第二章 PIM稀疏模式.doc

第二章 PIM稀疏模式21：配置PIM-SMPIM-SM配置起來比PIM-DM稍微復雜一點。所有需要做的事情是了解三條配置命令，然后就可以把稀疏模式配制好并使之運行。用戶需要在全局命令把網絡中的每臺路由器上的PIM都運行起來：ip multicast-routing接著用下列接口命令在網絡中每臺路由器上的每個接口運行PIM-SMip pim sparse-mode最后一步是用匯合點（rendezvous point,RP）的IP地址配制網絡中的每臺路由器，所用的全局命令如下：ip pim rp-address 這條命令告訴路由器，在稀疏模式中，當需要加入共享樹（share tree）時，往哪里發(fā)送（*，G）加入消息。22：PIM-SM狀態(tài)規(guī)則221 PIM-SM（*，G）狀態(tài)規(guī)則和密集模式不一樣的是，稀疏模式（*，G）項用于轉發(fā)組播信息。組播路由表中的每一個PIM-SM（*，G）項均定義了入口和出口，路由器利用他們向共享樹轉發(fā)Group G信息。在PIM-SM中，（*，G）狀態(tài)在典型情況下只是根據需要來創(chuàng)建的，要么是由于加入到該組的直連主機的結果，要么是由于接收下游路由器的一個（*，G）加入消息的結果。規(guī)則1：稀疏模式（*，G）項是作為顯式加入操作的結果而創(chuàng)建的。稀疏模式（*，G）狀態(tài)最初的創(chuàng)建是通過接收來自下游PIM鄰居的（*，G）加入消息，或者來自一個希望加入Group G直連主機的IGMP Membership Report。由于信息從RP沿共享樹下行，所以稀疏模式（*，G）項入口的計算與（*，G）項的入口就有所不同。在系數(shù)模式（*，G）項的情況下，RP的IP地址用于計算RPF接口。規(guī)則2：系數(shù)模式（*，G）項的入口總是指向RP的共享樹。222 PIM-SM（S，G）狀態(tài)規(guī)則在PIM-SM中，（S，G）項是根據需要通過接受Explicit(S,G)加入消息來創(chuàng)建的。當路由器希望通過最短路徑樹（SPT）接收（S，G）時，就發(fā)送（S，G）加入消息。（S，G）狀態(tài)也可以在最后一跳路由器切換到SPT時創(chuàng)建。這中情況發(fā)生在一個直連該組成員的路由器上，流向共享樹的信息速率長國該組的SPT-Threshold.規(guī)則3：稀疏模式（S，G）項在下列條件下創(chuàng)建：l 接收一條（S，G）加入消息/剪枝消息l 上一跳路由器上切換到SPT時l 不可預料的（S，G）到達是（*，G）狀態(tài)不存在l 在RP上接收一條注冊(Register)消息時223 PIM-SM出口規(guī)則（*，G）和（S，G）項的出口表在稀疏模式中的處理與密集模式稍有不同。在稀疏模式中，往出口表中增加了一個接口或者刪除一個接口是由于顯式加入或剪枝的原因。規(guī)則4：增加到稀疏模式（*，G）或（S，G）項出口表中的接口由如下兩個條件之一決定：l 當通過該接口收到一個適當?shù)模?，G）或（S，G）加入消息時l 當該接口存在一個該組的直連成員時從稀疏模式（*，G）和（S，G）項的出口表中刪除一個接口發(fā)生在如下兩種之一的情況：l 當通過該接口（這里沒有直連成員）接收到的一個適當?shù)模?，G）或（S，G）剪枝消息時l 當該接口的有效期計時器倒計時到0時稀疏模式（*，G）或（S，G）項的出口表總是反映接口的狀態(tài)，1. 下游PIM-SM鄰居已經加入到共享樹中2. 存在該組的一個直連成員224 PIM-SM的出口計時器系數(shù)模式出口表中接口有效期及時器的控制也與密集模式中相應元素的處理不同。當把一個接口增加到稀疏模式（*，G）或（S，G）項的出口表中時，有效期計時器就被初始化為3分鐘，并開始倒計時。如果沒有事件來重新設置這個數(shù)值，那么根據PIM-SM規(guī)則5的第一項，這個接口就被從出口表中刪除。225 PIM-SM狀態(tài)維護規(guī)則接口有效計時器重新置回3分鐘是通過如下兩個條件之一來進行的：1. 該接口接收到一個適當?shù)模?，G）或（S，G）加入消息。2. 在接口上接收到一個來自直連成員的IGMP Membership Report。由于下游鄰居通過發(fā)送（*，G）和（S，G）來定期（1分鐘一次）刷新狀態(tài)，所以PIM-SM規(guī)則6的第一部分將會防止接口有效期計時器計到0。這個行為可以通過定期發(fā)show ip mroute 命令進行察看，有效期計時器將從3分鐘連續(xù)倒計時到（大約）2分鐘，然后置回3分鐘。226 發(fā)送（S，G）RP位剪枝消息規(guī)則7：當（S，G）項的RPF鄰居與（*，G）項的RPF鄰居不同時，路由器將向共享樹發(fā)送一個（S，G）RP位剪枝消息。227 接口（S，G）RP位剪枝消息稀疏模式（S，G）項的RPF接口是用源IP地質計算的，除了設置RP位的情況外，在這種情況下，使用RP的IP地址。23 PIM-SM狀態(tài)項對（用命令show ip mroute 得到的）PIM狀態(tài)信息有一個扎實的理解在稀疏模式中甚至要比在密集模式中更為重要。表2.1（*，G）項的基本信息（*，224.2.127.254）指明這是組播組224.2.127.254的（*，G）項00：03：10/00：00：00正常運行時間/有效期計時器計數(shù)。正常運行時間說明該項已經運行了3分10秒，而不管有效期計時器是否運行RP 10.1.5.1指明RP的IP地址Flags:s指明該組為系數(shù)模式組Incoming interface:s0指明沿著共享樹向下游動的入口為Serial0RPF nbr 198.92.1.129對于這個組播信息流，指明上游（RPF）鄰居的IP地址表2.2 PIM-SM狀態(tài)標志S Sparese mode 標志這個標志的含義很明顯。