華為綜合學(xué)習(xí)資料-11-組播

1、 網(wǎng)絡(luò)科技有限公司HUAWEI（HCNA HCNP HCIE）綜合學(xué)習(xí)資料-11-組播CONTENTS目錄一、組播基礎(chǔ)31.1 前言31.2 組播MAC與單播MAC的區(qū)別41.3 三層組播IP到二層組播MAC的映射關(guān)系5二、IGMP52.1 IGMP基本配置62.2 IGMPv172.3 IGMPv2112.4 IGMPv3142.5 IGMP版本之間的兼容182.6 查詢者的選舉182.7 IGMP SSMP mapping192.8 IGMP代理22三、二層組播的問題233.1 IGMP snooping（IGMP監(jiān)聽）243.2 組播vlan27四、PIM組播路由選擇協(xié)議284.1 PI

2、M-DM（密集模式）284.1.1 特點(diǎn)和概述284.1.2 數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)和樹形結(jié)構(gòu)294.1.3 PIMv2 DM報(bào)頭格式304.1.4 hello建鄰居314.1.5 構(gòu)建SPT樹擴(kuò)散324.1.6 構(gòu)建SPT樹剪枝334.1.7 嫁接機(jī)制354.1.8 RPF檢測364.1.9 assert（斷言）機(jī)制前轉(zhuǎn)器374.1.10 小結(jié)384.1.11 PIMv2 DM基本配置394.2 PIM-SM（稀疏模式）454.2.1 特點(diǎn)和概述454.2.2 基本配置484.2.3 工作原理504.2.4 SM高級配置624.2.5 小結(jié)6611-組播一、組播基礎(chǔ)1.1 前言IP組播技術(shù)實(shí)現(xiàn)了IP網(wǎng)

3、絡(luò)中點(diǎn)到多點(diǎn)的高效數(shù)據(jù)傳送，能夠有效地節(jié)約網(wǎng)絡(luò)帶寬、降低網(wǎng)絡(luò)負(fù)載，在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳送、多媒體會議、數(shù)據(jù)拷貝、游戲和仿真等諸多方面都有廣泛的應(yīng)用。ASM：Any Source Multicast任意源組播SSM：Source Specific Multicast特定源組播1.2 組播MAC與單播MAC的區(qū)別1.3 三層組播IP到二層組播MAC的映射關(guān)系二、IGMPIGMP（Internet Group Management Protocol）作為因特網(wǎng)組管理協(xié)議，是TCP/IP協(xié)議族中負(fù)責(zé)IP組播成員管理的協(xié)議，它用來在IP主機(jī)和與其直接相鄰的組播路由器之間建立、維護(hù)組播組成員關(guān)系。2.1 IGMP

4、基本配置igmp版本2是默認(rèn)的，可以不敲查看路由器接口的IGMP參數(shù)：查看組播組地址和組成員的關(guān)系（一旦用戶加組即可生成）：2.2 IGMPv1華為模擬器上抓包看不到igmpv1的query報(bào)文<R1>debugging igmp all /現(xiàn)象也不對普遍組查詢和響應(yīng)l 組播網(wǎng)絡(luò)中R1和R2連接主機(jī)網(wǎng)段，R1為查詢器，在主機(jī)網(wǎng)段上有PC1、PC2、PC3三個(gè)接收者。假設(shè)PC1和PC2想要接收發(fā)往組播組G1的數(shù)據(jù)，PC3想要接收發(fā)往組播組G2的數(shù)據(jù)。普遍組查詢和響應(yīng)過程如下： IGMP查詢器（R1）發(fā)送普遍組查詢報(bào)文，目的地址是224.0.0.1（表示同一網(wǎng)段內(nèi)所有主機(jī)和路由器）。普

5、遍組查詢報(bào)文是周期性發(fā)送的，發(fā)送周期可以通過命令配置，缺省每隔60秒發(fā)送一次。 網(wǎng)段內(nèi)所有主機(jī)都接收到該查詢報(bào)文，PC1和PC2是組播組G1成員，則在本地啟動定時(shí)器Timer-G1。PC3是組播組G2的成員，則在本地啟動定時(shí)器Timer-G2。定時(shí)器的范圍為010秒之間的隨機(jī)值。 第一個(gè)定時(shí)器超時(shí)的主機(jī)發(fā)送針對該組的報(bào)告報(bào)文。PC1上的Timer-G1首先超時(shí)，向該網(wǎng)段發(fā)送目的地址為G1的報(bào)告報(bào)文。也想加入組G1的PC2偵聽到此報(bào)告報(bào)文，則停止定時(shí)器Timer-G1，不再發(fā)送針對G1的報(bào)告報(bào)文。這樣報(bào)告報(bào)文被抑制，可以減少網(wǎng)段上的流量。 PC3上的Timer-G2超時(shí)，向該網(wǎng)段發(fā)送報(bào)告報(bào)文，目

6、的地址為G2。 路由器接收到報(bào)告報(bào)文后，了解到本網(wǎng)段內(nèi)存在組播組G1和G2的成員，則由組播路由協(xié)議生成（*，G1）和（*，G2）組播轉(zhuǎn)發(fā)項(xiàng)，“*”代表任意組播源。網(wǎng)絡(luò)中一旦有組播組G1和G2的數(shù)據(jù)到達(dá)路由器，將向該網(wǎng)段轉(zhuǎn)發(fā)。新組成員加入l 假設(shè)在網(wǎng)段上新接入一個(gè)主機(jī)PC4，想加入組播組G3，但是偵聽到網(wǎng)段中沒有G3的組播數(shù)據(jù)。則不等待普遍組查詢報(bào)文的到來，立即發(fā)送針對G3的報(bào)告報(bào)文。路由器收到報(bào)告報(bào)文后，了解到本網(wǎng)段內(nèi)出現(xiàn)了組播組G3的成員，則生成組播轉(zhuǎn)發(fā)項(xiàng)（*，G3）。網(wǎng)絡(luò)中一旦有G3的數(shù)據(jù)到達(dá)路由器，將向該網(wǎng)段轉(zhuǎn)發(fā)。組成員離開l IGMPv1沒有專門定義離開組的報(bào)文。當(dāng)主機(jī)離開組播組時(shí)，將

7、不會再對普遍組查詢報(bào)文做出回應(yīng)。假設(shè)PC4退出組播組G3，當(dāng)收到普遍組查詢報(bào)文時(shí)，PC3不再發(fā)送針對G3的報(bào)告報(bào)文。由于網(wǎng)段上不存在組G3的其他成員，路由器不會收到G3的報(bào)告報(bào)文，則在一定時(shí)間（130秒，即組成員關(guān)系超時(shí)時(shí)間=IGMP普遍查詢消息發(fā)送間隔60S × 健壯系數(shù)2 + 最大查詢響應(yīng)時(shí)間10S）后，刪除G2所對應(yīng)的組播轉(zhuǎn)發(fā)項(xiàng)。葉路由器：multicast routing-enableint g0/0/0 ip address 12.1.1.1 255.255.255.0 igmp enable igmp version 1PC：R1：ping 224.1.1.1 /不通通用

