MP技术支持培训组播技术.ppt

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讲师介绍,组播概述组播原理IGMP协议组播路由协议组播全局控制配置及故障排查杂谈,课程内容,组播技术的产生原因,单播和组播的区别：

IP组播的优势主要体现在：

带宽、服务器负载和网络负载。

点对多点的业务，使用单播的话，所需带宽随用户数目增加成线形增长。

使用组播的话，一个网段中只需要一条业务流。

和带宽类似，使用组播可避免服务器负载随用户数目增加而线形增长，针对一个业务，服务器始终只需要发送一条业务流。

开展点对多点业务时，IP组播能明显地减少带宽要求，同时，网络中的路由器需要处理的业务流也将减少，所以可以减轻网络负载。

组播的优点,组播的缺点,所有组播应用都基于UDP协议,尽力而为的分发机制:

会出现丢包现象，组播应用不会有可靠的数据传递。

可靠的组播仍然有待于进一步的研究。

无拥塞控制:

缺乏TCP的“窗口机制”，且“慢启动”机制会导致拥塞。

如果可行，组播应用应该尝试检测并避免拥塞情况（PGM、应用层组播）。

重复和乱序:

一些组播协议机制会导致时不时产生重复的数据包。

还会导致数据包的无序发送或者不按序到达。

安全:

组播协议本身并不检查组播源和用户的合法性。

点对多点的应用都可以采用IP组播技术。

可能的应用包括：

视频会议、在线直播、信息推送、远程学习、多人游戏等等。

想象中的应用是很多的，但现实的情况是目前internet不支持组播，这就导致了组播目前只能在小范围的局域网中使用。

还有IPTV，当然IPTV不仅仅是组播。

组播的常见应用,组播概述组播原理IGMP协议组播路由协议组播全局控制配置及故障排查杂谈,课程内容,组播地址

（1）,保留为本地局域网的地址224.0.0.0224.0.0.255传输的TTL值为1Examples:

224.0.0.1网段上的所有系统224.0.0.2网段上的所有路由器224.0.0.5OSPFroutes224.0.0.22IGMPv3,组播地址

（2）,用户组播地址224.0.1.0238.255.255.255可用于全球范围（如Internet）或网络协议Examples:

224.0.1.1NTPnetworktimeprotocol本地管理组播地址239.0.0.0239.255.255.255仅在特定的本地范围内有效可供组织内部使用，类似于私有IP地址Examples:

IANA将MAC地址范围01:

00:

5E:

00:

00:

0001:

00:

5E:

7F:

FF:

FF分配给组播使用，这就要求将28位的IP组播地址空间映射到23位的MAC地址空间中。

具体的映射方法是将组播地址中的低23位放入MAC地址的低23位。

如下图所示：

由于IP组播地址的后28位中只有23位被映射到MAC地址，这样会有32个IP组播地址映射到同一MAC地址上。

组播地址（3）,IP组播MAC地址映射,组播地址（4）,在单播模型里，信息通过网络沿着单一路径从源主机向目的主机传送。

但是，在组播模型里，源主机向任一被组播组地址表示的主机组传递信息。

为了向所有的接收站点传递组播信息，那么组播分发树被用来描述IP组播在网络里经过的路径。

分为两种类型：

有源树（SPT）和共享树（RPT）。

它们的区别可以通过下图简单分析：

组播分布树,有源树,组播路由项（S,G）,iif,oiflistS源地址G组地址iif入接口oiifs出接口列表,有源树是对每一个源都形成一棵最短路径的树,共享树,组播路由项（*,G）,iif,oiflist*任何源地址G组地址iif入接口oiifs出接口列表,共享树则是会有一个根，所有的源都把数据发给根再由根沿着共享树发送,有源树（最短路径树）占用内存较多，但路径最优，延迟最小路由器必须为每个源维护路径信息共享树占用内存较少，路径不是最优的，引入额外的延迟实现时，设计者必须考虑RP在网络中的位置,不同分发树的特征,所有的组播路由协议都利用RPF（ReversePathForwarding），作为决定是否转发或者丢弃输入的组播信息包的主要机制。