S標志指明組播組是一個稀疏模式組。C Connected 標志C標志出現(xiàn)在（*，G）和（S，G）項中，指明該組播組有一個直連的成員。L Local 標志L標志出現(xiàn)在（*，G）和（S，G）項中，指明路由器本身是該組的成員，因此，路由器將處理所有發(fā)到該組的組播信息。路由器加入一個組的好例子是PIM RP-Discovery（224.0.1.40）組，這個組發(fā)布Auto-RP信息。P Pruned 標志T標志（或SPT）只出現(xiàn)在（S，G）項中，指明這個消息流正通過（S，G）項轉發(fā)。無論何時，當收到第一個（S，G）時，根據該組播路由表設置這個標志。J 加入消息SPT標志（*，G）對于稀疏模式（*，G）項，標志J是在留向共享樹的信息流速率超過SPT-Threshold設置。當J標志已經在（*，G）項中設置時，所接收的沿著共享樹向下的（S，G）包將導致源S切換到SPTJ加入消息SPT標志（S，G）J標志在稀疏模式（S，G）項中設置以指明該源以前被接通到SPT。這個標志告訴PIM檢查相對于SPT-Threshold的、沿著SPT向下的信息流速率，以便察看該源是否切換回同鄉(xiāng)樹F register 標志F標志用于（S，G）項，指明必須發(fā)送該信息流的Register消息。當組播源S是一個直連到向Group G發(fā)送信息的路由器時，就在（S，G）項上設置F標志。R 僅RP位標志（S，G）R標志就是RP位，指明（S，G）項中的信息可用于共享樹。在下游路由器加入到源S的SPT之后，（S，G）RP位用于從共享樹中刪除冗余的（S，G）信息下面我們來做一下這個PIM-SM的實驗：實驗拓撲如下：PIM密集模式用一種“推”的方式向網絡傳遞組播數(shù)據包，而PIM稀疏模式則用“拉”的方式，有活動的接收者的網段是唯一能夠接受組播流量的網段。R1的具體配置hostname R1no ip domain lookupip multicast-routinginterface Loopback0 ip address 1.1.1.1 255.255.255.255interface Serial1/0 ip address 12.1.1.1 255.255.255.0 ip pim sparse-mode clockrate 64000interface Serial2/0 ip address 13.1.1.1 255.255.255.0 ip pim sparse-moderouter ospf 1 router-id 1.1.1.1network 0.0.0.0 255.255.255.255 area 0ip pim rp-address 1.1.1.1 R2的具體配置hostname R2no ip domain lookupip multicast-routinginterface Loopback0 ip address 2.2.2.2 255.255.255.255interface Serial1/0 ip address 24.1.1.2 255.255.255.0 ip pim sparse-mode clockrate 64000interface Serial2/0 ip address 12.1.1.2 255.255.255.0 ip pim sparse-moderouter ospf 1 router-id 2.2.2.2network 0.0.0.0 255.255.255.255 area 0ip pim rp-address 1.1.1.1 R3的具體配置hostname R3no ip domain lookupip multicast-routinginterface Loopback0 ip address 3.3.3.3 255.255.255.255interface Serial1/0 ip address 13.1.1.3 255.255.255.0 ip pim sparse-mode clockrate 64000interface Serial2/0 ip address 35.1.1.3 255.255.255.0 ip pim sparse-moderouter ospf 1 router-id 3.3.3.3network 0.0.0.0 255.255.255.255 area 0ip pim rp-address 1.1.1.1R4的具體配置hostname R4no ip domain lookupip multicast-routinginterface Loopback0 ip address 4.4.4.4 255.255.255.255interface Serial2/0 ip address 24.1.1.4 255.255.255.0 ip pim sparse-moderouter ospf 1 router-id 4.4.4.4network 0.0.0.0 255.255.255.255 area 0ip pim rp-address 1.1.1.1 R5的具體配置hostname R5no ip domain lookupip multicast-routinginterface Loopback0 ip address 5.5.5.5 255.255.255.255interface Serial1/0 ip address 35.1.1.5 255.255.255.0 ip pim sparse-mode clockrate 64000interface Serial2/0 ip address 24.1.1.4 255.255.255.0router ospf 1 router-id 5.5.5.5network 0.0.0.0 255.255.255.255 area 0ip pim rp-address 1.1.1.1下面完成監(jiān)視和測試配置：我們先看一下R3上面的PIM鄰居關系和map是不是正常R3# show ip pim neighbor PIM Neighbor TableNeighbor Interface Uptime/Expires Ver DRAddress Prio/Mode13.1.1.1 Serial1/0 00:36:33/00:01:41 v2 1 / S35.1.1.5 Serial2/0 00:35:44/00:01:31 v2 1 / SR3#show ip pim rp mapping PIM Group-to-RP MappingsGroup(s): 224.0.0.0/4, StaticRP: 1.1.1.1 (?)2240.0.0/4代表所有的組播地址。