第08章二层组播技术

1、第8章二层组播技术本章着重介绍二层组播公共部分、二层静态组播等二层组播相关技术，及其应用。本章主要内容： 二层组播公共部分 二层静态纽播及具应用 1gmp snooping 及其应用 mvr及其应用8.1二层组播公共部分木节主要讲述二层组播公共部分的原理。木节主要内容： 相关术语解析 介绍8.1.1相关术语解析1. 二层组播综合表：该表是综合了静态配置和动态学习获得的二层组播信息表项的集合。在每个 表项中包含了 vlan、纽播mac地址和综合了静态配登和动态学习获得的输出端口列表。2. 二层组播转发表：该表和二层组播综合表类似。只是在每个表项中包含的输出端口列表是相应 二层组播综合农的输出端口

2、通过vlan过滤和汇聚组转换为成员端口z后形成的，该表项用于 确定二层组播的转发端口列表。8.1.2介绍二层组播公共部分是连接底层芯片和二层组播应用的中间层，它的主要作用是综合二层组播应用（例 如二层静态组播配置的和igmp snooping等动态二层组播应用学习到的）二层组播信息形成二层组播转发农，并且将这些表项下发到底层芯片中，从而形成硕件转发表。8.1.2.1 表项维护二层纟fl播公共部分，主要是综合静态配置和动态学习的二层组播信息，然后形成二层组播综合表。 在形成纽播综合表的过程屮，将以静态配直优先的方式进行综合处理。例如，如果静态配置某个端口上 禁止转发某个二层组播组（以二元s1lv

3、lan, mac表示）时，那么即使在此端口上动态二层组播学习到该 二层组播组的成员，该端口仍然不会成为一个输出端口，也不会进行该二层组播包的复制和转发。二层组播公共部分在二层组播综合表的基础上，通过vlan过滤（就是将不属于转发表指定vlan 的端口从输出端口屮去除）和将汇聚组输岀端口转换成汇聚组成员端口列表的方式将输出端口列表进行 增加或者删除操作形成转发端口列表，从而建立二层纽播转发表。该表用于二层纽播的转发。最终，将 此转发表写入到硬件转发表。8.1.2.2 二层组播转发当设备从某个端ii上面收到某个二层组播包，首先在硬件转发表中进行查找。如果没有找硬件转发 表项，该报文在报文到达的vl

4、an进行泛洪（除去报文到达的端口）。如果找到了对应的侦件表项，那么 在硬件表项指定的所有输出端口上（除去报文到达的端口）进行该组播包的复制和转发。二层纽播转发的 查找依据就是vlan和纽播mac确定的二元组，转发端口列表是需要复制和转发二层纽播包的端口集 合。8.2二层静态组播及其应用木节主要讲述二层静态组播的原理和应川。木节主要内容： 相关术语解析 介绍 典型应用821相关术语解析1. 二层静态组播表：二层静态组播维护的一张表，该表屮的每个表项是由静态配置产生的二层静 态组播信息，包括：vlan、组播mac、成员端口列表和禁上端口列表。822介绍二层静态组播可以通过静态配置方式生成二层组播相

5、关信息，需要指定vlan、组播mac、成员 端口列表和禁止端口列表。该二层静态组播表项将通过二层组播公共部分生成二层组播公共部分的相关 表项，最终卜发到硬件转发表。8.2.2.1 成员端口列表如果某个端口属于二层静态组播表项的成员端i i列表，那么收到对应的二层组播包后，将在该端口 上进行复制和转发。& 2.2.2 禁止端口列表如果某个端口屈于二层静态纽播表项的禁止端口列表，那么收到对应的二层纽播包后，在该端口将 不会进行复制和转发。根据二层组播公共部分的静态配置优先策略，即使在此端口上动态二层组播学习 到了接收成员，也不会进行二层组播包的复制和转发。823典型应用video sere

6、rpc 1pc 2pc 3图&1二层静态组播应用示例如图所示，视频服务器和交换机连接起来。视频服务器发送组播视频节h。接收者pci、pc2和pc3 也和交换机连接起來。和视频服务器、接收pc相连的端口配置属于同一 vlano首先根据vlan和纽 播mac创建二层静态组播表项，然后配置pc1所连端i i为成员端口；配置pc2所连端口为禁止端口； pc3所连端口不做二层静态组播的有关配置。pc1可以接收到视频节目。pc2和pc3都不会接收到视频节目。&3 igmp snooping 及其应用本节主要讲述igmp snooping的基木原理。木节主要内容： 相关术语解析 介绍8.3.

