PIM-SM组播协议

目录 Datacom

一、PIM-SM基本概述:

(1)使用“拉(pull)模式”转发组播报文

(2)PIM-SM关键任务

  • 建立RPT(Rendezvous Point Tree,汇聚点树也称共享树)
  • 建立SPT(Shortest Path Tree,最短路径树)

(3)适用于组播成员分布较为稀疏的网络环境

(4)PIM-SM假设网络中的组播成员分布非常稀疏,几乎所有网段均不存在组成员,直到某网段出现组成员时,才构建组播路由,向该网段转发组播数据,一般应用于组播组成员规模相对较大,相对稀疏的网络。

(5)基于这一种稀疏的网络模型,它的实现方法是:

  • 在网络中维护一台重要的PIM路由器:汇聚点RP(Rendezvous Point)可以为随时出现的组成员或组播源服务。在网络中所有的PIM路由器都知道RP的位置。
  • 当网络中出现组成员(用户主机通过IGMP加入某组播组G)时,最后一跳路由器向RP发送Join报文,逐跳创建(*,G)表项,生成一颗以RP为根的RPT。
  • 当网络中出现活跃的组播源(信源向某组播组G发送第一个组播数据)时,第一跳路由器将组播数据封装在Register报文中,单播发往RP,在RP上创建(S,G)表项,注册源信息。

二、汇聚点RP(Rendezvous Point)

①充当RPT的根节点 ②共享树中的所有组播流量都经过RP中转给接收者 ③所有PIM路由器都要知道RP的位置

RP可以静态指定也可以动态选举:

(1)静态指定是指管理员在每台PIM-SM路由器上进行配置,使得每台路由器获知RP的位置。

(2)动态选举是指通过专用协议在若干台C-RP(Candidate-RP)中选举产生,管理员需要开启选举协议并配置若干台PIM-SM路由器为C-RP。

RP配置方式建议:

  • 中小型网络:建议选择静态RP方式,设备要求低,也比较稳定。
  • 如果网络中只有一个组播源,建议选择直连组播源的设备作为静态RP,这样可以省略源端DR向RP注册的过程。
  • 采用静态RP方式要确保域内所有路由器(包括RP本身)的RP信息以及服务的组播组范围全网一致。
  • 大型网络:可以采用动态RP的方式,可靠性高,可维护性强。
  • 如果网络中存在多个组播源,且分布密集,建议选择与组播源比较近的核心设备作为C-RP;如果网络中存在多个用户,且分布密集,建议选择与用户比较近的核心设备作为C-RP。

三、RPT建立过程

PIM-SM组播协议-下一朵云

(1)主机加入某个组播组时,发送IGMP成员通告。

(2)最后一跳路由器向RP发送(*,G)Join消息。

(3)(*,G)Join消息到达RP的过程中,沿途各路由器都会生成相应的(*,G)组播转发条目。

RPT实现了组播数据的按需转发的目的,减少了数据泛洪对网络带宽的占用。

四、组播接收者侧DR与组播源侧DR

PIM-SM组播协议-下一朵云

(1)运行PIM-SM的网络,都会进行DR(Designated Router)的选举。其中有两种DR分别称为接收者侧DR和组播源侧DR:

  • 组播接收者侧DR:与组播组成员相连的DR,负责向RP发送(*,G)的Join消息。
  • 组播源侧DR:与组播源相连的DR,负责向RP发送单播的Register消息。

(2)PIM-SM中的DR选举原则

PIM-SM组播协议-下一朵云

五、SPT建立过程

PIM-SM组播协议-下一朵云

如图所示,在PIM-SM网络中,任何一个新出现的组播源都必须首先在RP处“注册”,继而才能将组播报文传输到组成员。

(1)组播源向组播组发送第一个组播报文。

(2)源端DR将该组播报文封装成Register报文,并以单播的形式发送给相应的RP。

(3)RP收到注册消息后,一方面从Register报文中提取出组播报文,并将该组播报文沿RPT分支转发给接收者。

(4)另一方面,RP向源端DR发送(S,G)Join消息,沿途路由器都会生成相应的(S,G)表项,从而建立了一颗由组播源至RP的SPT树。

(5)SPT建立后,组播源发出的组播报文沿该SPT转发至RP。

(6)RP沿SPT收到该组播报文后,向源端DR单播发送Register-stop消息。

六、Switchover机制

PIM-SM转发树:

PIM-SM组播协议-下一朵云

PIM-SM同时包含了SPT和RPT,通常情况下,组播源发出组播报文会沿SPT到达RP,然后从RP沿RPT到达接收者。

在这种情况下,从组播源到接收者的路径不一定是最优的,并且RP的工作负担非常大,为此我们可以启用RPT向SPT进行切换的机制。

Switchover机制:

PIM-SM组播协议-下一朵云

(1)PIM-SM通过指定一个利用带宽的SPT阈值可以实现RPT切换到SPT。

(2)用户端DR周期性检测组播报文的转发速率,一旦发现从RP发往组播组G的报文速率超过阈值,则触发SPT切换。

(*,G)与(S,G)条目关系

PIM-SM组播协议-下一朵云
>>本文为下一朵云的原创文章,转载请附上原文出处链接及本声明
>>原文链接地址:PIM-SM组播协议

暂无评论

发表评论

电子邮件地址不会被公开。 必填项已用*标注