组播实验答案.docx
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组播实验答案.docx
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组播实验答案
组播的原理以及一些重点
由于组播是基于UDP的,所以继承了UDP的缺点
1、只能是尽力而为的传输,传输无保证(Best-effortdelivery)
2、没有拥塞避免机制,不像TCP有windows窗口(Nocongestionavoidance)
3、会产生重复的报文(Duplicates)
4、无序的、UDP包没有序列号(Out-of-sequencedelivery)
组播分为三个部分:
源部分、组播树部分、接收部分。
组播的地址为224.0.0.0—239.255.255.255
其中224.0.0.0-224.0.0.255作为保留地址,用作一些协议的特定组播地址;224.0.1.0-238.255.255.255作为共有组播地址,能够在公网上传递的;239.0.0.0-239.255.255.255作为私有的组播地址,不能够在公网上传递的。
其中公网的组播地址内又有233.0.0.0-233.255.255.255,这个是保留给每个AS的一组组播地址;232.0.0.0-232.255.255.255是给特定源地址做保留的。
组播和MAC地址的对应:
组播MAC地址的前25位固定,IP地址的最后23位被映射到MAC地址的最后23位,前25位一定是01.00.5e.0这个0是二进制的0。
IGMPv1(每60S发送一次查询。
holdtime:
180second):
只有两种报文:
1.Query包:
每60秒发一次由路由器发向224.0.0.1(所有节点)
DIP:
224.0.0.1GROUP:
0.0.0.0
2.Report包:
主机回应Queries或主动发
DIP:
224.1.1.1GROUP:
224.1.1.1
IGMPv2:
多了一个查询者的概念和以下两种消息(每60s发送一次查询,holdtime:
180s,查询者超时时间为120s)
1.指定组查询消息Group-specificquery
DIP:
224.1.1.1GROUP:
224.1.1.1
2.离组消息LeavingaGroup
DIP:
224.0.0.2GROUP:
224.1.1.1
查询者:
当有多个路由器在同一个以太网段时,要先选出查询者(比最小IP地址),查询者超时时间默认是120S
·Shortest-Path/SourceDistributionTree(源树)
原理:
在源树的分发形式中,网络会找一条从源到目标最近的路径来下发组播流量
SPT(ShortestPathTree)
源树会在路由器上形成以下的组播条目:
(S,G)(source,group)
源树的优点:
在信源和接收方之间创建一条最优的路径,可以最大限度的降低转发多播流的网络延迟。
源树的缺点:
同时也增加了开销,路由器要针对每个信源存储路径信息,在包含数千个信源的网络中,这种开销是庞大的。
一个源一棵树.适用于比较多接收者时使用.每3分钟修剪一次.推模型.一般运行在DENSE模式下.
·SharedDistributionTree(共享树)
原理:
在共享树分发形式中,需要在网络中先找出一个集合点(RP)。
然后每一个源都会先将流量发给RP,再由RP转发给接收者。
共享树会在路由器上形成以下的组播条目:
(*,G)(*,group)
共享树的优点:
每台路由器存储的信息较少,降低内存消耗。
共享树的缺点:
选择信源到接收方的路径不是最优的。
所以要慎重考虑RP的位置。
拉模型.RP可以手工指定.receiver端向RP端发出register包.一般运行在SPARSE模式下.
