非常經(jīng)典的組播路由與轉(zhuǎn)發(fā)資料

1、精選文檔組播路由與轉(zhuǎn)發(fā)組播路由與轉(zhuǎn)發(fā)簡(jiǎn)介在組播實(shí)現(xiàn)中，組播路由和轉(zhuǎn)發(fā)分為三種表：1，每個(gè)組播路由協(xié)議都有一個(gè)協(xié)議自身的路由表，如 PIM 路由表（PIM Routing-Table）；2，各組播路由協(xié)議的組播路由信息經(jīng)過綜合形成一個(gè)總的組播路由表（Multicast Routing-Table）；3，組播轉(zhuǎn)發(fā)表（Multicast Forwarding-Table）直接用于把握組播數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)。組播路由表由一組（S，G）表項(xiàng)組成，其中（S，G）表示由源S 向組播組G 發(fā)送組播數(shù)據(jù)的路由信息。假如路由器支持多種組播路由協(xié)議，則其組播路由表中將包括由多種協(xié)議生成的組播路由。路由器依據(jù)組播路由和轉(zhuǎn)發(fā)

2、策略，從組播路由表中選出最優(yōu)的組播路由，并下發(fā)到組播轉(zhuǎn)發(fā)表中。RPF 檢查機(jī)制組播路由協(xié)議依靠于現(xiàn)有的單播路由信息、MBGP 路由或組播靜態(tài)路由來創(chuàng)建組播路由表項(xiàng)。組播路由協(xié)議在創(chuàng)建組播路由表項(xiàng)時(shí)，運(yùn)用了RPF（Reverse Path Forwarding，逆向路徑轉(zhuǎn)發(fā)）檢查機(jī)制，以確保組播數(shù)據(jù)能夠沿正確的路徑傳輸，同時(shí)還能避開由于各種緣由而造成的環(huán)路。1. RPF 檢查過程執(zhí)行 RPF 檢查的依據(jù)是單播路由、MBGP 路由或組播靜態(tài)路由：1，單播路由表中匯合了到達(dá)各個(gè)目的網(wǎng)段的最短路徑；2，MBGP 路由表直接供應(yīng)組播路由信息；3，組播靜態(tài)路由表中列出了用戶通過手工靜態(tài)配置指定的 RPF

3、路由信息。在執(zhí)行 RPF 檢查時(shí)，路由器同時(shí)查找單播路由表、MBGP 路由表和組播靜態(tài)路由表，具體過程如下：(1) 首先，分別從單播路由表、MBGP 路由表和組播靜態(tài)路由表中各選出一條最優(yōu)路由：1，以“報(bào)文源”的 IP 地址為目的地址查找單播路由表，自動(dòng)選取一條最優(yōu)單播路由。對(duì)應(yīng)表項(xiàng)中的出接口為RPF 接口，下一跳為RPF 鄰居。路由器認(rèn)為來自RPF鄰居且由該RPF 接口收到的組播報(bào)文所經(jīng)受的路徑是從源S 到本地的最短路徑。2，以“報(bào)文源”的 IP 地址為目的地址查找MBGP 路由表，自動(dòng)選取一條最優(yōu)MBGP 路由。對(duì)應(yīng)表項(xiàng)中的出接口為RPF 接口，下一跳為RPF 鄰居。3，以“報(bào)文

4、源”的 IP 地址為指定源地址查找組播靜態(tài)路由表，自動(dòng)選取一條最優(yōu)組播靜態(tài)路由。對(duì)應(yīng)表項(xiàng)明確指定了RPF 接口和RPF 鄰居。(2) 然后，從這三條最優(yōu)路由中選擇一條作為RPF 路由：1，假如配置了依據(jù)最長(zhǎng)匹配選擇路由，則從這三條路由中選出最長(zhǎng)匹配的那條路由；假如這三條路由的掩碼一樣，則選擇其中優(yōu)先級(jí)最高的那條路由；假如它們的優(yōu)先級(jí)也相同，則依據(jù)組播靜態(tài)路由、MBGP 路由、單播路由的挨次進(jìn)行選擇。2，假如沒有配置依據(jù)最長(zhǎng)匹配選擇路由，則從這三條路由中選出優(yōu)先級(jí)最高的那條路由；假如它們的優(yōu)先級(jí)相同，則依據(jù)組播靜態(tài)路由、MBGP 路由、單播路由的挨次進(jìn)行選擇。說明：依據(jù)組播報(bào)文傳輸?shù)木?/p>

