224.0.0.1 子网的所有系统 224.0.0.2 子网的所有路由器 224.0.0.4 DVMRP路由器 224.0.0.5 OSPF路由器 224.0.0.13 PIMv2路由器 224.0.0.22 所有使能IGMPv3的路由器 224.0.0.9(RIPV2)
• 组播IP地址，不表示某一个具体的主机，而是表示所有接收该组播IP地 址报文的主机集合
• 指定路由器（Designated Router，DR）


接收者DR负责将数据从RP转发到接收者
是共享树的根节点，接收者从这里获取源信息 从接收者DR到RP逐跳建立起来的，以RP为根节点的共享树 从接收者DR到源建立起来的，以源为跟的最短路径树
• 汇聚点（Rendezvous Point, RP）
<ME60>display multicast forwarding-table Multicast Forwarding Table of VPN-Instance: public net Total 78 entries, 78 matched 00001. (115.153.239.41, 239.252.219.10) MID: 83, Flags: 0x0:0 Uptime: 1w:2d, Timeout in: 00:03:30
RPT 到SPT 切换
H3 组播源
Send data
通过单播注册报文 发送组播数据到 RP 空单播注册报文
Send (S,G,) Register stop towards DR
RP
源 DR
I have a receiver I have no receiver
Add this oif in (S,G) entry
Forward data
I want data from G
Host H3
此例中RP配置为永远不向SPT切换
RPT切换到SPT过程总结
• 共享树并不一定是到源的最优路径
• 当从RPT上接收的数据超过配置的阈值时，接收者DR发起从RPT到
SPT的切换 • 接收者DR查找到源的RPF邻居（即到源的单播下一跳，并且是PIM邻
居）并向其发送(S,G)加入请求
• (S,G)沿着从接收者DR到源DR的路径逐跳扩散，沿途创建(S,G)项， 并将接收到(S,G)加入请求的接口加入到出接口列表，沿途路由器
成为SPT树的节点
• 源DR沿SPT树转发数据 • 接收者DR从SPT树上接收到数据，向到RP的RPF邻居发送(S,G)RPT剪
Incoming interface: GigabitEthernet4/0/0
List of 10 outgoing interfaces: 1: TUA1 Msub-Tag total number is 3 2: TUA5 Msub-Tag total number is 1
• 入接口存在的目的是防止报文环回。
•
当二层以太网交换设备收到主机和路由器之间传递的IGMP报文时
，IGMP Snooping分析IGMP报文所带的信息 ：

当监听到主机发出的IGMP主机报告报文时，交换设备就将该主机 加入到相应的组播MAC地址表中 当监听到主机发出的IGMP离开报文时，交换设备就将删除与该主 机对应的组播MAC地址表中
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组播基本转发模型
• 组播基于二元组进行转发（源+目的）
• 组播路由和单播路由是相反的:

单播路由关心数据报文要到哪里去 组播路由关心数据报文从哪里来 组播路由使用 “逆向路径转发”机制(RPF, Reverse Path Forwarding) 来判断数据是否可以被转发
• 组播转发表的组成形式:(源，组，入接口，出接口列表）
源DR向RP注册活跃的组播源

