IP组播-PIM技术介绍-D
16页1、,IP组播-PIM技术介绍技术介绍IP 组播目 录目 录PIM1PIM简介1PIM-DM简介1PIM-DM工作机制2PIM-SM简介4PIM-SM工作机制5PIM-SM管理域机制介绍10SSM模型在PIM中的实现12多实例的PIM13i技术介绍IP 组播PIMPIMPIM 简介PIM 是 Protocol Independent Multicast(协议无关组播)的简称,表示可以利用静态路由或者任意单播路由协议(包括 RIP、OSPF、IS-IS、BGP 等)所生成的单播路由表为 IP 组播提供路由。组播路由与所采用的单播路由协议无关,只要能够通过单播路由协议产生相应的组播路由表项即可。PIM 借助 RPF( Reverse Path Forwarding,逆向路径转发)机制实现对组播报文的转发。当组播报文到达本地设备时,首先对其进行 RPF 检查:若 RPF 检查通过,则创建相应的组播路由表项, 从而进行组播报文的转发;若 RPF 检查失败,则丢弃该报文。根据实现机制的不同,PIM 分为以下两种模式: PIM-DM(Protocol Independent Multicast-Den
2、se Mode,协议无关组播密集模式) PIM-SM(Protocol Independent Multicast-Sparse Mode,协议无关组播稀疏模式) 说明:为了描述的方便,本文中把由支持 PIM 协议的组播路由器所组成的网络简称为“PIM 域”。PIM-DM 简介PIM-DM 属于密集模式的组播路由协议,使用“推(Push)模式”传送组播数据, 通常适用于组播组成员相对比较密集的小型网络。PIM-DM 的基本原理如下: PIM-DM 假设网络中的每个子网都存在至少一个组播组成员,因此组播数据将被扩散(Flooding)到网络中的所有节点。然后,PIM-DM 对没有组播数据转发的分支进行剪枝(Prune),只保留包含接收者的分支。这种“扩散剪枝” 现象周期性地发生,被剪枝的分支也可以周期性地恢复成转发状态。 当被剪枝分支的节点上出现了组播组的成员时,为了减少该节点恢复成转发状态所需的时间,PIM-DM 使用嫁接(Graft)机制主动恢复其对组播数据的转发。13一般说来,密集模式下数据包的转发路径是有源树(Source Tree,即以组播源为“根”、组播组成员为“枝叶”的一棵
3、转发树)。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(Shortest Path Tree,SPT)。PIM-DM 工作机制1. 邻居发现在 PIM 域中,路由器通过周期性地的向所有 PIM 路由器(224.0.0.13)以组播方式发送 PIM Hello 报文(以下简称 Hello 报文),以发现 PIM 邻居,维护各路由器之间的 PIM 邻居关系,从而构建和维护 SPT。 说明:路由器每个运行了 PIM 协议的接口都会周期性地发送 Hello 报文,从而了解与该接口相关的 PIM 邻居信息。2. 构建 SPT构建 SPT 的过程也就是“扩散剪枝”的过程:(1) 在 PIM-DM 域中,组播源 S 向组播组 G 发送组播报文时,首先对组播报文进行扩散:路由器对该报文的 RPF 检查通过后,便创建一个(S,G)表项,并将该报文向网络中的所有下游节点转发。经过扩散,PIM-DM 域内的每个路由器上都会创建(S,G)表项。(2) 然后对那些下游没有接收者的节点进行剪枝:由没有接收者的下游节点向上游节点发剪枝报文(Prune Message),以通知上游节点将相应的接
4、口从其组播转发表项(S,G)所对应的出接口列表中删除,并不再转发该组播组的报文至该节点。 说明: (S,G)表项包括组播源的地址 S、组播组的地址 G、出接口列表和入接口等。 路由器上收到组播数据的接口称为“上游”,转发组播数据的接口称为“下游”。剪枝过程最先由叶子路由器发起,如 图 1所示,没有接收者(Receiver)的路由器(如与Host A直连的路由器)主动发起剪枝,并一直持续到PIM-DM域中只剩下必要的分支,这些分支共同构成了SPT。图1 PIM-DM 中构建 SPT 示意图“扩散剪枝”的过程是周期性发生的。各个被剪枝的节点提供超时机制,当剪枝超时后便重新开始这一过程。 说明:剪枝在 PIM-SM 中有着相似的应用。3. 嫁接当被剪枝的节点上出现了组播组的成员时,为了减少该节点恢复成转发状态所需的时间,PIM-DM 使用嫁接机制主动恢复其对组播数据的转发,过程如下:(1) 需要恢复接收组播数据的节点向其上游节点发送嫁接报文(Graft Message) 以申请重新加入到 SPT 中;(2) 当上游节点收到该报文后恢复该下游节点的转发状态,并向其回应一个嫁接应答报文(Graf
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