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(lái)比PIM-DM稍微復(fù)雜一點(diǎn)。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(yùn)行。用戶需要在全局命令把網(wǎng)絡(luò)中的每臺(tái)路由器上的PIM都運(yùn)行起來(lái)：ip multicast-routing接著用下列接口命令在網(wǎng)絡(luò)中每臺(tái)路由器上的每個(gè)接口運(yùn)行PIM-SMip pim sparse-mode最后一步是用匯合點(diǎn)（rendezvous point,RP）的IP地址配制網(wǎng)絡(luò)中的每臺(tái)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(dāng)需要加入共享樹(shù)（share tree）時(shí)，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(xiàng)用于轉(zhuǎn)發(fā)組播信息。組播路由表中的每一個(gè)PIM-SM（*，G）項(xiàng)均定義了入口和出口，路由器利用他們向共享樹(shù)轉(zhuǎn)發(fā)Group G信息。在PIM-SM中，（*，G）狀態(tài)在典型情況下只是根據(jù)需要來(lái)創(chuàng)建的，要么是由于加入到該組的直連主機(jī)的結(jié)果，要么是由于接收下游路由器的一個(gè)（*，G）加入消息的結(jié)果。規(guī)則1：稀疏模式（*，G）項(xiàng)是作為顯式加入操作的結(jié)果而創(chuàng)建的。稀疏模式（*，G）狀態(tài)最初的創(chuàng)建是通過(guò)接收來(lái)自下游PIM鄰居的（*，G）加入消息，或者來(lái)自一個(gè)希望加入Group G直連主機(jī)的IGMP Membership Report。由于信息從RP沿共享樹(shù)下行，所以稀疏模式（*，G）項(xiàng)入口的計(jì)算與（*，G）項(xiàng)的入口就有所不同。在系數(shù)模式（*，G）項(xiàng)的情況下，RP的IP地址用于計(jì)算RPF接口。規(guī)則2：系數(shù)模式（*，G）項(xiàng)的入口總是指向RP的共享樹(shù)。222 PIM-SM（S，G）狀態(tài)規(guī)則在PIM-SM中，（S，G）項(xiàng)是根據(jù)需要通過(guò)接受Explicit(S,G)加入消息來(lái)創(chuàng)建的。當(dāng)路由器希望通過(guò)最短路徑樹(shù)（SPT）接收（S，G）時(shí)，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(shí)創(chuàng)建。這中情況發(fā)生在一個(gè)直連該組成員的路由器上，流向共享樹(shù)的信息速率長(zhǎng)國(guó)該組的SPT-Threshold.規(guī)則3：稀疏模式（S，G）項(xiàng)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(shí)l 不可預(yù)料的（S，G）到達(dá)是（*，G）狀態(tài)不存在l 在RP上接收一條注冊(cè)(Register)消息時(shí)223 PIM-SM出口規(guī)則（*，G）和（S，G）項(xiàng)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(gè)接口或者刪除一個(gè)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(xiàng)出口表中的接口由如下兩個(gè)條件之一決定：l 當(dāng)通過(guò)該接口收到一個(gè)適當(dāng)?shù)模?，G）或（S，G）加入消息時(shí)l 當(dāng)該接口存在一個(gè)該組的直連成員時(shí)從稀疏模式（*，G）和（S，G）項(xiàng)的出口表中刪除一個(gè)接口發(fā)生在如下兩種之一的情況：l 當(dāng)通過(guò)該接口（這里沒(méi)有直連成員）接收到的一個(gè)適當(dāng)?shù)模?，G）或（S，G）剪枝消息時(shí)l 當(dāng)該接口的有效期計(jì)時(shí)器倒計(jì)時(shí)到0時(shí)稀疏模式（*，G）或（S，G）項(xiàng)的出口表總是反映接口的狀態(tài)，1. 下游PIM-SM鄰居已經(jīng)加入到共享樹(shù)中2. 存在該組的一個(gè)直連成員224 PIM-SM的出口計(jì)時(shí)器系數(shù)模式出口表中接口有效期及時(shí)器的控制也與密集模式中相應(yīng)元素的處理不同。