组播课堂笔记(张SIR版).doc

组播（224.0.0.0239.255.255.255）1、Reserved Link-local address 224.0.0.0-224.0.0.255a.主要用于网络协议b.只存在于本地子网不会传播超越本地子网c.TTL=12、Globally scoped addresses 224.0.1.0-238.255.255.255a.这个范围用于互联网上的企业和组织的通信b.SUN 224.0.1.83.Administrativly scoped addresses 239.0.0.0-239.255.255.255a.组播的私有地址，可以用于任何一个组织，RFC1918相似b.可以进行子网划分，定义本地组播边界EP：organization-scope 239.1.0.0/16 给一个公司 site-scope 239.1.8.0/20 给一个部门S-G三件事a.第一步：源注册。组播源服务器发送信息到它本地路由器并且告知自己发送一个组播组的流量，服务器不需要知道发送给谁了，只是发送给本地路由器即可。b.第二步：主机（组）注册。主机告诉它们本地路由器自己希望加入到一个组播组，组播服务器将组播ip转化为组播的MAC，而这些主机将被配置接收这些 组的数据。如果网络规模很大，就需要组播分发树。c.第三步：组播分发树。在大型网络环境中，路由器会介入并转发组播流量，使用分发树来在网络中建立S-G的路径，路由器将保持这棵树用于转发。如果叶子路由器下没有主机需要组播流，则进行修剪。IGMP的主要特征：1、仅用于本地子网路由器和主机之间，TTL小于等于12、主机通告路由器加入或者离开哪个组3、路由器发送查询来发现本地子网中是否有成员处于活动状态4、IP协议中的protocol 28bit Type8bit MAX.Response Time16bit Checksum32bit GroupAddresstype1查询 queries分成两种 General Query 0.0.0.0 Group Specific Query 设置为被查询的组地址2Version 1 Membership Report 向后兼容IGMPv13Version 2 Membership Report4Leave GroupIGMPv2 Join1、当一个主机希望加入一个组播组，它会发送一个Membership Report到特定的组播地址。ALL-host Group Address 224.0.0.1。和这个主机在相同子网中的本地路由器和所有主机将收到这个成员报告。正常情况下，这些报告每隔10S发送一次，用来确保路由器可以收到。2、每隔60S，本地路由器将发送一个General Query到All host-224.0.0.1去发现是否有主机属于某一个组播组，要确保每一个本地活动的组播组中至少有一个主机存在。3、当主机受到一个General Query,开始一个随机递减计数器，当这个计数器到零的时候，这些主机使用一个Membership Report来响应General Query。如果这个主机收到了其它主机给路由器的应答，它将重置定时器并不会发送自己的报告来避免网络拥塞。IGMPv2 Leave1、leave Group消息，当一个主机希望离开一个组播组，它发送一个离组消息到ALLRouterGroup组播地址224.0.0.2。2、路由器使用Group specific Query作为响应，来检测是否有其它的主机希望去接收流量。在本地子网中，只有组成员主机会响应而不是所有都响应来提高效率、减少带宽占用。如果路由器3次未收到任何关于查询的应答（缺省3分钟），这个路由器将停止向这个子网转发流量。NOTE:如果在本地子网中有多个路由器，将进行Querier Election，拥有最高IP地址的成为指定路由器（Querier）并且来响应查询消息。Non-Querier路由器监听查询，如果在缺省120S没有收到查询，它会成为Querier.IGMP Timers1、Query Interval-缺省情况下，路由器每隔60S发送一个General Query，取值范围1-65535(config-if)#ip igmp query-interval xxxxxx2、Query-Tim out.如果Non-Querier没有从Querier那里收到消息（120s）,它会改变自己的角色。（config-if）#ip igmp querier-timeout3、Max.Reponse Time-仅适用于IGMPv2 v3.