8、組查詢：report（加組）：IGMPv1小結(jié)：PC加入：立即發(fā)送report，源IP為12.1.1.2，目的IP為224.1.1.1，報(bào)文中包含的組地址為224.1.1.1路由器通用組查詢：周期性60S一次，源IP為12.1.1.1，目的IP為224.0.0.1，報(bào)文中包含的組地址為0.0.0.0PC收到后啟動010秒之間的隨機(jī)值的倒計(jì)時(shí)器PC離組：靜悄悄的離開，路由器發(fā)送通用組查詢2次，等待130S后刪除組播轉(zhuǎn)發(fā)項(xiàng)2.3 IGMPv2華為模擬器上抓包看igmpv2的所有報(bào)文都正常<R1>debugging igmp all /現(xiàn)象不對相比于IGMPv1，除了普遍組查詢報(bào)文和成員

9、報(bào)告報(bào)文之外，IGMPv2新增了兩種報(bào)文l 特定組查詢報(bào)文（Group-Specific Query）：查詢器向共享網(wǎng)段內(nèi)指定組播組發(fā)送的查詢報(bào)文，用于查詢該組播組是否存在成員。l 成員離開報(bào)文（Leave）：成員離開組播組時(shí)主動向路由器發(fā)送的報(bào)文，用于宣告自己離開了某個(gè)組播組。l IGMPv2對普遍組查詢報(bào)文格式也做了改進(jìn)，添加了最大響應(yīng)時(shí)間（Max Response Time）字段（通用組查詢和特定組查詢中都有此字段）。此字段取值可以配置，用于控制成員的響應(yīng)速度。查詢者選舉：l IGMPv2使用獨(dú)立的查詢器選舉機(jī)制，當(dāng)共享網(wǎng)段上存在多個(gè)組播路由器時(shí)，IP地址最小的路由器成為查詢器。而IGM

10、Pv1依賴于PIM等上層協(xié)議進(jìn)行選舉。l 拓?fù)涿枋觯?所有IGMPv2路由器在初始時(shí)都認(rèn)為自己是查詢器，向本地網(wǎng)段內(nèi)的所有主機(jī)和路由器發(fā)送普遍組查詢報(bào)文。 其他路由器在收到該報(bào)文后，將報(bào)文的源IP地址與自己的接口地址作比較。通過比較，IP地址最小的路由器將成為查詢器，其他路由器成為非查詢器（Non-Querier）。R1的接口地址小于R2，則R1當(dāng)選為查詢器。 所有非查詢器上都會啟動一個(gè)定時(shí)器（即其他查詢器存在時(shí)間定時(shí)器Other Querier Present Timer，其他IGMP查詢器的存活時(shí)間 健壯系數(shù)2 × IGMP普遍查詢消息發(fā)送間隔60S +（1/2）× 最

11、大查詢響應(yīng)時(shí)間10S。當(dāng)健壯系數(shù)、IGMP普遍查詢消息發(fā)送間隔和最大查詢響應(yīng)時(shí)間都取缺省值時(shí)，其他IGMP查詢器的存活時(shí)間的值為125秒。）。在該定時(shí)器超時(shí)前，如果收到了來自查詢器的查詢報(bào)文，則重置該定時(shí)器；否則，就認(rèn)為原查詢器失效，并發(fā)起新的查詢器選舉過程。離開組機(jī)制：l 在IGMPv2中，主機(jī)PC3想離開組播組G2時(shí)，如果PC3是上一次回應(yīng)查詢的組成員，則過程如下： PC3向本地網(wǎng)段內(nèi)的所有組播路由器（目的地址為224.0.0.2）發(fā)送針對組G2的離開報(bào)文。 查詢器收到離開報(bào)文，會發(fā)送針對組G2的特定組查詢報(bào)文。發(fā)送間隔和發(fā)送次數(shù)可以配置。缺省每隔1秒發(fā)送一次，一共發(fā)送兩次。同時(shí)啟動組成員

12、關(guān)系定時(shí)器Timer-Membership（2S）=發(fā)送間隔1S x 發(fā)送次數(shù)2次。 網(wǎng)段內(nèi)不存在其他組G2的成員，則路由器不會收到針對組G2的報(bào)告報(bào)文，會在Timer-Membership超時(shí)后（2S后），刪除（*，G）表項(xiàng)中對應(yīng)的下游接口。組G2的數(shù)據(jù)再到達(dá)路由器時(shí)，將不會再向該網(wǎng)段轉(zhuǎn)發(fā)。 如果網(wǎng)段內(nèi)還有組G2的其他成員，則這些成員在收到特定組查詢報(bào)文后，會在該報(bào)文中指定的最大響應(yīng)時(shí)間（1S）內(nèi)發(fā)送針對組G2的報(bào)告報(bào)文。路由器繼續(xù)維護(hù)該組成員關(guān)系。通用組查詢：最大響應(yīng)時(shí)間為10S特定組查詢（針對用戶離開的組）：最大響應(yīng)時(shí)間為1Sreport（加組）：leave：IGMPv2小結(jié)：PC加入：

13、立即發(fā)送report，源IP為12.1.1.2，目的IP為224.1.1.1，報(bào)文中包含的組地址為224.1.1.1路由器通用組查詢：周期性60S一次，源IP為12.1.1.1，目的IP為224.0.0.1，報(bào)文中包含的組地址為0.0.0.0，報(bào)文中包含的最大響應(yīng)時(shí)間為10SPC收到后啟動010秒之間的隨機(jī)值的倒計(jì)時(shí)器PC離組：立即發(fā)送leave消息，源IP為12.1.1.2，目的IP為224.0.0.2，報(bào)文中包含的組地址為224.1.1.1路由器收到leave消息后，發(fā)送特定組查詢2次，1S一次，源IP為12.1.1.1，目的IP為224.1.1.1，報(bào)文中包含的組地址為224.1.1.1

14、，報(bào)文中包含的最大響應(yīng)時(shí)間為1S等待2S后刪除組播轉(zhuǎn)發(fā)項(xiàng)查詢器的超時(shí)時(shí)間為125秒2.4 IGMPv3取消成員關(guān)系報(bào)告抑制機(jī)制：因?yàn)殡m然不同PC加入同一個(gè)組224.1.1.1，但是指定的源可能不同，不能因?yàn)橐慌_PC報(bào)告要加入組224.1.1.1，其他PC就不發(fā)報(bào)告了IGMPv3是專門針對SSM開發(fā)使用的，但是IGMPv1、IGMPv2也可以用于SSMIS正常的相應(yīng)查詢的報(bào)告報(bào)文TO轉(zhuǎn)變時(shí)的報(bào)告報(bào)文，由ex轉(zhuǎn)in或由in轉(zhuǎn)exALLOW/BLOCK表示添加的IGMPv3中沒有專門的離組報(bào)文設(shè)置離組：2.5 IGMP版本之間的兼容IGMPv3向后兼容v1、v2IGMPv2向后兼容v12.6 查詢者