5、體狀況不同，“報(bào)文源”所代表的具體含義也不同：A，假如當(dāng)前報(bào)文沿從組播源到接收者或 RP（Rendezvous Point，匯合點(diǎn)）的SPT（Shortest Path Tree，最短路徑樹）進(jìn)行傳輸，則以組播源為“報(bào)文源”進(jìn)行RPF 檢查；B，假如當(dāng)前報(bào)文沿從 RP 到接收者的RPT（Rendezvous Point Tree，共享樹）進(jìn)行傳輸，則以RP 為“報(bào)文源”進(jìn)行RPF 檢查；C，假如當(dāng)前報(bào)文為 BSR（BootStrap Router，自舉路由器）報(bào)文，沿從BSR 到各路由器的路徑進(jìn)行傳輸，則以BSR 為“報(bào)文源”進(jìn)行RPF 檢查。2. RPF 檢查在組播轉(zhuǎn)發(fā)中的應(yīng)用對(duì)每一個(gè)收到的

6、組播數(shù)據(jù)報(bào)文都進(jìn)行 RPF 檢查會(huì)給路由器帶來較大負(fù)擔(dān)，而利用組播轉(zhuǎn)發(fā)表可以解決這個(gè)問題。在建立組播路由和轉(zhuǎn)發(fā)表時(shí)，會(huì)把組播數(shù)據(jù)報(bào)文（S，G）的RPF 接口記錄為（S，G）表項(xiàng)的入接口。當(dāng)路由器收到組播數(shù)據(jù)報(bào)文（S，G）后，查找組播轉(zhuǎn)發(fā)表：(1) 假如組播轉(zhuǎn)發(fā)表中不存在（S，G）表項(xiàng)，則對(duì)該報(bào)文執(zhí)行RPF 檢查，將其RPF 接口作為入接口，結(jié)合相關(guān)路由信息創(chuàng)建相應(yīng)的表項(xiàng)，并下發(fā)到組播轉(zhuǎn)發(fā)表中：1，若該報(bào)文實(shí)際到達(dá)的接口正是其 RPF 接口，則RPF 檢查通過，向全部的出接口轉(zhuǎn)發(fā)該報(bào)文；2，若該報(bào)文實(shí)際到達(dá)的接口不是其 RPF 接口，則RPF 檢查失敗，丟棄該報(bào)文。(2) 假

7、如組播轉(zhuǎn)發(fā)表中已存在（S，G）表項(xiàng)，且該報(bào)文實(shí)際到達(dá)的接口與入接口相匹配，則向全部的出接口轉(zhuǎn)發(fā)該報(bào)文。(3) 假如組播轉(zhuǎn)發(fā)表中已存在（S，G）表項(xiàng)，但該報(bào)文實(shí)際到達(dá)的接口與入接口不匹配，則對(duì)此報(bào)文執(zhí)行RPF 檢查：1，若其 RPF 接口與入接口全都，則說明（S，G）表項(xiàng)正確，丟棄這個(gè)來自錯(cuò)誤路徑的報(bào)文；2，若其 RPF 接口與入接口不符，則說明（S，G）表項(xiàng)已過時(shí)，于是把入接口更新為RPF 接口。假如該報(bào)文實(shí)際到達(dá)的接口正是其RPF接口，則向全部的出接口轉(zhuǎn)發(fā)該報(bào)文，否則將其丟棄。如 圖1所示，假設(shè)網(wǎng)絡(luò)中單播路由暢通，未配置MBGP，Router C上也未配置組播靜態(tài)路由。組播報(bào)文（S

8、，G）沿從組播源（Source）到接收者（Receiver）的SPT進(jìn)行傳輸。假定Router C上的組播轉(zhuǎn)發(fā)表中已存在（S，G）表項(xiàng)，其記錄的入接口為POS5/1。圖1 RPF 檢查過程1，假如該組播報(bào)文從接口 POS5/1 到達(dá)Router C，與（S，G）表項(xiàng)的入接口相匹配，則向全部的出接口轉(zhuǎn)發(fā)該報(bào)文。2，假如該組播報(bào)文從接口 POS5/0 到達(dá)Router C，與（S，G）表項(xiàng)的入接口不匹配，則對(duì)其執(zhí)行RPF 檢查：通過查找單播路由表發(fā)覺到達(dá)Source 的出接口（即RPF 接口）是POS5/1，與（S，G）表項(xiàng)的入接口全都。這說明（S，G）表項(xiàng)是正確的，該報(bào)文來自錯(cuò)誤的路徑，RPF

9、檢查失敗，于是丟棄該報(bào)文。組播靜態(tài)路由組播靜態(tài)路由是 RPF 檢查的重要依據(jù)之一。依據(jù)具體應(yīng)用環(huán)境的不同，組播靜態(tài)路由有以下兩種主要用途：1. 轉(zhuǎn)變RPF 路由通常，組播的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與單播相同，組播數(shù)據(jù)的傳輸路徑也與單播相同?？梢酝ㄟ^配置組播靜態(tài)路由以轉(zhuǎn)變RPF 路由，從而為組播數(shù)據(jù)創(chuàng)建一條與單播不同的傳輸路徑。圖2 轉(zhuǎn)變RPF 路由示意圖如 圖2所示，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中沒有配置組播靜態(tài)路由時(shí)，Router C到組播源（Source）的RPF鄰居為Router A，從Source發(fā)出的組播信息沿Router ARouter C的路徑傳輸，與單播路徑全都；當(dāng)在Router C上配置了組播靜態(tài)路由，指定從