當(dāng)把一個(gè)接口增加到稀疏模式（*，G）或（S，G）項(xiàng)的出口表中時(shí)，有效期計(jì)時(shí)器就被初始化為3分鐘，并開(kāi)始倒計(jì)時(shí)。如果沒(méi)有事件來(lái)重新設(shè)置這個(gè)數(shù)值，那么根據(jù)PIM-SM規(guī)則5的第一項(xiàng)，這個(gè)接口就被從出口表中刪除。225 PIM-SM狀態(tài)維護(hù)規(guī)則接口有效計(jì)時(shí)器重新置回3分鐘是通過(guò)如下兩個(gè)條件之一來(lái)進(jìn)行的：1. 該接口接收到一個(gè)適當(dāng)?shù)模?，G）或（S，G）加入消息。2. 在接口上接收到一個(gè)來(lái)自直連成員的IGMP Membership Report。由于下游鄰居通過(guò)發(fā)送（*，G）和（S，G）來(lái)定期（1分鐘一次）刷新?tīng)顟B(tài)，所以PIM-SM規(guī)則6的第一部分將會(huì)防止接口有效期計(jì)時(shí)器計(jì)到0。這個(gè)行為可以通過(guò)定期發(fā)show ip mroute 命令進(jìn)行察看，有效期計(jì)時(shí)器將從3分鐘連續(xù)倒計(jì)時(shí)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(dāng)（S，G）項(xiàng)的RPF鄰居與（*，G）項(xiàng)的RPF鄰居不同時(shí)，路由器將向共享樹(shù)發(fā)送一個(gè)（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(xiàng)的RPF接口是用源IP地質(zhì)計(jì)算的，除了設(shè)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(xiàng)對(duì)（用命令show ip mroute 得到的）PIM狀態(tài)信息有一個(gè)扎實(shí)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(xiàng)的基本信息（*，224.2.127.254）指明這是組播組224.2.127.254的（*，G）項(xiàng)00：03：10/00：00：00正常運(yùn)行時(shí)間/有效期計(jì)時(shí)器計(jì)數(shù)。正常運(yùn)行時(shí)間說(shuō)明該項(xiàng)已經(jīng)運(yùn)行了3分10秒，而不管有效期計(jì)時(shí)器是否運(yùn)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(shù)向下游動(dòng)的入口為Serial0RPF nbr 198.92.1.129對(duì)于這個(gè)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(biāo)志S Sparese mode 標(biāo)志這個(gè)標(biāo)志的含義很明顯。S標(biāo)志指明組播組是一個(gè)稀疏模式組。C Connected 標(biāo)志C標(biāo)志出現(xiàn)在（*，G）和（S，G）項(xiàng)中，指明該組播組有一個(gè)直連的成員。L Local 標(biāo)志L標(biāo)志出現(xiàn)在（*，G）和（S，G）項(xiàng)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(gè)組的好例子是PIM RP-Discovery（224.0.1.40）組，這個(gè)組發(fā)布Auto-RP信息。P Pruned 標(biāo)志T標(biāo)志（或SPT）只出現(xiàn)在（S，G）項(xiàng)中，指明這個(gè)消息流正通過(guò)（S，G）項(xiàng)轉(zhuǎn)發(fā)。無(wú)論何時(shí)，當(dāng)收到第一個(gè)（S，G）時(shí)，根據(jù)該組播路由表設(shè)置這個(gè)標(biāo)志。J 加入消息SPT標(biāo)志（*，G）對(duì)于稀疏模式（*，G）項(xiàng)，標(biāo)志J是在留向共享樹(shù)的信息流速率超過(guò)SPT-Threshold設(shè)置。當(dāng)J標(biāo)志已經(jīng)在（*，G）項(xiàng)中設(shè)置時(shí)，所接收的沿著共享樹(shù)向下的（S，G）包將導(dǎo)致源S切換到SPTJ加入消息SPT標(biāo)志（S，G）J標(biāo)志在稀疏模式（S，G）項(xiàng)中設(shè)置以指明該源以前被接通到SPT。