7、1相关术语解析1. igmp snooping： internet group management protocol snooping （互联网组管理协议窥探）的简 称。2. 动态路由器端口：指交换机中接收到igmp查询报文的端口。3. 动态成员端口：指交换机中收到igmp成员关系报告报文的端口。&32介绍igmp snooping 即 internet group management protocol snooping （互联网纽管理协议窥探）的简称，主 要用于不支持igmp协议的交换机减小组播报文的传播范围，避免将组播报文传播到不需要该组播报文的 网段，它通过探听并分析igmp

8、报文，在本地形成并维护组播mac地址和组播接收端口以及vlan z间 的映射关系，并根据这样的映射关系来转发组播流。如下图所示，当二层设备没有运行igmp snooping时，纽播数据在vlan内泛洪（flooding）,纟r播流 转发给该vlan内所有端口；当设备上运行igmpsnooping后，已知组播组的数据不会在vlan内泛洪， 而是转发给指定的组播成员端口。router arouter asource：switch a；vian 10receiverigmp snoopingvian 10 receiver multicast packets multicast packets图8-

9、2使用igmp snooping前后的对比图8.3.2.1 侦听igmp报文建立组播信息igmp snooping通过侦听igmp报文来获取组播的信息，建立和关表项。收到杏询报文的端口即为 路由器端口，收到成员关系报告报文的端口即为组播成员端口，交换机将本设备上所冇成员端口都记录 在igmp snooping的组播转发表中，该组播转发表的内容主要包含组播组mac地址，vlan和端口列 表。8322 转发侦听到的igmp报文igmp snooping将报文trap上cpu后，还需要将报文根据具体情况转发出去。对于收到的查询报 文，需要转发到该vlan内其它端口，对于收到的成员关系报告报文，需要转

10、发到路由器端口（如果应 用报告抑制，则并不是所有报告报文都会转发到路由器端口）。8.3.23 动态端口老化定时器老化定时器只针对动态端ii,老化定时器超时麻，该端口将从相关表项屮删除。在收到igmp普遍组查询报文吋，交换机将其通过vlan内除接收端口以外的其它所有端口转发 出去，并对该报文的接收端口做如下处理：1如果在路由器端口列表中已包含该动态路由器端口，则重置其老化定时器。2如果在路由器端口列表中尚未包含该动态路由器端口，则将其添加到路由器端口列表中，并启动 其老化定时器。在收到igmp成员关系报告报文吋，交换机将其通过vlan内的所有路由器端口转发出去，从该 报文中解析出主机耍加入的组播

11、组地址，并对该报文的接收端口做如下处理：1如果不存在该组播组所对应的转发表项，则创建转发表项，将该端口作为动态成员端口添加到出 端口列表屮，并启动其老化定时器；2如果己存在该组播组所对应的转发表项，但其出端口列表屮不包含该端口，则将该端口作为动态成员端m添加到出端口列表中，并启动其老化定时器；3如果存在该组播组所对应的转发表项，并且端口列表中包含该端口，则重卅其老化定时器。8.4 mvr及其应用本节主要讲述mvr的原理和应用。本节主要内容： 相关术语解析 介绍8.4.1相关术语解析1. mvr： multicast vlan registration,组播 vlan 注册的简称。8.4.2介绍

12、在传统的组播点播方式下，当属于不同vlan的用八分别进行组播点播时，组播数据在每个vlan内 都复制一份。这种组播点播方式浪费了大量的带宽，也给三层设备增加了额外的负担。为了解决这个问题, 可以在交换机上配置组播vlan功能，即把这些属于不同vlan的用户端口加入到组播vlan中，并使 能igmpsnooping功能，通过vlan转换，使得组播vlan的成员端口发送的igmp加入和离开报文都带 纽播vlan的标签，在交换机上形成纽播vlan的转发表，从而使得纽播数据只需要在纽播vlan内发 送一份，原來属于不同vlan的用八都可以接收到组播数据。这种将需要接收组播数据的用八端口加入组 播vla

13、n,成为组播vlan成员的方式叫做multicast vlan registration (mvr),组播vlan注册。router arouter asourcevian ,20.30nswitch a：source：i lost a host b i lost chost a host b host cvlanlo vian 20： vian 30.vlanlo vian 20 vian 30. multicast packets multicast packets图8-3使能mvr前后的对比图8.4.2.1 组播vlan的转发表交换机通过igmp snooping形成的组播转发表主要包括

14、组播组mac地址，vlan,以及端口列表。 使能mvr功能后，交换机对从组播vlan的成员端口收到的成员关系报告报文进行分析判断，如果报 文带的vlan标签不是组播vlan则进行vlan转换，转换成组播vlan,然后进一步处理形成组播 vlan的转发表，使得组播流只需要在组播vlan内复制一份。8.4.3典型应用mvr是对组播应用的一种改善，能够有效地节省带宽，减轻三层设备的负担。基本上所有组播应川环境都町以应川mvr,以网络视频直播为例，如下图所示:router avideo serverswitch aswitch bgggonnvideovideo videoi crminal a l erminal b l erminal cvideovideo videol erminal i) l erminal e l erminal fmi 图8-4 mvr在网络视频玄播中的应用利用组播技术，路由器routera将