组播路由协议pim dm

1、PIM-DM 协议原理所谓PIM，即Protocol Independent Multicast，协议无关组播。其含义是在做RPF检查以及特定的协议单播报文的时候利用已有的单播路由表，与具体采用何种单播路由协议获得此单播路由无关；DM，即Dense Mode ，密集模式（用户分布相对集中）。Page 2学习完此课程，您将会：掌握PIM-DM的基本原理掌握PIM-DM的工作机制掌握PIM-DM在IOS下的配置方法第1章 PIM概述第2章PIM-DM概述第3章PIM-DM协议机制第4章PIM-DM评价PIM概述协议无关组播PIMPIM（Protocol Independent Multicast）

2、称为协议无关组播，表示组播依靠的单播路由可以由静态路由、RIP、OSPF、IS-IS、BGP等提供，组播路由和单播路由协议无关，只要单播路由协议能产生所需路由表项，如：RPF检查，即可。协议号：103PIM路由器组播地址为：224.0.0.13 PIM协议分为： PIM-DM（协议无关组播-密集模式） PIM-SM（协议无关组播-稀疏模式）PIM概述PIMv2报文头格式071531版本 版本字段标识版本信息，当前为2 类型 0：Hello1：（仅用于SM）2：停止（仅用于SM）3：加入/剪枝4：Bootstrap（仅用于SM）5：Assert 6：嫁接（仅用于DM）7：嫁接回应（仅用于DM）8

3、：候选RP公告（仅用于SM）版本类型保留校验和第1章 PIM概述第2章 PIM-DM概述第3章 PIM-DM协议机制第4章 PIM-DM评价PIM-DM概述概述PIM-DM（Protocol Independent Multicast Dense Mode）称为协议组播密集模式，属于密集模式的组播路由协议，适用于小型网络。协议假设：网络中的每个子网都存在至少一个对组播源感的接收站点，因此组播数据包被扩散到网络中的所有点。PIM-DM对没有组播数据转发的分支进行Prune剪枝操作， 只保留包含接收者的分支。为了使剪掉的有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

4、发状态。为了减少等待被剪掉的分支恢复成转发状态的延时时间，PIM-DM使用Graft嫁接机制主动恢复组播报文的转发。PIM-DM概述概述（续）PIM-DM域中数据包的转发路径是“有源树” 以“组播源”为根、组播组成员为的一棵树 由于有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（Shortest Path Tree）PIM-DM不依赖于特定的单播路由协议，而是使用现存的单播路由表进行RPF检查路由器收到组播数据的接口称为上游接口，转发组播数据的接口称为下游接口第1章 PIM概述第2章 PIM-DM概述第3章 PIM-DM协议机制第4章 PIM-DM评价第3章 PIM-DM

5、协议机制第1节 邻居发现第2节第3节第4节构建SPT树嫁接阶段RPF检查第5节Assert机制邻居发现Hello报文 组播路由器需要使用Hello消息来发现邻居，并维护邻居关系 Hello报文格式：071531当Hello报文选项类型（OptionType）1时，选项长度（OptionLength）2，选项值（Option Value）为Holdtime定时器。这个定时器指示在没有进一步收到PIMHello消息的情况下，接收方何时终止与方的邻接关系。通过比较Hello消息上携带的优先级（越高越好）和IP地址（越大越好），各路由器为多路由器网段指定路由器DR版本类型保留校验和选项类型选项长度选项

6、值选项类型选项长度选项值第3章 PIM-DM协议机制第1节 邻居发现第2节 构建SPT树第3节嫁接阶段第4节RPF检查第5节Assert机制构建SPT树扩散组播源网络中的每个路由器都会创建(S, G)表项组播报文接收者当某组播源S开始向组播组G数据时，路由器接收到组播报文后，首先根据单播路由表进行RPF检查，如果检查通过则创建一个（S，G）表项，然后将数据向网络上所有下游PIM-DM节点转发，这个过程称为扩散（Flooding）构建SPT树剪枝组播源组播报文接收者剪枝消息如果下游节点没有组播组成员，则向上游节点发Prune剪枝消息，通知上游节点不用再转发数据到该分支。上游节点收到Prune剪枝

7、消息后，就将相应的接口从其组播转 项（S，G）对应的输出接口列表中删除，剪枝过程继续直到PIM-DM中仅剩下了必要的分支，这就建立了一个以组播源S为根的SPTPIM Prune Delay on MultiaccessNetworksrtr-aS1S02Ill wait 3 secs to see if(S,G) Packetssomeone else wants (S,G)before I PruneInterface E0.4E01E0E0Join3Prunertr-brtr-cE1E1Receiver“rtr-b” is a leaf node without receivers. Se

8、nds Prune for (S,G).“rtr-a” schedules a Prune for (S,G) to occur in 3 seconds.123“rtr-c” hears Prune from “rtr-b”. Overrides with a Join.“rtr-a” hears Join and cancels Prune for (S,G).4PIM Prune Delay on MultiaccessNetworksWatch out for the ripple affect of this Delay!XXSourceXXPrunePrunePrunePrune3

9、 sec delay3 sec delay3 sec delay3 sec delaySource begins sending traffic, which is flooded everywhere.Leaf router has no receivers; sends prune, which ripples up the tree.Total time to prune back to source = 12 seconds!Process repeats three minutes later when prunes timeout!构建SPT树SPT树形成组播源网络中的每个路由器仍

