IP组播基础及工作原理实战——4

PIM-SM（ASM模型）工作原理

PIM-SM适用于ASM和SSM两种模型。在ASM模型中，它使用“拉（Pull）模式”转发组播报文，一般应用于组播成员规模相对较大、相对稀疏的网络。其基本工作机制如下：

（1）在网络中维护一台RP，可以为随时出现的组成员或组播源服务。网络中所有PIM路由器都知道RP的位置。

（2）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，生成一棵以RP为根的RPT。

（3）当网络中出现活跃的组播源时（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。

● PIM-SM假设网络中的组成员分布非常稀疏，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。

● PIM-SM模型实现组播转发的核心任务是构造并维护一棵单向共享树。

● 共享树选择PIM中某一路由器作为公用根节点，称为汇聚点RP（Rendezvous Point）。组播数据通过RP沿共享树向接收者转发。

● 接收侧，连接信息接收者的路由器向该组播组对应的RP发送组加入消息，加入消息经过一个个路由器后到达根部（即RP汇聚点），所经过的路径就变成了此共享树RPT的分支。——从RP到组播组成员一侧，即到接收者一侧为接收侧，这条路径为共享树RPT的一条分支，共享树RPT应该有很多分支，上图1、2步骤就是建立一条分支的过程。

● 发送端如果想要往某组播组发送数据，首先由第一跳路由器向RP汇聚点进行注册，注册消息到达RP后触发源树建立。之后组播源把数据发向RP汇聚点，当数据到达了RP汇聚点后，组播数据包被复制并沿着RPT树传给接收者。

● PIM-SM同时包含两种树：共享树和源路径树。从RP到组播接收者数据转发的路径称为共享树。从组播源到RP的数据转发路径称为源路径树。

● RPF检查根据树的种类进行：

 在共享树下，使用RP地址作为检测地址。

 在源路径树下，使用组播源地址作为检测地址

在ASM模型中，PIM-SM的关键机制包括邻居发现、DR竞选、RP发现、RPT构建、组播源注册、SPT切换、剪枝、断言；同时也可通过配置BSR（Bootstrap Router，自举路由器）管理域来实现单个PIM-SM域的精细化管理。 “邻居发现”“断言机制”与前面相同。

1、DR竞选

在组播源或组成员所在的网段，通常同时连接着多台PIM路由器。这些PIM路由器之间通过交互Hello报文成为PIM邻居，Hello报文中携带DR优先级和该网段接口地址。PIM路由器将自身条件与对方报文中携带的信息进行比较，选举出唯一的DR（注意：每个网段要选举一个DR，并不是整个组播网络中只能有一台DR）来负责源端或组成员端组播报文的收发。竞选规则如下：

（1）DR优先级较高者获胜（在网段中所有PIM路由器都支持DR优先级的情况下）。

（2）如果DR优先级相同，或该网段存在至少一台PIM路由器不支持在Hello报文中携带DR优先级，则IP地址较大者获胜。

（3）如果当前DR出现故障，将导致PIM邻居关系超时，其他PIM邻居之间会触发新一轮的DR竞选。

在ASM模型中DR主要作用如下：

（1）在连接组播源的共享网段，由DR负责向RP发送Register注册（组播源注册）报文。与组播源相连的DR称为源端DR。

（2）在连接组成员的共享网段，由DR负责向RP发送Join加入（组成员加入）报文。与组成员相连的DR称为组成员端DR。

2、RP发现

RP为网络中一台重要的PIM路由器，用于处理组播源DR注册信息及组成员加入请求，网络中的所有PIM路由器都必须知道RP的地址，类似于一个供求信息的汇聚中心。

一个RP可以同时为多个组播组服务，但一个组播组只能对应一个RP。目前可以通过以下方式配置RP。

（1）静态RP：在网络中的所有PIM路由器上配置相同的RP地址，静态指定RP的位置。

（2）动态RP：在PIM域内选择几台PIM路由器，配置C-RP（Candidate-RP，候选RP）来动态竞选出RP。不过此时，还需要通过配置C-BSR（Candidate-BSR，候选BSR）选举出BSR，来收集C-RP的通告信息，向PIM-SM域内的所有PIM路由器发布。

BSR（自举路由器）是PIM-SM网络里的管理核心，负责收集网络中C-RP（Candidate-RP，候选RP）发来的宣告信息（Advertisement message），然后将为每个组播组选择部分C-RP信息组成RP-Set（即组播组和RP的映射数据库），并以BSR消息（BSR Meaasge）发布到整个PIM-SM网络，从而使网络内的所有路由器（包括DR）都知道RP的位置。