源DR封装组播数据到register报文中单播发送给RP进行注册并携带组播数据到RP
数据沿RPT转发

RP接收到源DR发送的注册报文，解封装注册报文中的数据，并沿共享树转发该数据
RPT到SPT切换

接收者DR向到源的邻居发送（S,G）加入，并逐跳扩散到源DR，形成以源DR为跟的源树
• 优点


降低服务器负载 节约带宽,减少冗余流量 可扩展性好,增加接收者并不会给网络带来负担(相对性)
• 缺点




尽力投递: 报文丢失是不可避免的 没有拥塞避免机制: 缺少TCP窗口机制和慢启动机制，组播可能会出现拥塞 报文重复: 某些组播协议的特殊机制可能会造成偶尔的数据包的重复 报文失序
Forward data
Forward data
Send (S,G,rpt) prune towards RP
Send (S,G) Join towards Source
Forward data
Forward data
Send (S,G,rpt) prune towards RP
接收者 DR
Create (S,G) entry and add this oif Send (S,G) Join towards Source
同样组播协议有的时候会造成报文到达的次序错乱，组播应用程序必须自己采用 某种手段进行纠正（比如缓冲池机制等）
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组播地址
• IP组播地址范围 224.0.0.0–239.255.255.255 “D”类地址空间（IP地址高四位是“1110”）
• 保留的本地组播地址（专们为路由协议预留，不单是组播协议） 224.0.0.0–224.0.0.255 发送报文时 TTL = 1（Why？） 例如（更多预留地址的含义参考产品手册）:
枝消息，数据停止从RPT树上向下转发
PIM DM协议简介
• PIM-DM协议机制

利用泛滥(Flood)和剪枝(Prune)机制转发数据
利用嫁接(Graft)和嫁接应答(Graft acknowledge)机制解决接收者后加入的问题 利用断言(Assert)机制在共享网段选出唯一的转发者 周期性状态刷新机制(Periodc State Refresh Mechanism)替代周期性泛滥/剪枝机制
组播的基本概念
• What？

• Why？

组播就是数据一点（发送者）到多点（接收者） 传送的过程
在实现相同应用的情况下，可以节约大量的网络 带宽资源 通过域间、域内、本网段内不同层次的组播协议， 建立组播流量的树形拓扑，该树一般以源（发送 者）为根，接收者为叶子
• How？

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组播的优缺点
而IGMP Proxy则拦截了终端用户的IGMP请 求并进行相关处理后，再将它转发给上层路 由器
• 相当于IGMP snooping来说,实现了IGMP proxy的二层网络
设备，对用户侧承担Server的角色，定期查询用户信息，对 于网络路由侧又承担Client的角色，在需要时将当前的用户 信息发送给网络.不仅能够达到抑制二层组播泛滥的目的更能 有效地获取和控制用户信息,同时在减少网络侧协议消息以降 低网络负荷方面起到一定作用。

RPT建立过程
H3 组播源
Send data
通过单播注册报文 发送组播数据到 RP I have a receiver RP create (*,G) entry and add this oif Send (*,G) Join towards RP
Register 接口 Create (S,G) entry and copy oif from (*,G) Create (S,G) entry and copy oif from (*,G) Create (S,G) entry and copy oif from (*,G) Create (*,G) entry and add oif Create (*,G) entry and add oif
IGMP Snooping
PIM-SM协议简介
• PIM-SM协议机制


主动加入(Explicit Join)模型
RPT树和SPT树，支持从RPT到SPT的切换 周期性发送加入/剪枝(Join/Prune)消息维护分发树状态 需要额外的RP发现机制(静态RP，BSR-RP，Auto-RP等)
RPT剪枝

当接收者DR从源树接收到组播数据后，向共享树发送（S,G）RPT剪枝，剪除从共享树上下来的相同 源的组播数据
RPT及SPT树的状态维护

接收者DR向RPT的邻居周期性发送（*，G）加入和（S,G）RPT剪枝，维护（*，G）加入和特定源的 RPT剪枝状态 接收者DR向SPT的邻居周期性发送（S,G）SPT加入，维护SPT的加入状态

•
通过不断地监听IGMP报文，交换机就可以在二层建立和维护组播 MAC地址表 ，交换机就可以根据组播MAC地址表转发从路由器下 发的组播报文
注：没有运行IGMP Snooping时，组播报文将在二层广播
IGMP Proxy简介
• • IGMP Snooping只是通过侦听IGMP的消息
来获取有关信息；

• 共享树（RPT）

• 源树/最短路径树（SPT）

PIM SM协议工作机制简述
• • • • • • •
邻居发现及DR选举

通过Hello报文维护邻居关系 在共享网段上选举优先级最高和IP地址最大的路由器为DR
共享树构建

接收者DR向到RP的邻居发送（*，G）加入，并逐跳扩散到RP，形成以RP为根的共享树
2016/7/16
Security Level:
ME60组播基础和常 见问题定位方法