15、的選舉選舉查詢器的原則：IGMPv1：需要通過上層協(xié)議PIM來選舉查詢器（又叫DR），優(yōu)先級高的（默認(rèn)為1）或者IP地址大的IGMPv2、IGMPv3：使用IGMP協(xié)議自身選舉接口源IP地址小的成為查詢器2.7 IGMP SSMP mapping使IGMPv1、v2的主機(jī)支持SSM的服務(wù)路由器連PC的接口必須是v3，主機(jī)可能是v1、v2組播路由器可以使用PIM DM（與cisco不同）源：PC：interface GigabitEthernet0/0/0 ip address 192.168.2.1 255.255.255.0 igmp enable igmp version 3 igmp s

16、sm-mapping enable /打開SSM映射功能igmp ssm-mapping 232.1.0.0 16 1.1.1.1 ssm-mapping 232.1.0.0 16 2.2.2.2dis igmp ssm-mapping group如果用戶加組232.2.1.1，則映射表匹配不中，葉路由器直接丟棄此報(bào)文2.8 IGMP代理主機(jī)行為主機(jī)行為是指IGMP代理設(shè)備的上游接口收到查詢報(bào)文時(shí)根據(jù)當(dāng)前組播轉(zhuǎn)發(fā)表的狀態(tài)對查詢報(bào)文做出響應(yīng)，或者當(dāng)組播轉(zhuǎn)發(fā)表發(fā)生變化時(shí)上游接口主動向接入設(shè)備發(fā)送報(bào)告/離開報(bào)文。主機(jī)行為的工作機(jī)制如下：IGMP代理設(shè)備上游接口收到查詢報(bào)文時(shí)，會根據(jù)當(dāng)前組播轉(zhuǎn)發(fā)表的狀

17、態(tài)對查詢報(bào)文做出響應(yīng)。IGMP代理設(shè)備收到某組播組的報(bào)告報(bào)文后，會在組播轉(zhuǎn)發(fā)表中查找該組播組：如果沒有找到相應(yīng)的組播組，IGMP代理設(shè)備會向接入設(shè)備發(fā)送針對該組播組的報(bào)告報(bào)文，并在組播轉(zhuǎn)發(fā)表中添加該組播組；如果找到相應(yīng)的組播組，IGMP代理設(shè)備就不需要向接入設(shè)備發(fā)送報(bào)告報(bào)文。IGMP代理設(shè)備收到某組播組G的離開報(bào)文后，會向接收到該離開報(bào)文的接口發(fā)送一個(gè)特定組查詢報(bào)文，檢查該接口下是否還存在組播組G的其他成員：如果沒有其他成員，IGMP代理設(shè)備會向接入設(shè)備發(fā)送針對該組播組的離開報(bào)文，并在組播轉(zhuǎn)發(fā)表中將對應(yīng)的接口刪除；如果有其他成員，IGMP代理設(shè)備會繼續(xù)向該接口轉(zhuǎn)發(fā)組播數(shù)據(jù)。路由器行為路由器行為

18、是指IGMP代理設(shè)備的下游接口通過成員主機(jī)加入/離開組播組的信息生成組播轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)、接收接入設(shè)備下發(fā)的組播數(shù)據(jù)并根據(jù)組播轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)的出接口信息向特定的接口轉(zhuǎn)發(fā)組播數(shù)據(jù)。路由器行為的工作機(jī)制與IGMP的工作機(jī)制一致三、二層組播的問題因?yàn)橹虚g的交換機(jī)上無法學(xué)習(xí)到組播的MAC地址表，只有單播MAC地址表，所以接收到目的為組播的數(shù)據(jù)幀后只能廣播發(fā)送3.1 IGMP snooping（IGMP監(jiān)聽）根據(jù)IGMP協(xié)議，主機(jī)加入組播組時(shí)，需要向上游設(shè)備發(fā)送IGMP報(bào)文，向其報(bào)告加入組播組消息，這樣上游設(shè)備才可以將組播報(bào)文發(fā)送給主機(jī)。由于IGMP報(bào)文是封裝在IP報(bào)文內(nèi)，屬于三層協(xié)議報(bào)文，而二層設(shè)備不處理報(bào)文的三層

19、信息，所以這個(gè)過程它并不知道，而且通過對數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)幀的源MAC地址的學(xué)習(xí)也學(xué)不到組播MAC地址（數(shù)據(jù)幀的源MAC地址不會是組播MAC地址）。這樣當(dāng)二層設(shè)備在接收到一個(gè)目的MAC地址為組播MAC地址的數(shù)據(jù)幀時(shí)，在以前學(xué)習(xí)的MAC地址表中就不會找到對應(yīng)的表項(xiàng)。那么這時(shí)候，它就會采用廣播方式發(fā)送接收到的組播報(bào)文，這樣一來不但會造成帶寬的極大浪費(fèi)，而且影響網(wǎng)絡(luò)安全。IGMP snooping基本配置：只需在交換機(jī)上配置即可注意：需要先在全局下開啟：igmp-snooping enableSW：igmp-snooping enablevlan 1 igmp-snooping enable查看交換機(jī)上

20、的IGMP snooping信息：可以看到連接組播路由器的端口，連接主機(jī)的端口，組播組IP地址，用戶主機(jī)的MAC地址。dis igmp-snooping port-infodis l2-multicast forwarding-table vlan 1 /查看vlan1的二層組播轉(zhuǎn)發(fā)表3.2 組播vlan普通二層轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)，路由器默認(rèn)會對每個(gè)vlan發(fā)送一份組播流量二層組播l 如果不同VLAN的用戶有相同的組播數(shù)據(jù)需求時(shí)，上游路由器仍然需要發(fā)送多份相同報(bào)文到不同VLAN中。l 屬于不同VLAN（VLAN2和VLAN3）的用戶需要接收相同的組播流，上游路由器R1就會把組播數(shù)據(jù)在每個(gè)VLAN內(nèi)都復(fù)制一

21、份然后發(fā)送給下游交換機(jī)S1。這樣，既造成了路由器與二層設(shè)備之間帶寬的浪費(fèi)，也增加了路由器額外的負(fù)擔(dān)。組播VLANl 組播VLAN，在二層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上進(jìn)行跨VLAN組播復(fù)制。l 在交換機(jī)上部署了組播VLAN功能后，上游路由器不必在每個(gè)用戶VLAN（VLAN2和VLAN3）內(nèi)都復(fù)制一份組播流，而是數(shù)據(jù)流在組播VLAN（VLAN4）內(nèi)復(fù)制一份后發(fā)送給二層設(shè)備。這樣就避免了組播流在上游設(shè)備的重復(fù)復(fù)制，不僅節(jié)省了網(wǎng)絡(luò)帶寬，又減輕了上游路由器的負(fù)擔(dān)?；靖拍頻 組播VLAN：網(wǎng)絡(luò)側(cè)接口所屬VLAN，用于實(shí)現(xiàn)組播流的匯聚。一個(gè)組播VLAN可以綁定多個(gè)用戶VLAN。l 用戶VLAN：用戶側(cè)接口所屬VLAN，用于

