IP网络技术 综合实训 HC120114002 PIM-DM.pptVIP

PIM（Protocol Independent Multicast）称为协议无关组播，即给IP组播提供路由信息的可以是静态路由、RIP、OSPF、IS-IS、BGP等任何一种单播路由协议。组播路由和单播路由协议无关，只要通过单播路由协议能够产生相应组播路由表项即可。 PIM-DM（Protocol Independent Multicast Dense Mode）称为协议独立组播－密集模式，属于密集模式的组播路由协议，适用于小型网络。在这种网络环境下，组播组的成员相对比较密集。 PIM-DM假设网络中的每个子网都存在至少一个对组播源感兴趣的接收站点，因此组播数据包被扩散到网络中的所有点，与此伴随着相关资源（带宽和路由器的CPU等）的消耗。 为了减少网络资源的消耗，密集模式组播路由协议对没有组播数据转发的分支进行Prune操作，只保留包含接收者的分支。 被剪掉的分支如果有组播数据转发需求也可以重新接收组播数据流。PIM-DM使用Graft嫁接机制主动恢复组播报文的转发。 周期性的扩散和剪枝现象是密集模式协议的特征。 DM模式下数据包的转发路径是一颗“有源树”。 “有源树”是以“组播源”为根、组播组成员为枝叶的一棵树。有源树使用的是从组播源到接收者的最短路径，因此也称为最短路径树SPT（Shortest Path Tree） 。如图中箭头所示的从Source到接收者的路径。 PIM-DM不依赖于特定的单播路由协议，而是使用现存的单播路由表进行RPF检查。 数据包的转发中会出现上游和下游两个概念。 路由器收到组播数据的接口称为上游。 转发组播数据的接口称为下游。 数据包的转发是从上游至下游方向的转发。 PIM协议报文中的协议号都是103。 本页列出的几种报文类型是于PIM-DM协议相关的，PIM-SM协议类型的报文将在PIM-SM课程中介绍。 PIM-DM协议有报文类型有：Hello报文、加入/剪枝消息、Assert报文（Assert消息使用组播方式发送，目的地是3的所有PIM路由器） 、嫁接消息、嫁接回应消息，状态刷新。这几类报文主要用于周期的建立、维护SPT树。在PIM-DM协议工作机制中会详细介绍以上几类报文的作用。 做为组播路由协议PIM-DM的配置十分简单。只需在路由器的接口上使能PIM-DM协议即可。 注意：在接口下使能PIM-DM之前必须首先全局使能IP组播路由。 命令为：multicast routing-enable 对PIM-DM有了一个总体的认识后，本章详细介绍PIM-DM协议机制。即“扩散—剪枝—嫁接”过程。 在PIM-DM网络中，刚启动的组播路由器需要使用Hello消息来发现邻居，并维护邻居关系。路由器之间周期性地发送Hello消息来构建和维护SPT树。 pim timer hello interval，在接口视图下配置发送Hello消息的时间间隔。 Hello消息默认周期是30秒。 除了维护邻居关系外，Hello消息还具有一个重要的功能就是在多路由器网段中选举DR指定路由器。DR充当IGMPv1查询器。在IGMP概述中已经提到过IGMPv1中查询器的选举由组播路由协议决定。 在PIM-DM中各路由器通过比较Hello消息上携带的优先级和IP地址，为多路由器网段选举指定路由器DR，充当IGMPv1的查询器。 当DR出现故障时，接收Hello消息将会超时，邻居路由器之间会触发新的DR选举过程。 pim hello-option holdtime interval 在接口视图下配置Hello消息超时时间值。默认情况超时时间值为105秒。 PIM-DM假设网络上的所有主机都准备接收组播数据，当某组播源S开始向组播组G发送数据时，具体过程如下： 路由器接收到组播报文后，首先根据单播路由表进行RPF检查。 如果检查通过则创建一个（S，G）表项，然后将数据向网络上所有下游PIM-DM节点转发，这个过程称为扩散（Flooding）。 如果没有通过RPF（Reverse Path Forwarding）检查，即组播报文从错误的接口接收，则将报文丢弃。 经过这个过程，PIM-DM组播域内每个路由器上都会创建（S，G）表项。 无论下游有没有组播成员，组播报文都会被扩散出去，因此会导致带宽资源的浪费。为避免带宽的浪费PIM-DM使用剪枝机制。 当下游节点没有组播组成员，则路由器向上游节点发Prune剪枝消息，通知上游节点不用再转发数据到该分支。上游节点收到Prune剪枝消息后，就将相应的接口从其组播转发表项（S，G）对应的输出发送列表中删除。剪枝过程继续直到PIM-DM中仅剩下了必要的分支，这就建立了一个以组播源S为根的SPT（一种组播转发树，被称为：源路径树或最短路径树）。 各个被剪枝的节点同