這個(gè)標(biāo)志告訴PIM檢查相對(duì)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(shù)F register 標(biāo)志F標(biāo)志用于（S，G）項(xiàng)，指明必須發(fā)送該信息流的Register消息。當(dāng)組播源S是一個(gè)直連到向Group G發(fā)送信息的路由器時(shí)，就在（S，G）項(xiàng)上設(shè)置F標(biāo)志。R 僅RP位標(biāo)志（S，G）R標(biāo)志就是RP位，指明（S，G）項(xiàng)中的信息可用于共享樹(shù)。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(shù)中刪除冗余的（S，G）信息下面我們來(lái)做一下這個(gè)PIM-SM的實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)拓?fù)淙缦拢篜IM密集模式用一種“推”的方式向網(wǎng)絡(luò)傳遞組播數(shù)據(jù)包，而PIM稀疏模式則用“拉”的方式，有活動(dòng)的接收者的網(wǎng)段是唯一能夠接受組播流量的網(wǎng)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(cè)試配置：我們先看一下R3上面的PIM鄰居關(guān)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?，F(xiàn)在我們把R5作為一個(gè)組播源（35.1.1.5），持續(xù)向組播組238.1.1.1發(fā)送組播，對(duì)于系數(shù)模式而言，組播源所在的網(wǎng)段需要運(yùn)行PIM，這樣PIM接口會(huì)出發(fā)向RP注冊(cè)的過(guò)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(shí),以下省略)組播源啟用后，在RP可以看到注冊(cè)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(nèi)容有所增加，增加了組（*，238.1.1.1）的條目，在這個(gè)條目下面有一個(gè)源、組條目（35.1.1.5,238.1.1.1），代表當(dāng)前有一個(gè)組播服務(wù)器35.1.1.5，向組播組238.1.1.1發(fā)送消息。接下來(lái)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(lái)仿真接受端，那么需要啟用PIM稀疏模式，否之路由器不會(huì)向RP方向發(fā)送注冊(cè)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(fù)ping的過(guò)程。這個(gè)時(shí)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(jiàn)當(dāng)有一個(gè)組播接收者加入組之后，RP即獲得組播接收這的信息。RP會(huì)向組播源方向通告，使組播源經(jīng)過(guò)的任何一個(gè)路由器均向組播組方向轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)報(bào)文。Flags顯示為T(mén)代表，目前的組播樹(shù)是最短路徑樹(shù)（源樹(shù)）。在目前的拓?fù)溥B接里，R5向R4發(fā)送組播數(shù)據(jù)報(bào)文，必須經(jīng)過(guò)RP（RPF和SPT完全重合），注意一點(diǎn)，這并非是必然，RP可以處于組播網(wǎng)絡(luò)中的任何一個(gè)位置。我們做一下改動(dòng)是RPF轉(zhuǎn)化為SPT。所用的實(shí)驗(yàn)拓?fù)淙缦拢涸黾恿艘粭lRR2，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(kāi)始發(fā)送組播數(shù)據(jù)。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(jù)報(bào)文，如果不定義源地址，那么會(huì)以所有運(yùn)行PIM的端口地址作為源，因此R5會(huì)以Serial1/0的IP地址作為源發(fā)送組播。要提醒一點(diǎn)，如果手動(dòng)指定以Loopback0為源地址的話，不會(huì)觸發(fā)向RP發(fā)送源注冊(cè)信息，因此在PIM-SM的組播測(cè)試?yán)锩嬉话悴粫?huì)單獨(dú)用環(huán)回口來(lái)作為源地址。查看是不是已經(jīng)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