）项的入口总是指向RP的共享树。222 PIM-SM（S，G）状态规则在PIM-SM中，（S，G）项是根据需要通过接受Explicit(S,G)加入消息来创建的。当路由器希望通过最短路径树（SPT）接收（S，G）时，就发送（S，G）加入消息。（S，G）状态也可以在最后一跳路由器切换到SPT时创建。这中情况发生在一个直连该组成员的路由器上，流向共享树的信息速率长国该组的SPT-Threshold.规则3：稀疏模式（S，G）项在下列条件下创建：l 接收一条（S，G）加入消息/剪枝消息l 上一跳路由器上切换到SPT时l 不可预料的（S，G）到达是（*，G）状态不存在l 在RP上接收一条注册(Register)消息时223 PIM-SM出口规则（*，G）和（S，G）项的出口表在稀疏模式中的处理与密集模式稍有不同。在稀疏模式中，往出口表中增加了一个接口或者删除一个接口是由于显式加入或剪枝的原因。规则4：增加到稀疏模式（*，G）或（S，G）项出口表中的接口由如下两个条件之一决定：l 当通过该接口收到一个适当的（*，G）或（S，G）加入消息时l 当该接口存在一个该组的直连成员时从稀疏模式（*，G）和（S，G）项的出口表中删除一个接口发生在如下两种之一的情况：l 当通过该接口（这里没有直连成员）接收到的一个适当的（*，G）或（S，G）剪枝消息时l 当该接口的有效期计时器倒计时到0时稀疏模式（*，G）或（S，G）项的出口表总是反映接口的状态，1. 下游PIM-SM邻居已经加入到共享树中2. 存在该组的一个直连成员224 PIM-SM的出口计时器系数模式出口表中接口有效期及时器的控制也与密集模式中相应元素的处理不同。当把一个接口增加到稀疏模式（*，G）或（S，G）项的出口表中时，有效期计时器就被初始化为3分钟，并开始倒计时。如果没有事件来重新设置这个数值，那么根据PIM-SM规则5的第一项，这个接口就被从出口表中删除。225 PIM-SM状态维护规则接口有效计时器重新置回3分钟是通过如下两个条件之一来进行的：1. 该接口接收到一个适当的（*，G）或（S，G）加入消息。2. 在接口上接收到一个来自直连成员的IGMP Membership Report。由于下游邻居通过发送（*，G）和（S，G）来定期（1分钟一次）刷新状态，所以PIM-SM规则6的第一部分将会防止接口有效期计时器计到0。这个行为可以通过定期发show ip mroute 命令进行察看，有效期计时器将从3分钟连续倒计时到（大约）2分钟，然后置回3分钟。226 发送（S，G）RP位剪枝消息规则7：当（S，G）项的RPF邻居与（*，G）项的RPF邻居不同时，路由器将向共享树发送一个（S，G）RP位剪枝消息。227 接口（S，G）RP位剪枝消息稀疏模式（S，G）项的RPF接口是用源IP地质计算的，除了设置RP位的情况外，在这种情况下，使用RP的IP地址。23 PIM-SM状态项对（用命令show ip mroute 得到的）PIM状态信息有一个扎实的理解在稀疏模式中甚至要比在密集模式中更为重要。表2.1（*，G）项的基本信息（*，224.2.127.254）指明这是组播组224.2.127.254的（*，G）项00：03：10/00：00：00正常运行时间/有效期计时器计数。正常运行时间说明该项已经运行了3分10秒，而不管有效期计时器是否运行RP 10.1.5.1指明RP的IP地址Flags:s指明该组为系数模式组Incoming interface:s0指明沿着共享树向下游动的入口为Serial0RPF nbr 198.92.1.129对于这个组播信息流，指明上游（RPF）邻居的IP地址表2.2 PIM-SM状态标志S Sparese mode 标志这个标志的含义很明显。S标志指明组播组是一个稀疏模式组。C Connected 标志C标志出现在（*，G）和（S，G）项中，指明该组播组有一个直连的成员。L Local 标志L标志出现在（*，G）和（S，G）项中，指明路由器本身是该组的成员，因此，路由器将处理所有发到该组的组播信息。路由器加入一个组的好例子是PIM RP-Discovery（224.0.1.40）组，这个组发布Auto-RP信息。P Pruned 标志T标志（或SPT）只出现在（S，G）项中，指明这个消息流正通过（S，G）项转发。无论何时，当收到第一个（S，G）时，根据该组播路由表设置这个标志。J 加入消息SPT标志（*，G）对于稀疏模式（*，G）项，标志J是在留向共享树的信息流速率超过SPT-Threshold设置。当J标志已经在（*，G）项中设置时，所接收的沿着共享树向下的（S，G）包将导致源S切换到SPTJ加入消息SPT标志（S，G）J标志在稀疏模式（S，G）项中设置以指明该源以前被接通到SPT。这个标志告诉PIM检查相对于SPT-Threshold的、沿着SPT向下的信息流速率，以便察看该源是否切换回同乡树F register 标志F标志用于（S，G）项，指明必须发送该信息流的Register消息。当组播源S是一个直连到向Group G发送信息的路由器时，就在（S，G）项上设置F标志。R 仅RP位标志（S，G）R标志就是RP位，指明（S，G）项中的信息可用于共享树。在下游路由器加入到源S的SPT之后，（S，G）RP位用于从共享树中删除冗余的（S，G）信息下面我们来做一下这个PIM-SM的实验：实验拓扑如下：PIM密集模式用一种“推”的方式向网络传递组播数据包，而PIM稀疏模式则用“拉”的方式，有活动的接收者的网段是唯一能够接受组播流量的网段。