現(xiàn)在我們把R5作為一個組播源（35.1.1.5），持續(xù)向組播組238.1.1.1發(fā)送組播，對于系數(shù)模式而言，組播源所在的網段需要運行PIM，這樣PIM接口會出發(fā)向RP注冊的過程。R5#ping Protocol ip: Target IP address: 238.1.1.1Repeat count 1: 500Datagram size 100: Timeout in seconds 2: Extended commands n: Sweep range of sizes n: Type escape sequence to abort.Sending 3, 100-byte ICMP Echos to 238.1.1.1, timeout is 2 seconds:(超時,以下省略)組播源啟用后，在RP可以看到注冊信息：R1#show ip mroute IP Multicast Routing TableFlags: D - Dense, S - Sparse, B - Bidir Group, s - SSM Group, C - Connected, L - Local, P - Pruned, R - RP-bit set, F - Register flag, T - SPT-bit set, J - Join SPT, M - MSDP created entry, X - Proxy Join Timer Running, A - Candidate for MSDP Advertisement, U - URD, I - Received Source Specific Host Report, s - SSMOutgoing interface flags: H - Hardware switchedTimers: Uptime/ExpiresInterface state: Interface, Next-Hop or VCD, State/Mode(*, 224.0.1.40), 00:41:02/00:00:00, RP 1.1.1.1, flags: SJCL Incoming interface: Null, RPF nbr 0.0.0.0 Outgoing interface list: Serial2/0, Forward/Sparse, 00:40:24/00:02:56 Serial1/0, Forward/Sparse, 00:41:02/00:02:48(*, 238.1.1.1), 00:13:39/00:03:21, RP 1.1.1.1, flags: S Incoming interface: Null, RPF nbr 0.0.0.0 Outgoing interface list: Serial1/0, Forward/Sparse, 00:13:01/00:03:23(35.1.1.5, 238.1.1.1), 00:01:17/00:02:16, flags: T Incoming interface: Serial2/0, RPF nbr 13.1.1.3 Outgoing interface list:Serial1/0, Forward/Sparse, 00:01:18/00:03:23R1的組播路由表內容有所增加，增加了組（*，238.1.1.1）的條目，在這個條目下面有一個源、組條目（35.1.1.5,238.1.1.1），代表當前有一個組播服務器35.1.1.5，向組播組238.1.1.1發(fā)送消息。接下來我們讓R4仿真為238.1.1.1的客戶端，注意如果使用環(huán)回口來仿真接受端，那么需要啟用PIM稀疏模式，否之路由器不會向RP方向發(fā)送注冊信息：R4(config)#interface loopback 0R4(config-if)#ip igmp join-group 238.1.1.1R4(config-if)#ip pim sparse-mode再在R5上面重復ping的過程。這個時候察看R1的路由表：R1#sh ip mrou IP Multicast Routing TableFlags: D - Dense, S - Sparse, B - Bidir Group, s - SSM Group, C - Connected, L - Local, P - Pruned, R - RP-bit set, F - Register flag, T - SPT-bit set, J - Join SPT, M - MSDP created entry, X - Proxy Join Timer Running, A - Candidate for MSDP Advertisement, U - URD, I - Received Source Specific Host Report, s - SSMOutgoing interface flags: H - Hardware switchedTimers: Uptime/ExpiresInterface state: Interface, Next-Hop or VCD, State/Mode(*, 224.0.1.40), 00:46:19/00:00:00, RP 