BSR的选举过程中，初始时每个C-BSR都认为自己是BSR，向全网发送Bootstrap报文。Bootstrap报文中携带C-BSR地址、C-BSR的优先级。每一台PIM路由器都收到所有C-BSR发出的BootStrap报文，通过比较这些C-BSR信息，竞选产生BSR。BSR的竞选规则如下：

（1）C-BSR优先级较高者获胜（优先级数值越大优先级越高）。

（2）如果优先级相同，IP地址较大的C-BSR获胜。

C-RP竞选的具体过程：

（1）C-RP向BSR发送Advertisement报文，报文中携带C-RP地址、服务的组范围和C-RP优先级。

（2）BSR收到这些Advertisement报文后，将这些信息汇总为RP-Set（RP集），封装在Bootstrap报文中，发布给全网的每一台PIM-SM路由器。

（3）各PIM路由器收到Bootstrap报文后，使用相同的规则进行计算和比较，从多个针对特定组的C-RP中竞选出该组RP。规则如下：

①C-RP接口地址掩码最长者获胜。

②C-RP优先级较高者获胜（优先级数值越大优先级越低）。

③如果优先级相同，则执行Hash函数，计算结果较大的C-RP获胜。

④如果以上都相同，则C-RP地址较大者获胜。

由于所有PIM路由器使用相同的RP-Set和竞选规则，所以得到的组播组与RP之间的对应关系也相同。PIM路由器将“组播组——RP”对应关系保存下来，指导后续的组播操作。

——通过上面的描述，可以知道，BSR是通过先配置C-BSR后，通过选举产生BSR，而且产生的办法是每个PIM路由器通过接收到的每个C-BSR的BootStrap报文，而后按照竞选规则自主做出的判断，也就是必须保证每台PIM路由器的BSR竞选规则相同，否则就可能出现多个BSR，这样就做到了每个PIM路由器都知道BSR了（其实是通过相关信息自己计算出来的）；同样道理，配置了C-RP的PIM路由器在知道了BSR后，向其发送Advertisement宣告信息报文，然后BSR为每个组播组选择部分C-RP信息组成RP-Set，发布到全网，全网所有PIM路由器在根据RP-Set和竞选规则，又选择出组播组的RP（也是自己按规则计算出的，所以必须保证规则一致），这样所有的PIM路由器就知道了RP的位置。打个比方，就是不告诉路由器的最终结果2，而是告诉路由器两个变量1和1，和计算规则“+”，最终结果由路由器自己计算。

3、RPT构建

PIM-SMRPT是一棵以RP为根，以存在组成员关系的PIM路由器为叶子的组播分发树，如下图

当网络中出现组成员（用户主机通过IGMP加入某组播组G）时，组成员端DR向RP发送Join报文，在通向RP的路径上逐跳创建（*，G）表项，生成一棵以RP为根的RPT。

在RPT构建过程中，PIM路由器在收发Join报文时，都会进行RPF检查。接收者DR首先执行RPF检查：查找到达RP的单播路由，单播路由的出接口为上游接口，下一跳为RPF邻居。然后，接收者DR向该RPF邻居发送Join报文。RPF邻居接收到Join报文后，执行RPF检查，如果检查通过，继续向上游发送。Join报文逐跳上送，直至到达RP。

4、组播源注册

组播源注册也是在RP上进行的，但注册信息是通过源端DR传递到RP的。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，然后才能将组播报文传输到组成员。具体过程如下：

（1）组播源将组播报文发给源端DR。

（2）源端DR接收到组播报文后，将其封装在Register报文中，发送给RP。

（3）RP接收到Register报文后，将其解封装，并根据报文中的信息建立对应（S,G）表项，然后将组播数据沿RPT发送到达组成员。

5、SPT切换

在PIM-SM网络中，一个组播组只对应一个RP，只构建一棵RPT。在未进行SPT切换的情况下，所有发往该组的组播报文都必须先封装在注册报文中发往RP，RP解封装后，再沿RPT分发。但这样会出现一个问题，那就是因为RP是所有组播报文必经的中转站，当组播报文速率逐渐增大时会对RP形成巨大的负担。为了解决此问题，PIM-SM允许RP或组成员端DR通过触发SPT切换来减轻RP的负担。