R1的具体配置hostname R1no ip domain lookupip multicast-routinginterface Loopback0 ip address 1.1.1.1 255.255.255.255interface Serial1/0 ip address 12.1.1.1 255.255.255.0 ip pim sparse-mode clockrate 64000interface Serial2/0 ip address 13.1.1.1 255.255.255.0 ip pim sparse-moderouter ospf 1 router-id 1.1.1.1network 0.0.0.0 255.255.255.255 area 0ip pim rp-address 1.1.1.1 R2的具体配置hostname R2no ip domain lookupip multicast-routinginterface Loopback0 ip address 2.2.2.2 255.255.255.255interface Serial1/0 ip address 24.1.1.2 255.255.255.0 ip pim sparse-mode clockrate 64000interface Serial2/0 ip address 12.1.1.2 255.255.255.0 ip pim sparse-moderouter ospf 1 router-id 2.2.2.2network 0.0.0.0 255.255.255.255 area 0ip pim rp-address 1.1.1.1 R3的具体配置hostname R3no ip domain lookupip multicast-routinginterface Loopback0 ip address 3.3.3.3 255.255.255.255interface Serial1/0 ip address 13.1.1.3 255.255.255.0 ip pim sparse-mode clockrate 64000interface Serial2/0 ip address 35.1.1.3 255.255.255.0 ip pim sparse-moderouter ospf 1 router-id 3.3.3.3network 0.0.0.0 255.255.255.255 area 0ip pim rp-address 1.1.1.1R4的具体配置hostname R4no ip domain lookupip multicast-routinginterface Loopback0 ip address 4.4.4.4 255.255.255.255interface Serial2/0 ip address 24.1.1.4 255.255.255.0 ip pim sparse-moderouter ospf 1 router-id 4.4.4.4network 0.0.0.0 255.255.255.255 area 0ip pim rp-address 1.1.1.1 R5的具体配置hostname R5no ip domain lookupip multicast-routinginterface Loopback0 ip address 5.5.5.5 255.255.255.255interface Serial1/0 ip address 35.1.1.5 255.255.255.0 ip pim sparse-mode clockrate 64000interface Serial2/0 ip address 24.1.1.4 255.255.255.0router ospf 1 router-id 5.5.5.5network 0.0.0.0 255.255.255.255 area 0ip pim rp-address 1.1.1.1下面完成监视和测试配置：我们先看一下R3上面的PIM邻居关系和map是不是正常R3# show ip pim neighbor PIM Neighbor TableNeighbor Interface Uptime/Expires Ver DRAddress Prio/Mode13.1.1.1 Serial1/0 00:36:33/00:01:41 v2 1 / S35.1.1.5 Serial2/0 00:35:44/00:01:31 v2 1 / SR3#show ip pim rp mapping PIM Group-to-RP MappingsGroup(s): 224.0.0.0/4, StaticRP: 1.1.1.1 (?)2240.0.0/4代表所有的组播地址。现在我们把R5作为一个组播源（35.1.1.5），持续向组播组238.1.1.1发送组播，对于系数模式而言，组播源所在的网段需要运行PIM，这样PIM接口会出发向RP注册的过程。R5#ping Protocol ip: Target IP address: 238.1.1.1Repeat count 1: 500Datagram size 100: Timeout in seconds 2: Extended commands n: Sweep range of sizes n: Type escape sequence to abort.Sending 3, 100-byte ICMP Echos to 238.1.1.1, timeout is 2 seconds:(超时,以下省略)组播源启用后，在RP可以看到注册信息：R1#show 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), 00:41:02/00:00:00, RP 1.1.1.1, flags: SJCL Incoming interface: Null, RPF nbr 0.0.0.0 Outgoing interface list: Serial2/0, Forward/Sparse, 00:40:24/00:02:56 Serial1/0, Forward/Sparse, 00:41:02/00:02:48(*, 238.1.1.1), 00:13:39/00:03:21, RP 1.1.1.1, flags: S Incoming interface: Null, RPF nbr 0.0.0.0 Outgoing interface list: Serial1/0, Forward/Sparse, 00:13:01/00:03:23(35.1.1.5, 238.1.1.1), 00:01:17/00:02:16, flags: T Incoming interface: Serial2/0, RPF nbr 13.1.1.3 Outgoing interface list:Serial1/0, Forward/Sparse, 00:01:18/00:03:23R1的组播路由表内容有所增加，增加了组（*，238.1.1.1）的条目，在这个条目下面有一个源、组条目（35.1.1.5,238.1.1.1），代表当前有一个组播服务器35.1.1.5，向组播组238.1.1.1发送消息。