1.1.1.1, flags: SJCL Incoming interface: Null, RPF nbr 0.0.0.0 Outgoing interface list: Serial2/0, Forward/Sparse, 00:45:40/00:03:26 Serial1/0, Forward/Sparse, 00:46:19/00:03:18(*, 238.1.1.1), 00:18:56/00:03:02, RP 1.1.1.1, flags: S Incoming interface: Null, RPF nbr 0.0.0.0 Outgoing interface list: Serial1/0, Forward/Sparse, 00:18:17/00:03:10(35.1.1.5, 238.1.1.1), 00:00:02/00:02:57, flags: T Incoming interface: Serial2/0, RPF nbr 13.1.1.3 Outgoing interface list:Serial1/0, Forward/Sparse, 00:00:03/00:03:27可見當有一個組播接收者加入組之后，RP即獲得組播接收這的信息。RP會向組播源方向通告，使組播源經過的任何一個路由器均向組播組方向轉發(fā)數(shù)據報文。Flags顯示為T代表，目前的組播樹是最短路徑樹（源樹）。在目前的拓撲連接里，R5向R4發(fā)送組播數(shù)據報文，必須經過RP（RPF和SPT完全重合），注意一點，這并非是必然，RP可以處于組播網絡中的任何一個位置。我們做一下改動是RPF轉化為SPT。所用的實驗拓撲如下：增加了一條RR2，R3之間直連的鏈路R2(config)#interface ethernet 0/0R2(config-if)#ip address 10.1.1.2 255.255.255.0R2(config-if)#no shutdownR2(config-if)#ip pim sparse-modeR3(config-if)#int e0/0R3(config-if)#no shutdown R3(config-if)#ip pim sparse-mode R3(config-if)#ip add 10.1.1.3 255.255.255.0我們將R5作為組播源，開始發(fā)送組播數(shù)據。R5#ping Protocol ip: Target IP address: 238.1.1.1Repeat count 1: 1000Datagram size 100: Timeout in seconds 2: Extended commands n: Sweep range of sizes n: Type escape sequence to abort.Sending 1, 100-byte ICMP Echos to 238.1.1.1, timeout is 2 seconds:Reply to request 0 from 24.1.1.4, 184 ms以下省略注意：IOS使用ping命令發(fā)送組播數(shù)據報文，如果不定義源地址，那么會以所有運行PIM的端口地址作為源，因此R5會以Serial1/0的IP地址作為源發(fā)送組播。要提醒一點，如果手動指定以Loopback0為源地址的話，不會觸發(fā)向RP發(fā)送源注冊信息，因此在PIM-SM的組播測試里面一般不會單獨用環(huán)回口來作為源地址。查看是不是已經形成了SPT：R2#sh ip mroute IP Multicast Routing TableFlags: D - Dense, S - Sparse, B - Bidir Group, s - SSM Group, C - Connected, L - Local, P - Pruned, R - RP-bit set, F - Register flag, T - SPT-bit set, J - Join SPT, M - MSDP created entry, X - Proxy Join Timer Running, A - Candidate for MSDP Advertisement, U - URD, I - Received Source Specific Host Report, s - SSMOutgoing interface flags: H - Hardware switchedTimers: Uptime/ExpiresInterface state: Interface, Next-Hop or VCD, State/Mode(*, 224.0.1.40), 00:26:46/00:00:00, RP 1.1.1.1, flags: SJCL Incoming interface: Serial2/0, RPF nbr 12.1.1.1 Outgoing interface list: Serial1/0, Forward/Sparse, 00:26:46/00:03:07(*, 238.1.1.1), 00:26:13/00:03:02, RP 1.1.1.1, flags: S Incoming interface: Serial2/0, RPF nbr 12.1.1.1 Outgoing interface list: Serial1/0, Forward/Sparse, 00:26:13/00:03:09(35.1.1.5, 238.1.1.1), 00:03:07/00:00:22, flags: Incoming interface: Ethernet0/0, RPF nbr 10.1.1.3 Outgoing interface list: Serial1/0, Forward/Sparse, 00:03:07/00:03:09R3#sh ip mroute IP Multicast Routing TableFlags: D