RP触发SPT切换的原理：在RP收到源端DR的注册报文后，将封装在Register报文中的组播报文直接沿RPT转发给组成员（不进行解封），同时RP会向源端DR逐跳发送Join报文。发送过程中在PIM路由器创建（S,G）表项，从而建立了RP到源的SPT。SPT树建立成功后，源端DR直接将组成员加入的组播报文转发到RP。最终使源端和RP免除频繁的封装与解封装。

如上图，组成员端DR周期性检测组播报文的转发速率，一旦发现（S,G）报文的转发速率超过阈值，则触发以下SPT切换：

（1）组成员端DR（如RouterD）逐跳向源端DR逐跳发送Join报文并创建（S,G）表项，建立源端DR到组成员DR的SPT。

（2）SPT建立后，组成员端DR会沿着RPT逐跳向RP发送剪枝报文，删除（S,G）表项中相应的下游接口。剪枝结束后，RP不再沿RPT转发组播报文到组成员端。

如果SPT不经过RP，RP会继续向源端DR逐跳发送剪枝报文，删除（S,G）表项中相应的下游接口。剪枝结束后，源端DR不再沿“源端DR——RP”的SPT转发组播报文到RP。

缺省情况下，设备一般未设置组播报文转发速率的阈值，RP或者组成员端DR在接收到第一份组播报文时都会触发各自的SPT切换。

6、BSR管理域

为了实现网络管理精细化，可以选择将一个PIM-SM网络划分为多个BSR管理域和一个Global（全局）域。这样一方面可以有效地分担单一BSR的管理压力，另一方面可以使用私有组地址为特定区域的用户提供专门服务。

每个BSR管理域中维护一个BSR，为某一特定地址范围的组播组服务。Global域中维护一个BSR，为所有剩余的组播组服务。

BSR管理域是针对特定地址范围的组播组的管理区域，属于此范围的组播报文只能在本管理域内传播，无法通过BSR管理域边界。

上图所示包括了BSR1和BSR2两个管理域。对于有相同组播地址的不同管理域，各BSR管理域所包含的PIM路由器互不相同，同一PIM路由器不能从属于多个BSR管理域。各BSR管理域在地域上相互独立，且相互隔离。Global域包含PIM-SM网络内的全部PIM路由器。不属于任意BSR管理域的组播报文，可以在整个PIM网络范围内传播。

如果从组播组地址范围来看，每个BSR管理域为特定地址范围的组播组提供服务，不同的BSR管理域服务的组播组地址范围可以重叠。但每个组播组地址只在本BSR管理域内有效，相当于私有组地址。如下图所示，BSR1域和BSR3域对应的组播组地址范围出现重叠。

不属于任何BSR管理域的组播组，一律属于Global域的服务范围。上图中的Global域组地址范围是除了G1、G2之外的G-G1-G2组播地址。

Global域和每个BSR管理域都包含针对自己域的C-RP和BSR设备，这些设备在行使相应功能时仅在本域内有效。即BSR机制和RP竞选在各管理域之间是隔离的。每个BSR管理域都有自己的边界，该管理域的组播信息（C-RP宣告报文、BSR自举报文等）不能跨越域传播。但Global域的组播信息可以在整个Global域内传递，可以穿越任意BSR管理域。

 

PIM-SM协议机制

● 在PIM-SM网络中， 刚启动的组播路由器需要使用Hello消息来发现邻居， 并维护邻居关系。 通过各路由器之间周期性地使用Hello消息保持联系。 除了维护邻居关系外， Hello消息还具有一个重要的功能就是在多路由器网段中选举DR指定路由器。 DR充当IGMPv1查询器。

● PIM-SM在共享网络（如Ethernet）同样选举DR(Designated Router)。

● DR（Designated Router）应用在PIM-SM网络中的如下两个位置：

 ☆ 在连接组播源的共享网段，由DR负责向RP发送Register注册消息。与组播源相连的DR称为源端DR。

 ☆ 在连接组成员的共享网段，由DR负责向RP发送Join加入消息。与组成员相连的DR称为组成员端DR。

● 共享媒介网络上的各路由器相互之间发送Hello消息（携带DR优先级选项），拥有最高DR优先级路由器将被选举为本网络中的DR。假如优先级相同或网络中至少有一台路由器不支持在Hello报文中携带优先级，则拥有最大IP地址的路由器被选举为DR。