RPF校验的目地是为了防环和防止重复报文
RPF的规则:
收到组播包的方向(接口)也必须是本路由器用来向组播包的源地址进行数据转发的方向(接口),否则扔掉数据包
RPF选接口的比较原则:
1、lowerAD同样的路由,选最小AD值的路由所用的接口为RPF接口
2、longestmatch同样的路由,比最长掩码
3、lowermetric如果IGP是负载均衡,同样的路由,掩码一样长,比metric
4、higherip以上都一样,比接口IP地址
·PIM是基于IP的,它的报文直接封装在IP包中,在IP中的协议号是103
·协议无关的组播,指的是和单播协议无关,不管是何种单播路由协议,PIM都可以使用他们实现组播转发。
·使用现有单播路由表实现RPF校验。
·路由器之间不必发送组播路由更新,所以PIM比其他组播协议开销降低了很多。
·PIM有两种工作模式,dense-mode和sparse-mode
·组播路由器之间也要建邻居:
Hello:
30S发向224.0.0.13
Hold:
30*3.5=1分45秒
组播基本IGMP实验
1.实验拓扑:
2.实验需求:
按照上述拓扑配置,R2、R3、R4、R5都模拟PC机,加入不同的组播组,了解一些常用的组播命令。
3.实验步骤:
(1)配置底层IP地址信息
R1(config)#ipmulticast-routing//开启组播协议
R1(config)#interfaceethernet0//进入接口
R1(config-if)#ippimdense-mode//接口运行PIM协议,这个PIM配置后面实验会讨论
R1(config-if)#ipaddress10.0.0.1255.255.255.0
R1(config-if)#noshutdown
R2(config)#noiprouting
R2(config)#interfaceethernet0
R2(config-if)#ipaddress10.0.0.2255.255.255.0
R2(config-if)#noshutdown
R2(config-if)#ipigmpjoin-group224.2.2.2//加入组播组224.2.2.2
R2(config)#ipdefault-gateway10.0.0.1//网关为10.0.0.1
R3(config)#noiprouting
R3(config)#interfaceethernet0
R3(config-if)#ipaddress10.0.0.3255.255.255.0
R3(config-if)#noshutdown
R3(config-if)#ipigmpjoin-group224.3.3.3
R3(config)#ipdefault-gateway10.0.0.1
R4(config)#noiprouting
R4(config)#interfaceethernet0
R4(config-if)#ipaddress10.0.0.4255.255.255.0
R4(config-if)#noshutdown
R4(config-if)#ipigmpjoin-group224.4.4.4
R4(config)#ipdefault-gateway10.0.0.1
R5(config)#noiprouting
R5(config)#interfaceethernet0
R5(config-if)#ipaddress10.0.0.5255.255.255.0
R5(config-if)#noshutdown
R5(config-if)#ipigmpjoin-group224.4.4.4
R5(config)#ipdefault-gateway10.0.0.1
R1#shipigmpgroups
IGMPConnectedGroupMembership
GroupAddressInterfaceUptimeExpiresLastReporter
224.0.1.40Ethernet000:
01:
4400:
02:
5210.0.0.1
224.2.2.2Ethernet000:
00:
0400:
02:
5510.0.0.2
224.3.3.3Ethernet000:
00:
0300:
02:
5610.0.0.3
224.4.4.4Ethernet000:
00:
0500:
02:
5410.0.0.5//最后发R包的地址
现在把R5的E0口关闭:
R5(config)#interfaceethernet0
R5(config-if)#shutdown
R1#shipigmpgroups
IGMPConnectedGroupMembership
GroupAddressInterfaceUptimeExpiresLastReporter
224.0.1.40Ethernet000:
33:
4300:
02:
5610.0.0.1
224.2.2.2Ethernet000:
32:
0300:
02:
5810.0.0.2
224.3.3.3Ethernet000:
32:
0200:
02:
5210.0.0.3
224.4.4.4Ethernet000:
32:
0400:
02:
5710.0.0.4
R1#shipigmpinterface
Ethernet0isup,lineprotocolisup
Internetaddressis10.0.0.1/24//IP地址
IGMPisenabledoninterface//IGMP在此接口上是开启的
CurrentIGMPhostversionis2//主机的IGMP版本是2
CurrentIGMProuterversionis2//路由器的IGMP版本是2
IGMPqueryintervalis60seconds//query包发送的时间间隔是60s
IGMPqueriertimeoutis120seconds//querier的超时时间是120S
