华为组播理论知识

小鱼儿 2022-12-19 03:53 118阅读 0赞

> 如果一个人走在正确的道路上，有目标并努力着，且思想没有问题、态度端正，相信总有一天能达到成功的彼岸；因为人生就像一场马拉松长跑,，它并不在乎你比别人先跑一步，或者晚跑一步。

我是[艺博东][Link 1] ，一个正在努力学IT的码农；好了，话不多说，我们直接进入正文。

### 文章目录 ###

*   *   *  一、三层地址和二层地址之间的关系
         *  二、组播的服务模型有哪几种
         *  三、IGMP
         *  四、PIM
         *  五、RPF 检查是什么
         *  六、拓扑
         *  七、基础配置
         *  八、BSR RP
         *  九、IPv6组播地址

什么是组播MAC地址？MAC的第8bit为1是组播MAC地址，01005E只是组播MAC地址的子集而已。01005E专门为ipv4组播提供二层的封装服务

### 一、三层地址和二层地址之间的关系 ###

**1、常见的永久组播地址**

224.0.0.1 所有节点  
224.0.0.2 所有路由器  
224.0.0.5 OSPF设备  
224.0.0.6 OSPF DR  
224.0.0.9 RIP  
224.0.0.13 PIM  
224.0.0.18 VRRP  
224.0.0.22 IGMPV3

永久组播地址：224.0.0.0-224.0.0.0.255  
ASM：224.0.1.0-231.255.255.255  
233.0.0.0-238.255.255.255  
SSM：232.0.0.0.0-232.255.255.255  
本地组播：239.0.0.0-239.255.255.255

IPV4MAC-01005E0+23  
IPV6MAC-3333+32位

ISIS通信用的二层MAC地址，广播接口改成PPP之后，09002b000005

**2、生成过程是通过IP地址和MAC地址的映射形成：**

a）加上MAC地址固定前缀（24bit）为：01-00-5E；  
b）后面24bit由IP地址的后23bit构成；  
C）第25 bit位固定为0；

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0hZRDY5Ng_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]

**举个栗子：**

IP为238.128.128.129

1000 0000 1000 0000 1000 0001

然后MAC为0100 5E00 8081

### 二、组播的服务模型有哪几种 ###

接收者主机接收数据时可以对源进行选择，因此产生了ASM（Any-SourceMulticast）和SSM（Source-Specific Multicast）两种服务模型。  
这两种服务模型默认使用不同的组播组地址范围。

1、ASM：任意源模式，接收者主机加入组播组以后可以接收到任意源发送到该组的数据。

判断条件：最后一跳路由器生成组播路由条目为（ \* ，G）

缺点：可能会收到重复的组播流量；如果有两种不同的应用程序使用了同一个ASM组地址发送数据，它们的接收者会同时收到来自两个源的数据。这样一方面会导致网络流量拥塞，另一方面也会给接收者主机造成困扰。

2、SSM：指定源模式，接收者主机在加入组播组时，可以指定只接收哪些源的数据或指定拒绝接收来自哪些源的数据。  
加入组播组以后，主机只会收到指定源发送到该组的数据。

判断条件：最后一跳路由器生成组播路由条目为（S，G）

优点：不同的源之间可以使用相同的组地址，因为SSM模型中针对每一个（源，组）信息都会生成表项。这样一方面节省了组播组地址，另一方面也不会造成网络拥塞。

### 三、IGMP ###

作用：IGMP通过在接收者主机和组播路由器之间交互IGMP报文实现组成员管理功能，IGMP报文封装在IP报文之上，协议号为2。

有三个版本：IGMPv1，IGMPv2（华为默认版本），IGMPv3；

应用场景：只要是网络中存在组播接收者的场景，都需要在路由器上开  
启IGMP

**IGMPv3的报文类型**

通用组查询报文  
指定组查询报文  
特定源组查询报文  
成员报告报文,没有离组报文。

取消成员报文抑制机制。

PIMv2与协议无关的组播路由协议，对单播网络路由协议不做任何要求，网络使用静态路由，RIP，EIGRP，ISIS , MP-BGP都可以运行PIM协议。

### 四、PIM ###

**1、报文**

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>单播</th> 
   <th>组播</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>Graft</td> 
   <td>Assert</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Graft ack</td> 
   <td>Hello</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Register</td> 
   <td>State-refresh</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Register stop</td> 
   <td>Join/prune</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>RP-advertisement</td> 
   <td>Bootstrap</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