● 当DR出现故障时，接收Hello消息将会超时，邻居路由器之间会触发新的DR选举过程。

● pim timer hello interval，在接口视图下配置发送Hello消息的时间间隔。 Hello消息默认周期是30秒。

● pim hello-option holdtime interval 命令用于修改Hello消息超时时间值。默认情况超时时间值为105秒。

● 在共享网络（如Ethernet）有多个路由器时选举出“指定转发器”， PIM-SM中的“Assert”与PIM-DM中的相同。

● 在PIM-SM组播网络里，担当共享树树根的节点称为RP (Rendezvous Point) 。

● RP的作用：

 1、共享树里所有组播流都通过RP转发到接收者。

 2、RP可以负责几个或者所有组播组的转发，网络中可以有一个或多个RP 。用户通过配置命令，可以限制RP只为IP地址在一定范围的组播组服务。一个RP可以同时为多个组播组服务，但一个组播组只能对应一个RP。所有该组成员和向该组发送组播数据的组播源都向唯一的RP汇聚。

● RP的发现：

 1、静态RP：在PIM域中的所有PIM路由器上逐一进行配置，静态指定RP。

 static-rp  rp-address 指定静态RP的IP地址。

 2、动态RP：在PIM域内选择几台PIM路由器，配置成为C-RP(Candidate-RP)，最后从C-RP中竞选产生RP。

   使用动态RP，必须同时配置C-BSR（Candidate-BootStrap Router）。由C-BSR竞选产生BSR。

● RP是PIM-SM域中的核心路由器，在小型并且简单的网络中，组播信息量少，全网络仅依靠一个RP进行信息转发即可，此时可以在SM域中各路由器上静态指定RP位置。但是更多的情况下， PIM-SM网络规模都很大，通过RP转发的组播信息量巨大，为了缓解RP的负担同时优化共享树的拓扑结构，不同组播组应该对应不同的RP，此时就需要自举机制来动态选举RP，配置自举路由器BSR(BootStrap Router)。

● BSR自举路由器是PIM-SM网络里的管理核心，负责收集网络中候选RP(C-RP)发来的Advertisement宣告信息。然后将为每个组播组选择部分C-RP信息以组成RPSet集（即组播组和RP的映射数据库），并发布到整个PIM-SM网络，从而网络内的所有路由器（包括DR）都会知道RP的位置。

● C-RP周期性的发送Advertisement宣告消息的时间间隔(advertisement-interval )缺省值是60s。

● BSR在holdtime hold-interva(缺省150s)内等待接收C-RP发送的Advertisement宣告消息，超过150s， BSR认为C-RP失效。

● 一个PIM-SM域内也可以配置多个C-RP，由BSR机制计算出和每个组播组对应的

RP。

● 一个网络（或某管理域）内部只能选举出一个BSR，但可以配置多个候选BSR(Candidate-BSR C-BSR)，当BSR发生故障后，其余C-BSR能够通过自动选举产生新的BSR，从而确保业务免受中断。

● BootStrap router工作的原理和过程：

 1、在网络中选择合适的路由器把它配置成候选BSR(C-BSR)，每个C-BSR都有优先级。当它得知自己是C-BSR后，首先启动一个定时器（默认为130秒），监听网络中的 BootStrap Message。 BootStrap Message初始时通告发送路由器的优先级、 BSR的IP地址。

 2、当C-BSR收到一个BootStrap Message后，它会把自己的优先级和报文里的优先级做比较，如果对方的优先级高，它就把自己的定时器重置，继续监听BootStrap Message；如果是自己的高，那么它就发送BootStrap Message声明自己是BSR，如果优先级相等，则比较IP地址，谁的IP地址大谁就是BSR。

● BSR消息发送的目的地址是224.0.0.13，所有的PIM路由器都能接收到这个报文，该报文TTL一般被置为1，但每个PIM路由器收到此报文后都是把它以泛洪的方式从自己所有的使能PIM的接口上发送出去，这就能保证网络中的每台PIM设备都能收到BootStrap Message。

● 1、候选RP(C-RP)周期性将声明发送到BSR。当C-RP收到BootStrap Message后，它可以从该message中得知网络中谁是BSR，然后C-RP通过Candidate-RP Advertisement Message把自己所能服务的组单播给BSR。每个C-RP都这么做的话，BSR就收集到了网络中所有C-RP的信息并把这些信息整理成一个集RP-Set。 C-RP每60秒周期性的单播发送通告。