接下来我们让R4仿真为238.1.1.1的客户端，注意如果使用环回口来仿真接受端，那么需要启用PIM稀疏模式，否之路由器不会向RP方向发送注册信息：R4(config)#interface loopback 0R4(config-if)#ip igmp join-group 238.1.1.1R4(config-if)#ip pim sparse-mode再在R5上面重复ping的过程。这个时候察看R1的路由表：R1#sh ip mrou 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), 00:46:19/00:00:00, RP 1.1.1.1, flags: SJCL Incoming interface: Null, RPF nbr 0.0.0.0 Outgoing interface list: Serial2/0, Forward/Sparse, 00:45:40/00:03:26 Serial1/0, Forward/Sparse, 00:46:19/00:03:18(*, 238.1.1.1), 00:18:56/00:03:02, RP 1.1.1.1, flags: S Incoming interface: Null, RPF nbr 0.0.0.0 Outgoing interface list: Serial1/0, Forward/Sparse, 00:18:17/00:03:10(35.1.1.5, 238.1.1.1), 00:00:02/00:02:57, flags: T Incoming interface: Serial2/0, RPF nbr 13.1.1.3 Outgoing interface list:Serial1/0, Forward/Sparse, 00:00:03/00:03:27可见当有一个组播接收者加入组之后，RP即获得组播接收这的信息。RP会向组播源方向通告，使组播源经过的任何一个路由器均向组播组方向转发数据报文。Flags显示为T代表，目前的组播树是最短路径树（源树）。在目前的拓扑连接里，R5向R4发送组播数据报文，必须经过RP（RPF和SPT完全重合），注意一点，这并非是必然，RP可以处于组播网络中的任何一个位置。我们做一下改动是RPF转化为SPT。所用的实验拓扑如下：增加了一条RR2，R3之间直连的链路R2(config)#interface ethernet 0/0R2(config-if)#ip address 10.1.1.2 255.255.255.0R2(config-if)#no shutdownR2(config-if)#ip pim sparse-modeR3(config-if)#int e0/0R3(config-if)#no shutdown R3(config-if)#ip pim sparse-mode R3(config-if)#ip add 10.1.1.3 255.255.255.0我们将R5作为组播源，开始发送组播数据。R5#ping Protocol ip: Target IP address: 238.1.1.1Repeat count 1: 1000Datagram size 100: Timeout in seconds 2: Extended commands n: Sweep range of sizes n: Type escape sequence to abort.Sending 1, 100-byte ICMP Echos to 238.1.1.1, timeout is 2 seconds:Reply to request 0 from 24.1.1.4, 184 ms以下省略注意：IOS使用ping命令发送组播数据报文，如果不定义源地址，那么会以所有运行PIM的端口地址作为源，因此R5会以Serial1/0的IP地址作为源发送组播。要提醒一点，如果手动指定以Loopback0为源地址的话，不会触发向RP发送源注册信息，因此在PIM-SM的组播测试里面一般不会单独用环回口来作为源地址。查看是不是已经形成了SPT：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), 00:26:46/00:00:00, RP 1.1.1.1, flags: SJCL Incoming interface: Serial2/0, RPF nbr 12.1.1.1 Outgoing interface list: Serial1/0, Forward/Sparse, 00:26:46/00:03:07(*, 238.1.1.1), 00:26:13/00:03:02, RP 1.1.1.1, flags: S Incoming interface: Serial2/0, RPF nbr 12.1.1.1 Outgoing interface list: Serial1/0, Forward/Sparse, 00:26:13/00:03:09(35.1.1.5, 238.1.1.1), 00:03:07/00:00:22, flags: Incoming interface: Ethernet0/0, RPF nbr 10.1.1.3 Outgoing interface list: Serial1/0, Forward/Sparse, 00:03:07/00:03:09R3#sh ip mroute IP Multicast Routing TableFlags: D