IP組播基礎

單播方式所存在的問題

1.重複流量過多

2.消耗設備和鏈路帶寬資源

3.難以保證傳輸質量

廣播方式存在的問題：

1.地域範圍限制

2.安全性沒法保障

3.有償性沒法保證

廣播方式下，信息發送者與用戶主機被限制在一個共享網段中，且該網段全部用戶主機都能收到該信息

組播：

優點：

1.無重複流量

2.節省設備與帶寬資源

3.安全性高

4.有償性很高

ASM:任意源組播

發送者是任意的，若是加入了某個組播組，就會收到全部的發給該組的組播數據，他並不知道發送者的位置

SSM:指定源組播

接受者能夠指定收到哪些源發來的指定數據

PIM：直接利用單播路由表的路由信息進行組播報文RPF檢查，建立組播路由表項，轉發組播報文

DM：密集模式

SM：稀疏模式

封裝在IP報文當中

協議號：103

組播地址：224.0.0.13

路由器如何轉發組播報文

路由器須要依據哪些信息進行轉發

1.各接口

PIM-DM基本概述

採用「推模式」轉發組播報文

PIM-DM的關鍵任務：

創建SPT（最短路徑樹）

PIM-DM的工做機制

DM：

鄰居發現

使用Hello機制發現鄰居，週期時間是30s

hold時間：Hello時間的3.5倍 105s

選舉DR的規則：

優先級高的成爲DR

若相同，則.IP地址大的爲優

做用：爲了給運行igmpV1的提供查詢者

RPF（源檢測機制）

做用：爲了防止組播報文的重複和擴散

（S，G）

（*，G）

*表明全部

G表明一個組

S表明源

2.擴散和剪枝

擴散的過程

路由器接收到組播報文的時候進行RPF檢查

若是RPF檢查經過，則建立（S,G）表項，也就是檢查上行接口是否是源發過去的接口，若是是，則將數據向下行進行轉發，若是RPF檢查沒有經過，則丟棄該報文

剪枝的過程：

當下遊節點沒有組播組成員，則向上遊節點發送Prune消息，通知上游不在向這個節點發送數據，上游節點收到這個Prune消息以後，就刪除這個組播組。

擴散和剪枝週期性進行，每3分鐘重複一次。

3.狀態刷新

週期性的去刷新剪枝狀態

4.嫁接（Graft機制）

新的組成員加入組播組後，則向上遊發送一個Graft的消息，請求上游路由器恢復對應出口的轉發，上游路由器收到Graft的消息以後，向下游回復Graft Ack消息並將出街口回覆爲轉發狀態

5.斷言（Assert）

避免重複組播報文

上圖所示，RTA,RTB,RTC都會向RTD發送組播報文，三份重複的組播報文浪費帶寬資源

全部，爲了不這種狀況，PIM路由器在收到鄰居路由器發送的組播報文的時候，會以組播的方式向本網段發送Assert消息，其餘的PIM路由器收到Assert消息以後，會將自身的參數和對方的報文進行比較，進行Assert競選

選舉規則：

優先級以大爲優

度量值以小爲優

IP地址以大爲優

PIN-DM的侷限性

適用於組播成員分佈較爲密集的園區網絡

在族必成員較爲稀疏的網絡中，組播流量的週期性擴散會給網絡帶來較大的負擔

PIM：直接利用單播路由表的路由信息進行組播報文RPF檢查，建立組播路由表項，轉發組播報文

PIM-DM

使用「拉模式」轉發組播報文

PIM-SM的關鍵任務：

創建RPT：匯聚點樹，也稱共享樹

創建SRT：最短路徑樹

適用於組播成員較爲稀疏的網絡環境

匯聚點RP：

1.充當RPT樹的根節點

2.共享樹中的全部組播流量都通過RP轉發給接受者

3.全部PIM路由器都要知道RP的位置

手工指定：適用於小型網絡，會選擇與組播源直連的路由器充當RP，組播源只有一個的時候

組播源比較密集的時候，會選擇靠近組播源的路由器做爲RP

接受者比較密集的時候，會選擇靠近接受者的路由器做爲RP

動態選舉

首先會調出幾個核心的路由器做爲c-RP（候選RP）

組播源比較密集的時候，會選擇靠近組播源的幾個路由器做爲c-RP

接受者比較密集的時候，會選擇靠近接受者的幾個路由器做爲c-RP

RPT（共享樹）創建的過程

①主機加入組播組的時候，發送IGMP成員通告

②向上遊發送（*，G）join消息

③join消息到達RP的過程當中，沿途各類路由器都會產生相應的join消息

SRT的創建過程

①組播源向組播組發送第一個組播報文

②源端的DR將該組播報文封裝成Register報文並以單播的方式發給RP

③RP收到註冊消息後，解封裝，提取報文，並將該組播報文沿RPT分支轉發給接受者

④同時，RP向DR發送一個join消息，沿途路由器都會生成（S,G）表項，而後，一個SRT就創建完成