22、接收組播VLAN的組播數(shù)據(jù)。一個(gè)用戶VLAN只能加入一個(gè)組播VLAN。在交換機(jī)上新建一個(gè)vlan4，定義為組播vlan，用于和葉路由器互聯(lián)，組播vlan4關(guān)聯(lián)多個(gè)用戶vlan2、vlan3，使分發(fā)流量的任務(wù)交給交換機(jī)去完成，減輕路由器的負(fù)擔(dān)。四、PIM組播路由選擇協(xié)議4.1 PIM-DM（密集模式）4.1.1 特點(diǎn)和概述假設(shè)接收者很密集適合小型網(wǎng)絡(luò)（因?yàn)槊芗Ｊ椒浅Ｏ木W(wǎng)絡(luò)帶寬）適合免費(fèi)用戶（因?yàn)槭且环N推的模型）PIM-DM假設(shè)網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)子網(wǎng)都存在至少一個(gè)對組播源感興趣的接收站點(diǎn)，因此組播數(shù)據(jù)包被擴(kuò)散到網(wǎng)絡(luò)中的所有點(diǎn)，與此伴隨著相關(guān)資源（帶寬和路由器的CPU等）的消耗。為了減少網(wǎng)絡(luò)資源的消耗

23、，密集模式組播路由協(xié)議對沒有組播數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的分支進(jìn)行Prune（修剪、剪枝）操作，只保留包含接收者的分支。被剪掉的分支如果有組播數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)需求也可以重新接收組播數(shù)據(jù)流。PIM-DM使用Graft（嫁接）機(jī)制主動恢復(fù)組播報(bào)文的轉(zhuǎn)發(fā)。周期性的擴(kuò)散和剪枝現(xiàn)象是密集模式協(xié)議的特征。4.1.2 數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)和樹形結(jié)構(gòu)DM模式下數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)路徑是一顆“有源樹”：“有源樹”是以“組播源”為根、組播組成員為枝葉的一棵樹。有源樹使用的是從組播源到接收者的最短路徑，因此也稱為最短路徑樹SPT（Shortest Path Tree） 。PIM-DM不依賴于特定的單播路由協(xié)議，而是使用現(xiàn)存的單播路由表進(jìn)行RPF檢查。數(shù)據(jù)

24、包的轉(zhuǎn)發(fā)中會出現(xiàn)上游和下游兩個(gè)概念：路由器收到組播數(shù)據(jù)的接口稱為上游。轉(zhuǎn)發(fā)組播數(shù)據(jù)的接口稱為下游。數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)是從上游至下游方向的轉(zhuǎn)發(fā)。4.1.3 PIMv2 DM報(bào)頭格式PIM協(xié)議報(bào)文中的協(xié)議號都是103（PIM相當(dāng)于是一個(gè)3.5層的協(xié)議） 這幾種報(bào)文類型是于PIM-DM協(xié)議相關(guān)的，PIM-SM協(xié)議類型的報(bào)文將在PIM-SM中介紹。PIM-DM協(xié)議有報(bào)文類型有：0：Hello報(bào)文3：加入/剪枝消息5：Assert報(bào)文（Assert消息使用組播方式發(fā)送，目的地是224.0.0.13的所有PIM路由器）6：嫁接消息7：嫁接回應(yīng)消息9：狀態(tài)刷新這幾類報(bào)文主要用于周期的建立、維護(hù)SPT樹。4.1.4

25、 hello建鄰居接口下啟用PIM-DM后會周期性發(fā)送hello以形成鄰居關(guān)系Hello消息默認(rèn)周期是30秒。hold時(shí)間默認(rèn)為105S（3.5倍于hello時(shí)間間隔）pim timer hello interval /在接口視圖下配置發(fā)送Hello消息的時(shí)間間隔。當(dāng)DR出現(xiàn)故障時(shí)，接收Hello消息將會超時(shí)，鄰居路由器之間會觸發(fā)新的DR選舉過程：pim hello-option holdtime interval /在接口視圖下配置Hello消息超時(shí)時(shí)間值，即hold時(shí)間4.1.5 構(gòu)建SPT樹擴(kuò)散PIM-DM假設(shè)網(wǎng)絡(luò)上的所有主機(jī)都準(zhǔn)備接收組播數(shù)據(jù)，當(dāng)某組播源S開始向組播組G發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，具體

26、過程如下：路由器接收到組播報(bào)文后，首先根據(jù)單播路由表進(jìn)行RPF檢查：1.如果檢查通過則創(chuàng)建一個(gè)（S，G）表項(xiàng)，然后將數(shù)據(jù)向網(wǎng)絡(luò)中所有下游PIM-DM節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)，這個(gè)過程稱為擴(kuò)散（Flooding）。2.如果沒有通過RPF（Reverse Path Forwarding）檢查，即組播報(bào)文從錯(cuò)誤的接口接收，則將報(bào)文丟棄。經(jīng)過這個(gè)過程，PIM-DM組播域內(nèi)每個(gè)路由器上都會創(chuàng)建（S，G）表項(xiàng)。4.1.6 構(gòu)建SPT樹剪枝無論下游有沒有組播成員，組播報(bào)文都會被擴(kuò)散出去，因此會導(dǎo)致帶寬資源的浪費(fèi)。為避免帶寬的浪費(fèi)PIM-DM使用剪枝機(jī)制：當(dāng)下游節(jié)點(diǎn)沒有組播組成員（組播路由器通過IGMP得知），則路由器向上游

27、節(jié)點(diǎn)發(fā)Prune剪枝消息，通知上游節(jié)點(diǎn)不用再轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)到該分支。上游節(jié)點(diǎn)收到Prune剪枝消息后，就將相應(yīng)的接口從其組播轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)（S，G）對應(yīng)的輸出發(fā)送列表中刪除。剪枝過程繼續(xù)直到PIM-DM中僅剩下了必要的分支，這就建立了一個(gè)以組播源S為根的SPT（源路徑樹或最短路徑樹）。 各個(gè)被剪枝的節(jié)點(diǎn)同時(shí)提供超時(shí)機(jī)制，當(dāng)剪枝超時(shí)時(shí)重新開始擴(kuò)散剪枝過程。剪枝狀態(tài)超時(shí)計(jì)時(shí)器的默認(rèn)值為210秒（3.5分鐘）。PIM-DM的擴(kuò)散剪枝機(jī)制是周期性進(jìn)行的。 組播路由器根據(jù)剪枝消息剪去多余的分枝，形成一棵新的SPT樹。雖然剪枝消息讓路由器不再向沒有組播成員的分枝轉(zhuǎn)發(fā)組播報(bào)文。但是每個(gè)路由器上的（S，G）表項(xiàng)仍存在（目