● 2、 BSR通过BootStrap Message周期性地向所有PIM路由器(224.0.0.13)发送BSR消息(每60秒)， BSR消息包含整个RP-set和 BSR地址，消息一跳一跳地自BSR向整个网络泛滥（flood）。

● 3、所有的路由器使用收到的RP集来确定RP。所有路由器都使用相同的RP选择算法， 所以选择的RP也是一致的。

● 注意：如果RP不是手工指定，而是通过选举从C-RP中产生，则每台路由器需要配置包括C-RP地址、优先级和它所能服务的组。

● 当接收者主机加入一个组播组G时，通过IGMP报文知会与该主机直接相连的叶子路由器，叶子路由器掌握组播组G的接收者信息，然后朝着RP方向往上游节点发送加入组播组的Join消息。

● 从叶子路由器到RP之间途经的每个路由器都会在转发表中生成(*， G)表项，这些沿途经过的路由器就形成了RP共享树(RPT)的一个分支。其中(*， G)表示从任意源来的信息去往组播组G。

● RPT共享树以RP为根，以接收者为叶子。

● 当从组播源Source来的发往组播组G的报文流经RP时，报文就会沿着已经建立好的RPT共享树路径到达叶子路由器，进而到达接收者主机。

● 当某接收者对组播信息不再感兴趣时，离该接收者最近的组播路由器会逆着RPT树朝RP方向逐跳发送Prune剪枝消息。第一个上游路由器接收到该剪枝消息，在接口列表中删除连接此下游路由器的接口，并检查自己是否拥有感兴趣的接收者，如果没有则继续向上游转发该剪枝消息。

● 这一过程同PIM-DM的剪枝相同

● 为了向RP通知组播源的存在，当组播源向组播组G发送了一个组播报文时，与组播源直接相连的路由器接收到该组播报文后，就将该报文封装成Register注册报文，并单播发送给对应的RP。

● 当RP接收到来自组播源的注册消息后，一方面解封装注册消息并将组播信息沿着RPT树转发到接收者，另一方面朝组播源方向逐跳发送(S， G)加入消息，从而让RP和组播源之间的所有路由器上都生成了(S， G)表项，这些沿途经过的路由器就形成了SPT树的一个分支。 SPT源树以组播源为根，以RP为目的地。

——SPT源路径树的建立是从RP开始的，向组播源方向发送（S,G）加入消息，是不是就是Join消息？一直到第一跳路由器。

● 组播源发出的组播信息沿着已经建立好的SPT树到达RP，然后由RP将信息沿着RPT共享树进行转发。

● 当RP收到沿着SPT树转发的组播流量后，向与组播源直连的路由器单播发送注册停止报文。组播源注册过程结束。

——这里如何判断SPT树已经建立？也就是如何理解“当RP收到沿着SPT树转发的组播流量后”这句话，一开始组播信息是封装在Register（注册报文）消息中的，而后沿SPT树发送的报文不是封装在Register注册报文中的，就算是沿着SPT树转发的组播报文？然后触发注册停止报文？或者是当第一跳路由器建立了（S,G）组播路由表项后，在转发组播源的组播报文后就不是封装在Register报文中，以此判断源路径树建立成功？

● 当组播源成功注册到RP后，组播报文从组播源经SPT树到PR，再由RP经RPT树向接收者方向转发。

● 针对特定的源， PIM-SM通过指定一个利用带宽的SPT阈值可以实现将最后一跳路由器(即离接收者最近的DR)从RPT切换到SPT。当最后一跳路由器发现从RP发往组播组G的组播报文速率超过了该阈值时，就向单播路由表中到组播源S的下一跳路由器发送（S， G）加入消息， Join加入消息经过一个个路由器后到达第一跳路由器（即离组播源最近的DR），沿途经过的所有路由器都拥有了（S， G）表项，从而建立了SPT树分支。

● 当信息吞吐率超过预定的值时， PIM-SM就会从共享树切换到组播源路径树。

● 在VRP中，缺省情况下连接接收者的路由器在探测到组播源之后（即接收到第一个数据报文），便立即加入最短路径树（源树），即从RPT向SPT切换。

● 切换到SPT树后，组播信息将直接从组播源S发送到接收者。通过RPT树到SPT树的切换， PIM-SM能够以比PIM-DM更经济的方式建立SPT转发树。

● 最后一跳路由器向RP逐跳发送包含RP位的Prune剪枝消息， RP收到消息后会向组播源反向转发Prune剪枝消息，从而最终实现组播信息流从RPT树切换到SPT树。