IGMPmaxqueryresponsetimeis10seconds//IGMP最大响应时间是10S
Lastmemberquerycountis2
Lastmemberqueryresponseintervalis1000ms
InboundIGMPaccessgroupisnotset
IGMPactivity:
7joins,3leaves
Multicastroutingisenabledoninterface
MulticastTTLthresholdis0
Multicastdesignatedrouter(DR)is10.0.0.1(thissystem)//DR是10.0.0.1
IGMPqueryingrouteris10.0.0.1(thissystem)
Multicastgroupsjoinedbythissystem(numberofusers):
224.0.1.40
(1)
我们可以修改这些计时器:
R1(config-if)#ipigmplast-member-query-count2//路由器修改发送指定组查询消息的次数,默认2次
R1(config-if)#ipigmplast-member-query-interval2000//修改发送指定组查询消息的间隔,默认是1000ms,这个值乘上次数就得到路由器等待的最大时间
R1(config-if)#ipigmpquerier-timeout130//修改查询者超时间隔,默认是120S
R1(config-if)#ipigmpquery-interval190//修改查询间隔时间,改了后查询者超时时间也会自动变化
R1(config-if)#ipigmpquery-max-response-time11//最大查询响应间隔时间
我们再来查看IGMP的INTERFACE:
R1#shipigmpinterface
Ethernet0isup,lineprotocolisup
Internetaddressis10.0.0.1/24
IGMPisenabledoninterface
CurrentIGMPhostversionis2
CurrentIGMProuterversionis2
IGMPqueryintervalis190seconds
IGMPqueriertimeoutis130seconds
IGMPmaxqueryresponsetimeis11seconds
Lastmemberquerycountis2
Lastmemberqueryresponseintervalis2000ms
InboundIGMPaccessgroupisnotset
IGMPactivity:
7joins,3leaves
Multicastroutingisenabledoninterface
MulticastTTLthresholdis0
Multicastdesignatedrouter(DR)is10.0.0.1(thissystem)
IGMPqueryingrouteris10.0.0.1(thissystem)//IGMP查询者为10.0.0.1这个路由器
Multicastgroupsjoinedbythissystem(numberofusers):
224.0.1.40
(1)
我们看到计时器都修改了。
4.实验结论:
组播IGMPsnooping实验
1.实验拓扑:
2.实验需求:
要求熟悉IGMP协议的工作原理以及IGMPsnooping的工作原理
3.实验步骤:
(1)配置基本IP地址信息
R2(config)#noiprouting//关闭路由功能
R2(config)#interfaceethernet0
R2(config-if)#ipaddress10.0.0.2255.255.255.0
R2(config-if)#noshutdown
R2(config-if)#ipigmpjoin-group224.2.2.2//加入组播组224.2.2.2
R2(config)#ipdefault-gateway10.0.0.1//默认网关为10.0.0.1
R3(config)#interfaceethernet0
R3(config-if)#ipaddress10.0.0.3255.255.255.0
R3(config-if)#noshutdown
R3(config-if)#ipigmpjoin-group224.3.3.3
R3(config)#noiprouting
R3(config)#ipdefault-gateway10.0.0.1
R4(config)#noiprouting
R4(config)#interfaceethernet0
R4(config-if)#ipaddress10.0.0.4255.255.255.0
R4(config-if)#noshutdown
R4(config-if)#ipigmpjoin-group224.2.2.2
R4(config)#ipdefault-gateway10.0.0.1
R1(config)#interfaceethernet0
R1(config-if)#ipaddress10.0.0.1255.255.255.0
R1(config-if)#noshutdown
R1(config)#ipmulticast-routing
R1(config)#interfaceethernet0
R1(config-if)#ippimdense-mode
我们在SW1上查看IGMPsnooping的情况:
SW1#shipigmpsnooping
GlobalIGMPSnoopingconfiguration:
-----------------------------------
IGMPsnooping:
Enabled