28、的是為了一旦有組播成員加入時(shí)可以快速加入并轉(zhuǎn)發(fā)組播報(bào)文）R2的下游接口到底應(yīng)不應(yīng)該被修剪：PIM hello包中的參數(shù)：在以太網(wǎng)接口上，如果收到prune，并不是馬上修剪，要等待500+2500=3000ms的延遲時(shí)間，如果在3S內(nèi)收到j(luò)oin消息，則把之前的prune消息否決掉4.1.7 嫁接機(jī)制被剪枝的下游節(jié)點(diǎn)在剪枝超時(shí)計(jì)時(shí)器超時(shí)時(shí)可以恢復(fù)到轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，但是剪枝超時(shí)計(jì)時(shí)器要等待210秒。如果在這期間有組播成員想加入則必須等待，這個(gè)時(shí)間是比較長的。為了減少反應(yīng)的時(shí)間，當(dāng)被剪枝的下游節(jié)點(diǎn)需要恢復(fù)到轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)時(shí)，該節(jié)點(diǎn)可以使用Graft嫁接消息主動通知上游節(jié)點(diǎn)。如上圖所示：網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)接收者恢復(fù)接收組

29、播數(shù)據(jù)，Graft嫁接消息逐跳向組播源S傳遞，中間節(jié)點(diǎn)接收到Graft嫁接消息后回應(yīng)確認(rèn)，從而先前被剪掉的分支恢復(fù)信息傳輸。 剪枝路徑重新恢復(fù)為轉(zhuǎn)發(fā)路徑，生成一棵新的SPT樹。4.1.8 RPF檢測PIM-DM和PIM-SM都采用RPF檢查機(jī)制，利用現(xiàn)存的單播路由表、組播靜態(tài)路由表、MBGP路由表來構(gòu)建一棵從數(shù)據(jù)源S始發(fā)的組播轉(zhuǎn)發(fā)樹。當(dāng)一個(gè)組播包到達(dá)時(shí)，路由器首先判斷到達(dá)路徑的正確性。如果到達(dá)接口是單播路由指示的通往組播源S的接口，就認(rèn)為這個(gè)組播包是從正確路徑而來；否則，將組播包作為冗余報(bào)文丟棄。作為路徑判斷依據(jù)之一的單播路由信息可以來源于任何一種單播路由協(xié)議，如RIP、OSPF發(fā)現(xiàn)的路由信息

30、，不依賴于特定的單播路由協(xié)議。4.1.9 assert（斷言）機(jī)制前轉(zhuǎn)器在共享網(wǎng)絡(luò)（如Ethernet）中會出現(xiàn)相同報(bào)文的重復(fù)發(fā)送。如上圖所示：LAN網(wǎng)段上包含多臺組播路由器A、B、C和D，各自都有到組播源S的接收途徑。當(dāng)路由器A、B和C都從上游接收到組播源發(fā)出的組播數(shù)據(jù)報(bào)文后，都會向Ethernet網(wǎng)絡(luò)上轉(zhuǎn)發(fā)該組播報(bào)文，這時(shí)下游節(jié)點(diǎn)組播路由器D就會收到三份完全相同的組播報(bào)文。路由器A、B和C也會從各自的本地接口收到對方轉(zhuǎn)發(fā)來的該組播報(bào)文。為了避免這種情況，就需要通過Assert機(jī)制來選定一個(gè)唯一的組播數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)者（DR）。路由器A、B和C會通過本地接口向本網(wǎng)段的所有PIM路由器（224.0.0

31、.13）以組播方式發(fā)送斷言報(bào)文（Assert Message），該報(bào)文中攜帶有以下信息：組播源地址S、組播組地址G、到組播源的單播路由/MBGP路由/組播靜態(tài)路由的優(yōu)先級和度量值。通過一定的規(guī)則對這些參數(shù)進(jìn)行比較后，獲勝者將成為（S，G）組播報(bào)文在本網(wǎng)段的轉(zhuǎn)發(fā)者，而其他落選路由器則剪掉對應(yīng)的接口以禁止轉(zhuǎn)發(fā)信息。選舉機(jī)制如下：（1）到組播源的優(yōu)先級較高者獲勝；（2）如果到組播源的優(yōu)先級相等，那么到組播源的度量值較小者獲勝；（3）如果到組播源的度量值也相等，則本地接口IP地址較大者獲勝。4.1.10 小結(jié)PIM-DM的工作過程可以概括為：鄰居發(fā)現(xiàn)、擴(kuò)散、剪枝、嫁接階段、Assert機(jī)制。鄰居發(fā)現(xiàn)組

32、播路由器使用Hello消息發(fā)現(xiàn)并維護(hù)鄰居關(guān)系。并通過比較Hello消息上攜帶的優(yōu)先級和IP地址，各路由器為多路由器網(wǎng)段選舉指定路由器DR，充當(dāng)IGMPv1的查詢器。擴(kuò)散（Flooding）組播源S向組播組G發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，路由器接收到組播報(bào)文后，首先根據(jù)單播路由表進(jìn)行RPF檢查，通過則創(chuàng)建一個(gè)（S，G）表項(xiàng)，然后將數(shù)據(jù)向網(wǎng)絡(luò)上所有下游PIM-DM節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)，這個(gè)過程稱為擴(kuò)散（Flooding）。沒有通過RPF檢查，則將報(bào)文丟棄。剪枝（Prune）如果下游節(jié)點(diǎn)沒有組播組成員，則向上游節(jié)點(diǎn)發(fā)Prune剪枝消息，通知上游節(jié)點(diǎn)不用再轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)到該分支。上游節(jié)點(diǎn)收到Prune剪枝消息后，就將相應(yīng)的接口從其組播轉(zhuǎn)

33、發(fā)表項(xiàng)（S，G）對應(yīng)的出接口列表中刪除。剪枝過程繼續(xù)直到PIM-DM中僅剩下了必要的分支，建立了一個(gè)以組播源S為根的SPT（一種組播轉(zhuǎn)發(fā)樹，被稱為：源分發(fā)樹或最短路徑樹）。嫁接（Graft）當(dāng)被剪枝的下游節(jié)點(diǎn)需要恢復(fù)到轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)時(shí)，該節(jié)點(diǎn)使用Graft嫁接消息通知上游節(jié)點(diǎn)恢復(fù)信息傳輸。Assert機(jī)制在共享網(wǎng)絡(luò)使用Assert機(jī)制指定轉(zhuǎn)發(fā)器。4.1.11 PIMv2 DM基本配置注意：在接口下使能PIM-DM之前必須首先全局使能IP組播路由。命令為：multicast routing-enable 葉路由器連接PC的接口不能啟用PIM，而應(yīng)該啟用IGMP（接口下：igmp enable）不同于c