Assert 断言  
Join/Prune 加入/剪枝  
Graft 嫁接  
*Bootstrap消息，参与BSR竞选*

**2、PIMv2有3种工作模式**

（1）密集模式DM  
（2）稀疏模式SM  
DM,SM用于支持ASM的组播网络。  
（3）指定源组播模式SSM  
SSM用于支持sSM的组播网络

**3、组播分发树（MDT）**

（1）源树 SPT

a.组播分发树的一种  
b.以组播源为根，组播组成员为叶子的组播分发树称为SPT

（2）共享树 RPT

a.组播分发树的一种  
b.以RP为根，组播组成员为叶子的组播分发树

**4、单向PIM协议**

PIM组播路由表使用(S，G)描述SPT树，S代表组播源的地址，G代表组播组的地址。  
(S，G）表项  
1、有且只有一个上游接口，也称为RPF接口（反向路径检测接口)，用于接收该（S，G）的组播流量。  
2、可以有一个、多个或者没有下游接口，用于发送该(S，G）的组播流量。  
3、下游接口不可能成为上游接口。

PIM组播路由表使用  ( \* ，G)  描述RPT树，\* 代表任意组播源地址，G代表组播组的地址。  
 ( \* ，G) 表项  
1、有且只有一个上游接口，也称为RPF接口（反向路径检测接口)，用于接收该 ( \* ，G) 的组播流量。  
2、可以有一个、多个或者没有下游接口，用于发送该 ( \* ，G) 的组播流量。  
3、下游接口不可能成为上游接口。

(S，G）组播转发路径最优，需要维护所有已知的(S，G)表项，比较占用设备资源，流量路径比较多，不利于运维和故障定位以及排除。( \* ，G） 组播转发路由非最优，但无需维护所有的(S，G)表项，设备开销较小，组播流量路径明确，有控制点，方便故障定位和排除。

### 五、RPF 检查是什么 ###

RPF 检查是什么？作用是什么？

1、RPF检查：接收组播数据流之前或者接收组播协议报文时（例如BSR消息）必须执行RPF检查，检查通过接收组播流或者报文，检查不通过丢弃组播流或者报文。

**RPF：反向路径转发检查（作用）**

a.避免组播流环路  
b.避免重复组播流  
c.避免组播报文环路

### 六、拓扑 ###

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0hZRDY5Ng_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]

### 七、基础配置 ###

[AR-1]multicast routing-enable // 开启此设备的组播转发功能
     
    [AR-1]interface g0/0/1
     
    [AR-1-GigabitEthernet0/0/1]pim sm //选择此接口的PIM模式为sm
     
    [AR-1-GigabitEthernet0/0/1]quit
    
    [AR-1]interface g0/0/0
     
    [AR-1-GigabitEthernet0/0/0]pim sm //选择此接口的PIM模式为sm

其他设备配置类似

注意：只有开启了multicast routing-table的路由器才会接收组播报文，否则收到组播报文都是直接丢弃；

\[AR-1\]dis pim neighbor

![在这里插入图片描述][2020110513151984.png_pic_center]

### 八、BSR RP ###

BSR：负责收集以及通告RP的信息，网络中可以存在多台C-BSR  
RP：为一个或者多个组提供RP服务，网络中可以存在多台C-RP

**工作流程**

（1）网络中所有的C-BSR都会以自己为BSR向所有的PIM邻居发出BSR报文（组播发送）；

（2）PIM路由器收到C-BSR消息之后会选出最优的一台作为BSR；选举规则：

a）比较BSR的优先级（默认为0，越大越优先）；  
b）比较BSR的IP地址，越大越优；

（3）网络中选出最优的BSR之后，BSR会周期性每60s泛洪BSR消息。所有的C-RP会向BSR单播发送RP的通告报文。RP通告包含（RP服务的组范围，RP的优先级，RP的IP地址）;

（4）当BSR收到所有RP的通告报文之后，汇总成RP-set发送给所有的PIM邻居；

（5）PIM路由器根据收到的BSR报文中的RP-SET信息，选出最优的RP, 选举规则如下：

a) RP服务组范围的精确度，范围越精确越优；  
b) RP的优先级，越小越优,RP优先级默认为0；  
c) 如果优先级相同，则执行Hash函数，计算结果较大者获胜；  
d) 如果以上都相同，则C-RP地址较大者获胜。

### 九、IPv6组播地址 ###

（1）用来标识一组接口，发往组播地址的数据将被转发给侦听该地址的多个设备。  
（2）地址范围：FF00::/8。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0hZRDY5Ng_size_16_color_FFFFFF_t_70]

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![在这里插入图片描述][20201105131716179.gif_pic_center]

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[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0hZRDY5Ng_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]: https://img-blog.csdnimg.cn/20201105131254130.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0hZRDY5Ng==,size_16,color_FFFFFF,t_70#pic_center
[2020110513151984.png_pic_center]: https://img-blog.csdnimg.cn/2020110513151984.png#pic_center
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[20201105131716179.gif_pic_center]: https://img-blog.csdnimg.cn/20201105131716179.gif#pic_center