本地路由器向主机周期性发送查询后主机使用Membership Report去响应路由器的查询包的最大时间。缺省10S，范围0-255(config-if)#ip igmp query-max-response-timeLayer2 Multicast Frame Switching当交换机收到一个组播帧，默认会把它当成一个广播，并且从所有端口向外转发，这样会影响交换机的load。1、手动配置（不是动态，可扩展性不好）2、Cisco Group Management Protocol(CGMP)思科私有协议，从路由器发往交换机，交换机只是Read CGMP包。3、IGMP Snooping。交换机被配置为IGMP Snooping.组播流只被转发给关联组播组的接口。CGMP|4 |4 |16 |8 |48 |48 |Version|type|Reserved|Count|GDA|USA|a.version v1b.type-cisco路由器创建2种CGMP包 type1-Join 由路由器发送的，告诉交换机去增加一个组成员 type2-leave 由路由器发送的，告诉交换机从组播组里面移除成员C.Group Destination Address(GDA) 组播组MAC地址d.Unicast Source Address(USA) 主机MAC地址1、路由器和交换机之间初始CGMP会话a.路由器通知交换机它在哪一个接口，通过发送Join包并把GDA设为零（0000.0000.0000）并把USA设置为它自己的MAC地址。b.交换机被配置监听CGMP包，知道在一个特定端口上有一个组播路由器。c.路由器每隔60s发送CGMP包（相当于 keepalive）交换机知道路由器处于存活状态的。2、当一个主机要加入组226.129.1.10a.当一个主机要加入组226.129.1.10，就要发送一个IGMP 成员报告b.路由器把这个地址226.119.1.10地址转化为一个以太网组播MAC地址：0100.5E01.010A,并且通过CGMP Join包发送给交换机，这样交换机可以增加主机的MAC到它的CAM表。GDA：0100.5E01.010AUSA:主机的MACc.路由器发送数据到组播MAC地址，这个交换机不会向所有端口发送而是只发往关联的接口。3、当一个主机要离开组播组226.129.1.10a.当一个主机要离开一个组播组，它发送一个IGMPv2 leave消息b.路由器将发送2个IGMPv2 Group Specific Query包去查找是否有主机仍然在这个组播组里面，交换机收到以后，将转发给所有在CAM表中对于这个组有映射关系的主机。c.如果有另外主机响应路由器的查询消息，这个路由器将发送一个CGMP leave包通告交换机仅仅删除主机的组播MAC地址。GDA：0100.5E01.010AUSA:该退组主机的MAC地址d.如果没有其他任何成员响应路由器的查询，路由器发送一个CGMP leave消息让交换机从CAM中把整个组移除。IGMP Snoopinga.组播路由器周期性发送IGMP查询到所有的VLANb.主机希望加入组播组，它们将发送组成员报告给路由器。c.交换机动态地监听在主机和路由器之间的每一个IGMP组播包，并且跟踪哪一个接口和那一个组播组相关联，你也可以静态地配置组播组。d.交换机在IGMP SNOOPING转发表中为每一个VLAN创建一个条目，当它检测到一个成员报告的时候。e.当一个主机希望离开组，它们可以silent离开或发送一个leave消息，这个路由器将发送一个查询消息来检测子网中是否还有其它主机希望去接收组播流量。如果交换机没有收到其它主机的成员关系报告，它将在那个vlan的转发表中删除这个组。Dense-mode:这一类协议假定组成员密集地存在于网络之中并且有足够的带宽建立和维护分发树。1、通常用于LAN2、Push Model流量被转发到网络中的任何地方，如果没有成员的路由器将被修剪。3、这些协议通常是源分发树。Sparse-mode:这一类协议假定带宽很低并且组成员稀疏地分布在网络中。1、通常用于WAN2、“Pull Model路由器等待一个加入包，也会去创建分发树。3、通常情况下是共享分发树。_Dense-Mode | Sparse-Mode|DVMRP | PIM-SM |MOSPF | CBT |PIM-DM | |-PIM Protocol Independent Multicast.PIM 使用单播路由表来确认源地址，但是并不关注是哪个协议创建的路由表。