34、iscodis pim peer /此命令不可用display pim interface verbose命令用來查看接口上的PIM詳細(xì)信息。包括是否使能PIM協(xié)議，PIM的模式以及DR路由器IP地址信息。display pim interface命令用來查看接口上PIM的簡略信息display pim routing-table 查看路由器PIM協(xié)議組播路由表。路由器接收到組播報(bào)文后后生成（S，G）表項(xiàng)，（S，G）表項(xiàng)中會列出組播報(bào)文所經(jīng)過的路由器中的節(jié)點(diǎn)信息。即上游節(jié)點(diǎn)和下游節(jié)點(diǎn)，以及RPF鄰居關(guān)系。RPF鄰居信息用于RPF檢查判斷報(bào)文是否從正確接口處接收。組播路由表項(xiàng)在沒有流量一段時(shí)間后

35、會自動清空組播流量正常轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)的組播路由表項(xiàng)：有加組用戶的葉路由器的組播路由表中會形成根目錄結(jié)構(gòu)：組播源的配置：接收者的配置：ENSP模擬器中要首先在設(shè)置中制定VLC的路徑：4.2 PIM-SM（稀疏模式）4.2.1 特點(diǎn)和概述PIM-SM(Protocol Independent Multicast-Sparse Mode)稱為協(xié)議無關(guān)組播稀疏模式。屬于稀疏模式的組播路由協(xié)議，適用于組成員分布相對分散、范圍較廣、大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)。PIM-SM假設(shè)網(wǎng)絡(luò)中的組成員分布非常稀疏，幾乎所有網(wǎng)段均不存在組成員。直到某網(wǎng)段出現(xiàn)組成員時(shí)，才構(gòu)建組播路由，向該網(wǎng)段轉(zhuǎn)發(fā)組播數(shù)據(jù)。PIM-SM模型實(shí)現(xiàn)組播轉(zhuǎn)發(fā)的核心任

36、務(wù)是構(gòu)造并維護(hù)一棵單向共享樹（RPT）。共享樹選擇PIM中某一路由器作為公用根節(jié)點(diǎn)，稱為匯聚點(diǎn)RP（Rendezvous Point）。組播數(shù)據(jù)通過RP沿共享樹向接收者轉(zhuǎn)發(fā)。接收側(cè)，連接信息接收者的路由器向該組播組對應(yīng)的RP發(fā)送組加入消息，加入消息經(jīng)過一個(gè)個(gè)路由器后到達(dá)根部（即RP匯聚點(diǎn)），所經(jīng)過的路徑就變成了此共享樹RPT的分支。發(fā)送端如果想要往某組播組發(fā)送數(shù)據(jù)，首先由第一跳路由器向RP匯聚點(diǎn)進(jìn)行注冊，注冊消息到達(dá)RP后觸發(fā)源樹建立。之后組播源把數(shù)據(jù)發(fā)向RP匯聚點(diǎn)，當(dāng)數(shù)據(jù)到達(dá)了RP匯聚點(diǎn)后，組播數(shù)據(jù)包被復(fù)制并沿著RPT樹傳給接收者。PIM-SM同時(shí)包含兩種樹：共享樹和源路徑樹。從RP到組播接

37、收者數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的路徑稱為共享樹。從組播源到RP的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)路徑稱為源路徑樹。RPF檢查根據(jù)樹的種類進(jìn)行：在共享樹下，使用RP地址作為檢測地址。在源路徑樹下，使用組播源地址作為檢測地址。4.2.2 基本配置靜態(tài)RP地址的環(huán)回接口不需要啟用pim查看PIM-SM網(wǎng)絡(luò)中RP信息。本例中RP是手工指定的，RP前有Static，說明是手工指定的。Display pim interface 命令查看PIM接口信息。包括是否使能PIM協(xié)議，PIM的版本，PIM的模式，PIM查詢周期間隔，DR路由器IP地址。組播路由表收錄所有PIM路由表項(xiàng)，并下刷到轉(zhuǎn)發(fā)表中，由轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)直接指導(dǎo)組播報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)。PIM中存在兩種轉(zhuǎn)發(fā)表

38、項(xiàng)：(S,G)或(*,G)。S表示組播源，G表示組播組，*表示任意。(S,G)只適用于源地址為S，組地址為G的組播報(bào)文。通常將源地址為S，組地址為G的組播報(bào)文表示為(S,G)報(bào)文。(*,G)適用于組地址為G的組播報(bào)文。即：不論是哪個(gè)組播源發(fā)出的，只要是發(fā)往組播組G的組播報(bào)文，都應(yīng)該從（*，G）表項(xiàng)中的下游接口轉(zhuǎn)發(fā)出去。RTB上使用display pim routing-table看到兩個(gè)表項(xiàng)，(S,G)表項(xiàng)和(*,G)表項(xiàng)。(S,G)在組播源到RP的SPT樹上的路由器會建立該表項(xiàng)。(*,G)則是PIM-SM才有的表項(xiàng)，表示（任意組播源，組播組），在RPT共享樹上的路由器會建立該表項(xiàng)。4.2.3

39、 工作原理在PIM-SM網(wǎng)絡(luò)中，剛啟動的組播路由器需要使用Hello消息來發(fā)現(xiàn)鄰居，并維護(hù)鄰居關(guān)系。通過各路由器之間周期性地使用Hello消息保持聯(lián)系。除了維護(hù)鄰居關(guān)系外，Hello消息還具有一個(gè)重要的功能就是在多路由器網(wǎng)段中選舉DR指定路由器。DR充當(dāng)IGMPv1查詢器。PIM-SM在共享網(wǎng)絡(luò)（如Ethernet）同樣選舉DR(Designated Router)。DR（Designated Router）應(yīng)用在PIM-SM網(wǎng)絡(luò)中的如下兩個(gè)位置：在連接組播源的共享網(wǎng)段，由DR負(fù)責(zé)向RP發(fā)送Register注冊消息。與組播源相連的DR稱為源端DR。在連接組成員的共享網(wǎng)段，由DR負(fù)責(zé)向RP發(fā)送J

40、oin加入消息。與組成員相連的DR稱為組成員端DR。共享媒介網(wǎng)絡(luò)上的各路由器相互之間發(fā)送Hello消息（攜帶DR優(yōu)先級選項(xiàng)），擁有最高DR優(yōu)先級路由器將被選舉為本網(wǎng)絡(luò)中的DR。假如優(yōu)先級相同或網(wǎng)絡(luò)中至少有一臺路由器不支持在Hello報(bào)文中攜帶優(yōu)先級，則擁有最大IP地址的路由器被選舉為DR。當(dāng)DR出現(xiàn)故障時(shí)，接收Hello消息將會超時(shí)，鄰居路由器之間會觸發(fā)新的DR選舉過程。pim timer hello interval，在接口視圖下配置發(fā)送Hello消息的時(shí)間間隔。 Hello消息默認(rèn)周期是30秒。pim hello-option holdtime interval 命令用于修改Hello消息