RPF的定义：

在组播中，路由器在接收到报文后，必须根据源和目的地址确定出上游（指向组播源）和下游方向，把报文沿着远离组播源的方向进行转发，这个过程称作RPF。

RPF检查过程：

RPF执行过程中会用到原有的单播路由表以确定上游和下游的邻接结点，只有当报文是从上游邻接结点对应的接口（称作RPF接口）到达时才向下游转发。

路由器检查到达的组播信息包的源地址，如果此信息包是在可返回源的接口上到达，则RPF检查成功，报文向下游接口转发；否则丢弃该报文。

组播转发原理

（1）,组播转发原理

（2）,RPF检查失败,RPF检查失败!

单播路由表网络接口151.10.0.0/16S1198.14.32.0/24S0204.1.16.0/24E0,E0,S1,S0,S2,S1,组播转发原理（3）,RPF检查成功,RPF检查成功!

单播路由表网络接口151.10.0.0/16S1198.14.32.0/24S0204.1.16.0/24E0,E0,S1,S0,S2,S1,然后才开始向所有出接口（即分发树的下游）转发,组播体系结构,路由器上组播的实现大致可分为三部分：

IGMP协议组播路由协议组播全局控制IGMP则主要在路由器和主机之间作用，维护组成员关系；组播路由协议则用来形成组播分发树，决定组播数据的方向；组播全局控制是在转发层面进行数据流的控制。

组播概述组播原理IGMP协议组播路由协议组播全局控制配置及故障排查杂谈,课程内容,22,IGMP协议运行于路由器和主机之间，是用来管理组播组和成员之间关系的，到目前为止IGMP有三个版本IGMPv1，由RFC1112定义：

基本的组成员查询和报告过程IGMPv2，由RFC2236定义：

在IGMPv1的基础上添加了组成员快速离开的机制IGMPv3，由RFC3376定义：

增加的主要功能是，成员可以指定接收或指定不接收某些组播源的报文。

IGMP协议

（1）,IGMP协议

（2）,主机第一次加入某组播组时，主动通报一个IGMP成员关系报告报文，以及时加入组播组。

Joiningagroup（IGMPv1v2）,Maintainingagroup（IGMPv1v2）,路由器向224.0.0.1（网内所有主机）发查询报文；接收到该报文的主机将自己加入的组播地址填入报告报文，向该组播地址多播；其它加入该组播组的主机收到该组播报文后，抑制自己报告报文的发送。

IGMP协议（3）,Leavingagroup（IGMPv1）,IGMP版本1没有专门的离开组播组报文。

路由器在查询间隔的2倍时间内仍未收到响应报文时（125secs每次），才将该组播组删除.,IGMP协议（4）,Leavingagroup（IGMPv2）,向组播组地址（224.0.0.2）发送一条离开组消息；路由器发送指定组查询（224.1.1.1）；如果没有任何成员报告消息，路由器就会将该组播组删除。

IGMP协议（5）,Joiningagroup（IGMPv3）,成员报告发送到所有IGMP版本3路由器组（224.0.0.22）,IGMP协议（6）,Joiningaspecific（IGMPv3）,只有加入到include里面的源地址的组播组里面。

IGMP协议（7）,组播概述组播原理IGMP协议组播路由协议组播全局控制配置及故障排查杂谈,课程内容,稀疏模式协议：

比如PIMSM、PIMSSM密集模式协议：

比如DVMRP、PIMDM,当前的组播路由协议分类：

组播路由协议,PIM-SM是稀疏模式的组播协议，稀疏模式协议的特点是使用拉的方式，利用RP树来发送组播信息。

即组播信息被拉入网络中的接收站点。

拉的方式假设组播不被网络中任何接受者需要，除非用一个显式的加入机制来专门申请，否则组播信息不会被传送到接收站点。

支持共享树和有源树,PIM-SM协议,（*，G）join,成员向着组G的RP方向逐跳发送组播加入消息加入共享树,RPT树的建立,组播报文,（*,G）仅在共享树沿途建立,RPTSPT,（S，G）join,组播报文,（S,G,rpt）剪枝,优势:

数据流仅沿“加入”的分支向下发送可以根据流量等条件动态地切换到有源树适合于大规模的企业网络域间组播路由的基础和MBGP、MSDP共同结合使用可以完成跨域的组播,PIM-SM协议特点,PIM-DM是密集模式协议，利用SPT来发送（S，G）组播信息。

密集模式协议的特点是使用推的方式PUSH原理假定网络中的每个子网至少都有一个（S，G）组播信息的接收站点，因此，信息被推或者扩散到网络中的所有节点。

PIM-DM协议,扩散过程,剪枝过程,加入过程,PIM-DM协议过程是一个典型的扩散和剪枝的过程，但是由于剪枝定时器超时后，报文会再次扩散到网络中；为了减少这种频繁的扩散-剪枝过程的耗费，PIM-DM使用状态刷新机制来维持网络中的剪枝状态；状态刷新报文由和源直连的路由器产生，然后进行扩散。

下游路由器收到状态刷新报文后，如果自己是处于剪枝状态，会刷新自己的剪枝定时器，然后填入自己的信息发送给下游路由器，从而扩散到整个组播网络。

状态刷新机制,对于小型网络来说非常有效优势:

易于配置-总共只有两条命令实现机制简单（泛滥剪枝）潜在问题.泛滥剪枝过程不够高效控制和数据平面混合导致网络内部的所有路由器上都有（S,G）可能会导致非确定性的拓扑行为不支持共享树,PIM-DM协议特点,上面的PIM协议都需要单播路由的支持，而DVMRP不需要配置单播路由协议，协议本身可以产生路由信息。

DVMRP类似RIP协议，首先通过发送探测消息来进行邻居发现，之后通过路由交换来进行单播寻径和确定上下游依赖关系。

扩散剪枝的操作和PIM类似，DVMRP协议本身并没有太多的扩展性。

DVMRP协议,组播概述组播原理IGMP协议组播路由协议组播全局控制配置及故障排查杂谈,课程内容,组播全局控制,所谓组播全局控制就是在数据转发层面进行的控制。

包括以下一些功能：

组播开关：

只有打开后才会转发组播数据组播心跳告警：

当流量小于期望时打印告警信息组播TTL限制：

对组播数据报文的ttl进行限制，可以用来划分组播域组播速率限制：

限制组播数据报文的速度,组播概述组播原理IGMP协议组播路由协议组播全局控制配置及故障排查杂谈,课程内容,这是一个最简单的组播环境，IGMP作用于路由器和主机之间，PIMSM作用于路由器之间。

设置2692的F0口为BSR，2600D的F0口为RP。

服务器和接收的PC端分别使用组播工具进行传输。

组播配置实例,组播路由协议的配置以PIM-SM为例,MP2692路由器配置：

配置说明

（1）,MP2600D路由器配置：

配置说明

（2）,PIM-DM配置：

配置说明（3）,#PIMSM需要配置BSR和RP，而PIM-DM配置要简单一些，只需要启用组播和PIMDM就可以了。

故障排查,一般情况下，组播的故障现象就是无法点播通，接收PC机收不到组播数据。

这个时候可以通过下面几个步骤查找问题：

我们路由器的组播体系是分成三部分的：

IGMP、组播路由协议、组播全局控制。

所以，我们查找问题的时候也是通过这三部分来查找原因的，下面一一介绍。

IGMP故障分析：

组播路由故障分析（以PIM-SM为例）：

组播全局故障分析：

1.通过showipigmpinterface查看路由器上的接口是否在运行igmpMP2600D#shipigmpinterfaceInterfacefastethernet1（Index1）IGMPActive,Querier（200.2.1.26）Defaultversion2Internetaddressis3.1.1.1IGMPqueryintervalis125secondsIGMPqueriertimeoutis255secondsIG