IGMPv3snooping(minimal):
Enabled
Reportsuppression:
Enabled
TCNsolicitquery:
Disabled
TCNfloodquerycount:
2
LastMemberQueryInterval:
1000
Vlan1:
--------
IGMPsnooping:
Enabled
IGMPv2immediateleave:
Disabled
Explicithosttracking:
Enabled
Multicastrouterlearningmode:
pim-dvmrp
LastMemberQueryInterval:
1000
Sourceonlylearningagetimer:
10
CGMPinteroperabilitymode:
IGMP_ONLY
我们看到IGMPsnooping在3550上默认开启的。
SW1#shipigmpsnoopinggroups
VlanGroupVersionPortList
------------------------------------------------------------
1224.0.1.40v2Fa0/1
1224.2.2.2v2Fa0/2,Fa0/4
1224.3.3.3v2Fa0/3
我们了解到了IGMPsnooping的工作原理,就是从路由器过来的组播流量在交换机上进行过滤。
对于一个特定的组播组,它使用IGMPsnooping来使得组播组地址IP和端口绑定在一起,这样实现了过滤。
我们再来查看SW1的组播MAC地址表
SW1#shmac-address-tablemulticast
VlanMacAddressTypePorts
------------------------
10100.5e00.0128IGMPFa0/1
10100.5e02.0202IGMPFa0/1,Fa0/2,Fa0/4
10100.5e03.0303IGMPFa0/1,Fa0/3
我们发现这里面有每个接口和MAC的对应关系。
我们再来看路由器上面的IGMP组:
R1#shipigmpgroups
IGMPConnectedGroupMembership
GroupAddressInterfaceUptimeExpiresLastReporter
224.0.1.40Ethernet000:
22:
3900:
02:
0110.0.0.1
224.2.2.2Ethernet000:
21:
0200:
02:
5610.0.0.2
224.3.3.3Ethernet000:
04:
4400:
01:
5710.0.0.3
我们来解释下接收者这一段的工作原理:
首先最后一条路由器接收到组播流量后,把这个组播地址转化成2层的组播MAC地址传递给交换机,交换机的IGMPsnooping表中有组播地址和端口的对应表。
所以当交换机收到组播流量的时候他按照IGMPsnooping表中的信息对特定组的成员转发,从对应的接口转发出去。
4.实验结论:
IGMPsnooping默认在交换机上都开启了的
ipigmpsnooping全局开启IGMPsnooping
ipigmpsnoopingvlanXX在某个VLAN上开启IGMPsnooping
RPF选路原则
1.实验拓扑:
2.实验需求:
了解RPF选路原则。
首先R2、R3、R5运行EIGRP100,R2、R4、R5运行OSPF1,两个路由协议同时宣告12.0.0.0/24和56.0.0.0/24网段,然后再R1上面激发去224.6.6.6的组播流量,看看R5上面的组播路由表RPF是选择哪一条路径?
现在我们把EIGRP100的自动汇总打开,我们来看看R5上面的组播路由表RPF选择了哪一条路径?
然后我们再把R2、R3、R5全部运行OSPF1,使得R2、R3、R5这条路径的COST值修改成200,看看R5上面的组播路由表是选择哪一条路径?
最后我们把COST删除,使得metric值是一样的,我们再看看R5的组播路由表RPF是选择哪一条路径?
3.实验步骤:
(1)打通底层
r1(config)#noiprouting
r1(config)#ipdefault-gateway12.0.0.2
r1(config)#interfaceethernet1/0
r1(config-if)#ipaddress12.0.0.1255.255.255.0
r1(config-if)#noshutdown
r2(config)#interfaceethernet1/0
r2(config-if)#ipaddress12.0.0.2255.255.255.0
r2(config-if)#nosh
r2(config)#interfaceserial0/0
r2(config-if)#ipaddress23.0.0.2255.255.255.0
r2(config-if)#noshutdown
r2(config)#interfaceserial0/1
r2(config-if)#ipaddress24.0.0.2255.255.255.0
r2(config-if)#noshutdown
r3(config)#interfaceserial0/0
r3(config-if)#ipaddress23.0.0.3255.255.255.0
r3(config-if)#nosh
r3(config)#interfaceserial0/1
r3(config-if)#ipaddress35.0.0.3255.255.255.0
r3(config-if)#noshutdown
r4(config)#interfaceserial0/1
r4(config-if)#ipaddress24.0.
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