41、超時(shí)時(shí)間值。默認(rèn)情況超時(shí)時(shí)間值為105秒。在共享網(wǎng)絡(luò)（如Ethernet）有多個(gè)路由器時(shí)選舉出“指定轉(zhuǎn)發(fā)器”，PIM-SM中的“Assert”與PIM-DM中的相同，這里不再介紹。在PIM-SM組播網(wǎng)絡(luò)里，擔(dān)當(dāng)共享樹樹根的節(jié)點(diǎn)稱為RP (Rendezvous Point) 。RP的作用：1、共享樹里所有組播流都通過RP轉(zhuǎn)發(fā)到接收者。2、RP可以負(fù)責(zé)幾個(gè)或者所有組播組的轉(zhuǎn)發(fā)，網(wǎng)絡(luò)中可以有一個(gè)或多個(gè)RP 。用戶通過配置命令，可以限制RP只為IP地址在一定范圍的組播組服務(wù)。一個(gè)RP可以同時(shí)為多個(gè)組播組服務(wù)，但一個(gè)組播組只能對應(yīng)一個(gè)RP。所有該組成員和向該組發(fā)送組播數(shù)據(jù)的組播源都向唯一的RP匯聚。RP

42、的發(fā)現(xiàn)：1、靜態(tài)RP：在PIM域中的所有PIM路由器上逐一進(jìn)行配置，靜態(tài)指定RP。static-rp rp-address 指定靜態(tài)RP的IP地址。2、動態(tài)RP：在PIM域內(nèi)選擇幾臺PIM路由器，配置成為C-RP(Candidate-RP)，最后從C-RP中競選產(chǎn)生RP。使用動態(tài)RP，必須同時(shí)配置C-BSR（Candidate-BootStrap Router）。由C-BSR競選產(chǎn)生BSR。RP是PIM-SM域中的核心路由器，在小型并且簡單的網(wǎng)絡(luò)中，組播信息量少，全網(wǎng)絡(luò)僅依靠一個(gè)RP進(jìn)行信息轉(zhuǎn)發(fā)即可，此時(shí)可以在SM域中各路由器上靜態(tài)指定RP位置。但是更多的情況下，PIM-SM網(wǎng)絡(luò)規(guī)模都很大，通

43、過RP轉(zhuǎn)發(fā)的組播信息量巨大，為了緩解RP的負(fù)擔(dān)同時(shí)優(yōu)化共享樹的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，不同組播組應(yīng)該對應(yīng)不同的RP，此時(shí)就需要自舉機(jī)制來動態(tài)選舉RP，配置自舉路由器BSR(BootStrap Router)。RP利用自舉機(jī)制來動態(tài)選舉。在PIM-SM域中，所有的候選RP(C-RP)參與RP的選舉。RP的選舉原則如膠片所述。c-rp interface-type interface-number group-policy basic-acl-number | priority priority | holdtime hold-interval | advertisement-interval adv-inte

44、rval * 命令用于配置C-RP。interface-type interface-number為C-RP所在接口，該接口必須使能PIM-SM。group-policy basic-acl-number指定C-RP服務(wù)范圍為ACL允許的組播組。basic-acl-number表示基本訪問控制列表號。缺省情況下，C-RP為所有組播組服務(wù)。priority priority為C-RP的競選優(yōu)先級，數(shù)值越大，優(yōu)先級越低。缺省值是0。在RP選舉中，優(yōu)先級較高的C-RP較優(yōu)；優(yōu)先級相同的情況下，執(zhí)行Hash函數(shù)，計(jì)算結(jié)果較大者獲勝；如果Hash函數(shù)計(jì)算結(jié)果也相同，比較IP地址，IP地址較高者較優(yōu)。BS

45、R自舉路由器是PIM-SM網(wǎng)絡(luò)里的管理核心，負(fù)責(zé)收集網(wǎng)絡(luò)中候選RP(C-RP)發(fā)來的Advertisement宣告信息。然后將為每個(gè)組播組選擇部分C-RP信息以組成RP-Set集（即組播組和RP的映射數(shù)據(jù)庫），并發(fā)布到整個(gè)PIM-SM網(wǎng)絡(luò)，從而網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有路由器（包括DR）都會知道RP的位置。 C-RP周期性的發(fā)送Advertisement宣告消息的時(shí)間間隔(advertisement-interval )缺省值是60s。BSR在holdtime hold-interva(缺省150s)內(nèi)等待接收C-RP發(fā)送的Advertisement宣告消息，超過150s，BSR認(rèn)為C-RP失效。一個(gè)PIM

46、-SM域內(nèi)也可以配置多個(gè)C-RP，由BSR機(jī)制計(jì)算出和每個(gè)組播組對應(yīng)的RP。一個(gè)網(wǎng)絡(luò)（或某管理域）內(nèi)部只能選舉出一個(gè)BSR，但可以配置多個(gè)候選BSR (Candidate-BSR C-BSR)，當(dāng)BSR發(fā)生故障后，其余C-BSR能夠通過自動選舉產(chǎn)生新的BSR，從而確保業(yè)務(wù)免受中斷。BootStrap router工作的原理和過程：1、在網(wǎng)絡(luò)中選擇合適的路由器把它配置成候選BSR(C-BSR)，每個(gè)C-BSR都有優(yōu)先級。當(dāng)它得知自己是C-BSR后，首先啟動一個(gè)定時(shí)器（默認(rèn)為130秒），監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)中的 BootStrap Message。BootStrap Message初始時(shí)通告發(fā)送路由器的優(yōu)先級

47、、BSR的IP地址。2、當(dāng)C-BSR收到一個(gè)BootStrap Message后，它會把自己的優(yōu)先級和報(bào)文里的優(yōu)先級做比較，如果對方的優(yōu)先級高，它就把自己的定時(shí)器重置，繼續(xù)監(jiān)聽BootStrap Message；如果是自己的高，那么它就發(fā)送BootStrap Message聲明自己是BSR，如果優(yōu)先級相等，則比較IP地址，誰的IP地址大誰就是BSR。BSR消息發(fā)送的目的地址是224.0.0.13，所有的PIM路由器都能接收到這個(gè)報(bào)文，該報(bào)文TTL一般被置為1，但每個(gè)PIM路由器收到此報(bào)文后都是把它以泛洪的方式從自己所有的使能PIM的接口上發(fā)送出去，這就能保證網(wǎng)絡(luò)中的每臺PIM設(shè)備都能收到Boo