10、Router C到Source的RPF鄰居為Router B之后，從Source發(fā)出的組播信息將轉(zhuǎn)變傳輸路徑，沿RouterARouter BRouter C的新路徑傳輸。2. 連接RPF 路由當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的單播路由被阻斷時(shí)，由于沒有RPF 路由而無法進(jìn)行包括組播數(shù)據(jù)在內(nèi)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。可以通過配置組播靜態(tài)路由以生成RPF 路由，從而創(chuàng)建組播路由表項(xiàng)以指導(dǎo)組播數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。圖3 連接RPF 路由示意圖如圖3所示，RIP域與OSPF域之間實(shí)行單播路由隔離。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中沒有配置組播靜態(tài)路由時(shí)，OSPF域內(nèi)的接收者（Receiver）不能收到RIP域內(nèi)的組播源（Source）所發(fā)出的組播信息；當(dāng)在Router C

11、和Router D上均配置了組播靜態(tài)路由，分別指定從Router C到Source的RPF鄰居為Router B、從Router D到Source的RPF鄰居為Router C之后，Receiver便能收到Source發(fā)出的組播信息了。說明：A，組播靜態(tài)路由的作用只在于影響 RPF 檢查，而不能用于指導(dǎo)組播數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，故又稱為RPF 靜態(tài)路由；B，組播靜態(tài)路由僅在所配置的組播路由器上生效，不會(huì)以任何方式被廣播或者引入給其它路由器。GRE 隧道在組播轉(zhuǎn)發(fā)中的應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)中可能存在不支持組播協(xié)議的路由器。從組播源（Source）發(fā)出的組播數(shù)據(jù)沿組播路由器逐跳轉(zhuǎn)發(fā)，當(dāng)下一跳路由器不支持組播協(xié)議時(shí)，組播轉(zhuǎn)發(fā)

12、路徑將被阻斷。此時(shí)，通過在處于單播網(wǎng)段兩端的組播路由器之間建立GRE（Generic Routing Encapsulation，通用路由封裝）隧道，可以實(shí)現(xiàn)跨越單播網(wǎng)段的組播數(shù)據(jù)交換。圖4 使用隧道方式傳送組播數(shù)據(jù)如 圖4所示，在Router A和Router B之間建立起GRE隧道。Router A將組播數(shù)據(jù)包封裝在單播IP報(bào)文中，經(jīng)由單播路由器轉(zhuǎn)發(fā)，傳送到隧道另一端的Router B。然后，Router B將單播IP報(bào)文頭剝掉，連續(xù)進(jìn)行組播傳輸。假如在隧道的兩端配置了單播靜態(tài)路由，則任意單播數(shù)據(jù)包都可以通過該隧道傳輸。為了將該隧道專用于組播數(shù)據(jù)包的傳輸，可以在隧道兩端只配置組播靜態(tài)路由，

13、從而使單播數(shù)據(jù)包的傳輸不能再使用此隧道。組播路徑跟蹤Multicast traceroute（組播路徑跟蹤）用來跟蹤組播數(shù)據(jù)從第一跳到最終一跳路由器所經(jīng)過的路徑。1. Multicast traceroute 基本概念(1) 最終一跳路由器（Last-hop Router）：假如某路由器有一個(gè)接口的IP 地址與指定地址在同一個(gè)網(wǎng)段內(nèi)，具備組播功能，且能夠向該網(wǎng)段轉(zhuǎn)發(fā)特定組播源發(fā)來的組播流，則稱該路由器為最終一跳路由器。(2) 第一跳路由器（First-hop Router）：與組播源直連的路由器。(3) 查詢器（Querier）：觸發(fā)組播路徑跟蹤的路由器。2. Multicast traceroute 報(bào)文簡(jiǎn)介Multicast traceroute 報(bào)文是一種特殊的IGMP 報(bào)文，與一般IGMP 報(bào)文的區(qū)分在于其類型字段為0x1F/0x1E，且其目的IP 地址為單播地址。Multicast traceroute 報(bào)文分為以下三種類型：1，Query 報(bào)文：類型字段為0x1F2，Request 報(bào)文：類型字段為0x1F3，Response 報(bào)文：類型字段為0x1E3. Multicast traceroute 執(zhí)行步驟(1) 查詢器向最終一跳路由器發(fā)送Query 報(bào)文；(2) 最終一跳