PIMv1 协议号 2 组播地址 224.0.0.2PIMv2 协议号 13 组播地址 224.0.0.13PIM-DMPIM-SMPIM-Spare-Dense ModePIM-DM1、是一个密集型组播路由选择协议2、通过源分发树3、独立于单播路由表4、“推”模型5、用于小型网络环境中步骤：一、初始在整个网络中传播二、如果没有组成员，则发送修剪消息，被修剪掉的路由器或者接口仍然接收下一次的Flood信息，如果仍然不需要这个组播流量，继续被修剪。三、（S,G）仍然保留在每一台路由器上，Flood和Prune每隔3分钟一次。PIM-Sparse-Mode1、是一个稀疏型组播路由选择协议2、建立了2种分发树 a、共享分发树-RP到接收方 b、源分发树-有两种情况： *、从源到RP之间，源到RP的注册，从源的第一跳路由器到RP之间。 *、从源到接收方之间，这个特征在 Cisco路由器上缺省开启的。组播流首先找RP，如果接收方的路由器发现到源有一条更好的路径，那么将向RP发一个离组消息并且直接和源建立SPT。管理员可以手动强制要求走RP，(ip pim spt-threshold infinity)3、独立于单播路由表4、“拉”模型5、同时使用密集和稀疏模式。step1-RP发现-定义RP，远程路由器可以动态发现step2-建立共享分发树-RP和接收方之间建立step3-源到RP注册-源到RP，SPT，注册自己并且开始发送组播流step4-SPT Switchover-如果源和接收方之间有更好地路径，它建立一个SPT并且放弃共享分发树。step1-在网络中定义RP在共享分发树里面，有一个root(RP),从RP到Branch Router建立分发树，远程路由器如何找到RP，有2种方法:a) 静态配置-小型的网络环境里面，在每一个路由器上静态地配置RP地址b) Cisco专用的Auto-RP协议： 1、允许远程路由器动态发现RP 2、在一个PIM-SM域内，任何时间任何组中只能有一个RP。 3、每一个组播组映射到一个单独的RP，叫做Group-to-RP映射。 4、为了防止一个单独的RP失效，一个组可以定义多个备份RP，叫做Candidate RP C-RP 5、每一个C-RP通告自己为一个组的posible(潜在的)RP。它们每隔60秒通过组播地址224.0.0.39通告。 6、RP-Announce Message(224.0.0.39)包含以下内容： * 组范围-缺省为所有组播组224.0.0.0/4 * Candidates ip address * 一个抑制定时器检测RP状态，缺省情况下，RP消息每隔60S发送一次，保持时间为3倍 180秒或3分钟。NOTE：一个C-RP可以通告自己为其它组的潜在RP。 7、Mapping Agents 将监听224.0.0.39,并且通过最高IP地址来决定哪一个C-RP被选为RP。 8、每一个组播组选举的RP保存到Group-to-rp mapping缓存表里面。 9、Mapping Agent,周期性每隔60S使用Auto-RP Discovery消息-224.0.0.40进行通告整个Group-to-RP映射表到网络中的所有路由器。 10、每一个Branch自动（仅仅）监听RP发现消息224.0.0.40,学习Group-to-RP映射关系。 11、Branch路由器从来不监听RP-Announce消息 224.0.0.39STEP2-建立共享分发树一旦Branch路由器发现RP，它们将建立（*，G）共享分发树到RP1、希望接收组播流量的主机将发送一个IGMP成员报告，join到它们的指定路由器。2、路由器将察看它是否有Group-to-RP的映射，如果有则开始转发，如果没有则去查验单播表连接到RP的上游接口。3、路由器将使用PIMv2及组播地址224.0.0.13的PIM-DM Join消息到它的上游路由器。4、（*,G）一跳一跳传递到RP在RP和Branch路由器之间建立共享树。5、最终当上游路由器就是RP，它将察看Group-to-RP映射中是否有这个组，如果没有，它将创建一个（*,G）条目并且把下游接口放到这个组中的外出列表（在RPF之后）6、当RP建立了SPT到源之后并且开始接收这个组的组播流量，它将转发到共享树的每一个下游接口。7、一旦树建立，共享树上路由器将周期性向上游路由器发送keepalive消息（每隔60S），如果上游路由器在3分钟内不能收到一个keepalive,它将从组播组的外出接口列表修剪掉下游路由器。修剪的操作：1、当一个主机希望离开一个组播组，它发送一个IGMP Leave消息到它的指定路由器。2、这个路由器将通过发送到这个组播组一个Group Specific Query来响