48、tStrap Message。1、候選RP(C-RP)周期性將聲明發(fā)送到BSR。當(dāng)C-RP收到BootStrap Message后，它可以從該message中得知網(wǎng)絡(luò)中誰是BSR，然后C-RP通過Candidate-RP-Advertisement Message把自己所能服務(wù)的組單播給BSR。每個(gè)C-RP都這么做的話，BSR就收集到了網(wǎng)絡(luò)中所有C-RP的信息，并把這些信息整理成一個(gè)集RP-Set。C-RP每60秒周期性的單播發(fā)送通告。2、BSR通過BootStrap Message周期性地向所有PIM路由器(224.0.0.13)發(fā)送BSR消息(每60秒)，BSR消息包含整個(gè)RP-set和

49、BSR地址，消息一跳一跳地自BSR向整個(gè)網(wǎng)絡(luò)泛洪（flood）。3、所有的路由器使用收到的RP集來確定RP。所有路由器都使用相同的RP選擇算法，所以選擇的RP也是一致的。注意：如果RP不是手工指定，而是通過選舉從C-RP中產(chǎn)生，則每臺路由器需要配置包括C-RP地址、優(yōu)先級和它所能服務(wù)的組。當(dāng)接收者主機(jī)加入一個(gè)組播組G時(shí)，通過IGMP報(bào)文知會與該主機(jī)直接相連的葉子路由器，葉子路由器掌握組播組G的接收者信息，然后朝著RP方向往上游節(jié)點(diǎn)發(fā)送加入組播組的Join消息。從葉子路由器到RP之間途經(jīng)的每個(gè)路由器都會在轉(zhuǎn)發(fā)表中生成(*，G)表項(xiàng)，這些沿途經(jīng)過的路由器就形成了RP共享樹(RPT)的一個(gè)分支。其中

50、(*，G)表示從任意源來的信息去往組播組G。RPT共享樹以RP為根，以接收者為葉子。當(dāng)從組播源Source來的發(fā)往組播組G的報(bào)文流經(jīng)RP時(shí)，報(bào)文就會沿著已經(jīng)建立好的RPT共享樹路徑到達(dá)葉子路由器，進(jìn)而到達(dá)接收者主機(jī)。當(dāng)某接收者對組播信息不再感興趣時(shí)，離該接收者最近的組播路由器會逆著RPT樹朝RP方向逐跳發(fā)送Prune剪枝消息。第一個(gè)上游路由器接收到該剪枝消息，在接口列表中刪除連接此下游路由器的接口，并檢查自己是否擁有感興趣的接收者，如果沒有則繼續(xù)向上游轉(zhuǎn)發(fā)該剪枝消息。這一過程同PIM-DM的剪枝相同。為了向RP通知組播源的存在，當(dāng)組播源向組播組G發(fā)送了一個(gè)組播報(bào)文時(shí)，與組播源直接相連的路由器接

51、收到該組播報(bào)文后，就將該報(bào)文封裝成Register注冊報(bào)文，并單播發(fā)送給對應(yīng)的RP。 當(dāng)RP接收到來自組播源的注冊消息后，一方面解封裝注冊消息并將組播信息沿著RPT樹轉(zhuǎn)發(fā)到接收者，另一方面朝組播源方向逐跳發(fā)送(S，G)加入消息，從而讓RP和組播源之間的所有路由器上都生成了(S，G)表項(xiàng)，這些沿途經(jīng)過的路由器就形成了SPT樹的一個(gè)分支。SPT源樹以組播源為根，以RP為目的地。組播源發(fā)出的組播信息沿著已經(jīng)建立好的SPT樹到達(dá)RP，然后由RP將信息沿著RPT共享樹進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。當(dāng)RP收到沿著SPT樹轉(zhuǎn)發(fā)的組播流量后，向與組播源直連的路由器單播發(fā)送注冊停止報(bào)文。組播源注冊過程結(jié)束。 當(dāng)組播源成功注冊到RP

52、后，組播報(bào)文從組播源經(jīng)SPT樹到RP，再由RP經(jīng)RPT樹向接收者方向轉(zhuǎn)發(fā)。針對特定的源，PIM-SM通過指定一個(gè)利用帶寬的SPT閾值可以實(shí)現(xiàn)將最后一跳路由器(即離接收者最近的DR)從RPT切換到SPT。當(dāng)最后一跳路由器發(fā)現(xiàn)從RP發(fā)往組播組G的組播報(bào)文速率超過了該閾值時(shí)，就向單播路由表中到組播源S的下一跳路由器發(fā)送（S，G）加入消息，Join加入消息經(jīng)過一個(gè)個(gè)路由器后到達(dá)第一跳路由器（即離組播源最近的DR），沿途經(jīng)過的所有路由器都擁有了（S，G）表項(xiàng)，從而建立了SPT樹分支。當(dāng)信息吞吐率超過預(yù)定的值時(shí)，PIM-SM就會從共享樹切換到組播源路徑樹。在VRP中，缺省情況下連接接收者的路由器在探測到組

53、播源之后（即接收到第一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)文），便立即加入最短路徑樹（源樹），即從RPT向SPT切換。切換到SPT樹后，組播信息將直接從組播源S發(fā)送到接收者。通過RPT樹到SPT樹的切換，PIM-SM能夠以比PIM-DM更經(jīng)濟(jì)的方式建立SPT轉(zhuǎn)發(fā)樹。最后一跳路由器向RP逐跳發(fā)送包含RP位的Prune剪枝消息，RP收到消息后會向組播源反向轉(zhuǎn)發(fā)Prune剪枝消息，從而最終實(shí)現(xiàn)組播信息流從RPT樹切換到SPT樹。切換后從組播源到接收者之間建立了SPT。鄰居發(fā)現(xiàn)：在PIM-SM網(wǎng)絡(luò)中，組播路由器使用Hello消息來發(fā)現(xiàn)鄰居，并維護(hù)鄰居關(guān)系，協(xié)商協(xié)議參數(shù)。通過比較Hello消息上攜帶的優(yōu)先級和IP地址，各路由器為多

54、路由器網(wǎng)段選舉指定路由器DR，充當(dāng)IGMPv1的查詢器。DR選舉：為與組播源或組播接收者之間的共享網(wǎng)絡(luò)（如Ethernet）選舉DR（Designated Router）。RP發(fā)現(xiàn)：通過手工指定或是通過BSR自舉消息選舉產(chǎn)生。加入（Join）：當(dāng)接收者加入一個(gè)組播組G時(shí)，通過IGMP報(bào)文知會與該主機(jī)直接相連的葉子路由器，葉子路由器朝著RP方向往上游節(jié)點(diǎn)發(fā)送加入組播組的Join消息。 剪枝（Prune）：剪枝過程最先由葉子路由器發(fā)起。下游組播組成員全部離開，則向上游節(jié)點(diǎn)發(fā)Prune剪枝消息。通知上游節(jié)點(diǎn)不用再轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)到該分支。注冊（Register）：向RP通知組播源S的存在。SPT切換：PIM-SM通過指定一個(gè)利用帶寬的SPT閾值可以實(shí)現(xiàn)將最后一跳路由器(即接收者側(cè)DR)從RPT切換到S