10、然会保留(S, G)表项组播报文扩散剪枝周期性进行！ 每3分钟重复一次。接收者第3章 PIM-DM协议机制第1节 邻居发现第2节 构建SPT树第3节 嫁接阶段第4节 RPF检查第5节 Assert机制嫁接阶段接收者嫁接组播源组播报文Graft嫁接消息接收者当被剪枝的下游节点需要恢复到转发状态时，该节点使用Graft嫁接消息通知上游节点。Graft嫁接消息逐跳向组播源S传递，中间节点接收到Graft嫁接消息后回应确认嫁接阶段新的SPT树组播源组播报文接收者第3章 PIM-DM协议机制第1节第2节第3节邻居发现构建SPT树嫁接阶段第4节 RPF检查第5节 Assert机制RPF检查RPF检查源15

11、1.10.3.21RPF检查失败报文从错误接口到来!组播报文利用单播路由表，可以是任何方式生成的路由表项：如果组播包到达接口是单播路由指示的通往组播源S的接口，就认为这个组播包是从正确路径来的第3章 PIM-DM协议机制第1节第2节第3节邻居发现构建SPT树嫁接阶段第4节RPF检查第5节 Assert机制Assert机制Router ARouter BRouter CRRREthernetSPTRRouter DAssertReceiverAssert报文选出一条最优的路径，获胜路由器成为网络中的各路由器通过该（S，G）项的上游邻居，由它负责该（S，G）组播报文的转发，而其他落选路由器则剪掉对

12、应的接口以转发信息。选取原则： Metric值：路由器上到组播源的cost值；如果Metric值相同，则比较接口上IP地址：IP地址大的优先。第1章PIM概述第2章PIM-DM概述第3章PIM-DM协议机制第4章 PIM-DM评价PIM-DM评价PIM-DM对于小型网络来说非常有效优势: 易于配置 实现机制简单（扩散剪枝嫁接）潜在问题.扩散剪枝过程不够高效复杂的Assert机制和数据平面混合导致网络内部的所有路由器上都有(S, G)表项存在不支持共享树PIM Dense Mode Implementation andTroubleshooting© 2002, Cisco Syste

13、ms, Inc.s.Dense Mode IP Multicast Protocols v1.1-28ObjectivesUpon completion of this section, you will beable to: Configure PIM DM on Cisco routers Troubleshoot basic IP multicast problems in PIM DMPIM DM Configuration Commandsrouter(config)# Enables multicast routing.router(config-if)# Enables PIM

14、dense mode on an interface.PIM DM Configuration ExampleE1E0 Simple to configure One global command One command per interfaceS0Finding PIM Neighborsrouter# Displays information about interfaces configured for PIMrouter# Lists the PIM neighbors discovered by the Cisco IOS softwarerouter# Queries what

15、neighboring multicast routers are peering withthe local routerPIM DM (*,G) State Rules(*,G) created automatically When 1st (S,G) for group is created (S,G) must always have a parent (*,G) When a directly connected member joins the group(*,G) reflect PIM neighbor adjacency IIF = NULL OIL = all interf

16、aceswith PIM-DM neighbors orwith directly connected hosts or manually configuredPIM DM (S,G) State Rules(S,G) created by multicast data arrivalParent (*,G) created (if does not exist)IIF = RPF interface in direction of source OIL = Copy of OIL from (*,G) minus IIFInterfaces in OIL initially “Forward

17、”Go to “Pruned” state when Prune rcvd“Forward” interface timers never expire “Pruned” interface timers expire in 3 minutesPIM DM State FlagsDC L P TJ= Dense Mode= Directly Connected Host= Local (Router is member)= Pruned (All interfaces in OIL = Prune)= Forwarding via SPTIndicates at least one packe

18、t was forwarded= Join SPTAlways on in (*,G) entry in PIM DM Basically meaningless in PIM DMShow ip pim NeighborShow ip pim InterfaceMrinfoUsed to query a peering router about multicast informationExample shown is from the Cisco internal network on a remote office router; when no arguments are given,

19、 the router queries itselfChecking Underlying Unicast Topologyrouter# Displays how IP multicast routing does Reverse PathForwarding (RPF)router# Displays the current state of the routing tableShow ip rpfShow ip RouteChecking the Group Staterouter# Displays multicast-related information about an inte

20、rfacerouter# Displays the multicast groups that are directly connected tothe router and that were learned via IGMPshow ip igmp Interfaceshow ip igmp GroupsInspecting Multicast Routing Tablerouter(config)#Displays the contents of the IP multicast routing table Summary - displays a one-line, abbreviat

21、ed summary of each entry in the IP multicast routing table Count - displays statistics about the group and source, including number of packets, packets per second, average packet size, and bits per second Active - displays the rate that active sources are sending to multicast groups. Active sources

22、are those sending at a rate of kbps or higher. The kbps argument defaults to 4 kbpsshow ip mroute Summaryshow ip mrouteshow ip mroute Countshow ip mroute ActiveBasic Debugging of IP Multicastrouter# Displays changes to the IP multicast routing tablerouter# Displays IP multicast packets received and

23、transmittedrouter# Displays PIM packets received and transmitted as well as PIMrelated eventsDebug ip mroutingDebug ip mpacketDebug ip pimDebug ip pim (cont.)Debug ip pim (cont.)SummaryAfter completing this section, you should beable to: Configure PIM DM on Cisco routers Troubleshoot basic IP multicast problems in PIM DMReview Questions1.List the basic Cisco IOS commands for inspecting PIMconfiguration on ro