● 切换后从组播源到接收者之间建立了SPT。

● 邻居发现：在PIM-SM网络中，组播路由器使用Hello消息来发现邻居，并维护邻居关系，协商协议参数。通过比较Hello消息上携带的优先级和IP地址，各路由器为多路由器网段选举指定路由器DR，充当IGMPv1的查询器。

● DR选举：为与组播源或组播接收者之间的共享网络（如Ethernet）选举DR（Designated Router）。

● RP发现：通过手工指定或是通过BSR自举消息选举产生。

● 加入（Join）：当接收者加入一个组播组G时，通过IGMP报文知会与该主机直接相连的叶子路由器，叶子路由器朝着RP方向往上游节点发送加入组播组的Join消息。

● 剪枝（Prune）：剪枝过程最先由叶子路由器发起。下游组播组成员全部离开，则向上游节点发Prune剪枝消息。通知上游节点不用再转发数据到该分支。

● 注册（Register）：向RP通知组播源S的存在。

● SPT切换： PIM-SM通过指定一个利用带宽的SPT阈值可以实现将最后一跳路由器(即接收者侧DR)从RPT切换到SPT。

——几点实现细节上的疑问：一是SPT树建立后RP发送注册停止报文的机制是什么？二是RPT向SPT切换的机制，叶子路由器如何知道切换完成？何时发起剪枝消息？

PIM-SM的工作原理?

● PIM-SM协议假设：当组播源开始发送组播数据时，域内所有的网络节点都不需要接收数据。实现组播转发的核心任务是构造并维护一棵单向共享树。共享树选择PIM中某一路由器作为RP。组播数据通过RP共享树向接收者转发。在接收侧，连接信息接收者的路由器向该组播组对应的RP发送组加入消息，加入消息经过一个个路由器后到达根部（即RP汇聚点），所经过的路径就变成了此共享树RPT的分支。发送端如果想要往某组播组发送数据，首先由第一跳路由器向RP汇聚点进行注册，注册消息到达RP后触发源树建立。之后组播源把数据发向RP汇聚点，当数据到达了RP汇聚点后，组播数据包被复制并沿着RPT树传给接收者。复制仅仅发生在分发树的分支处，这个过程能自动重复直到数据包最终到达接收者。

● 如何建立RPT共享树？

 当接收者主机加入一个组播组G时，通过IGMP报文知会与该主机直接相连的叶子路由器，叶子路由器然后朝着RP方向往上游节点发送加入组播组的Join消息。从叶子路由器到RP之间途经的每个路由器都会在转发表中生成（*， G）表项，沿途经过的路由器就形成了RP共享树（RPT）的一个分支。

● 组播源如何注册？

 当组播源S向组播组G发送了一个组播报文时，与组播源S直接相连的路由器接收到该组播报文后，就将该报文封装成Register注册报文，并单播发送给对应的RP。 当RP接收到来自组播源S的注册消息后，一方面解封装注册消息并将组播信息沿着RPT树转发到接收者，另一方面朝组播源S逐跳发送（S， G）加入消息，从而让RP和组播源S之间的所有路由器上都生成了（S， G）表项，沿途经过的路由器就形成了SPT树的一个分支。 SPT源树以组播源S为根，以RP为目的地。

——PIM-SM，第一步确定BSR，或手工指定，或指定候选BSR（C-BSR），然后通过Hello报文选举产生BSR；第二步确定RP，先配置C-RP（候选RP），C-RP发送消息到BSR，BSR收集所有的C-RP信息后形成C-RP-Set，发给各C-RP，根据相同的算法，选出相同的RP；第三步RPT树的建立，接收者加入组播组G，通过IGMP报文通知叶子路由器（最后一跳路由器），叶子路由器逐跳向RP方向往上游节点发送加入组播组的Join消息，在每个节点建立（*，G）组播转发路由表项，共享树RPT建立，建立后，RP发送注册停止报文；第四步SPT源树的建立，组播源发送组播报文，第一跳路由器将报文封装成Register注册报文，发往RP，RP收到Register报文后，解封报文，从RPT树转发，同时朝组播源S逐跳发送（S,G）加入消息（Join消息），建立SPT树；第五步RPT向SPT切换，接收者相连的路由器（最后一跳路由器）接收到从RP发送的第一个组播报文，向组播源S方向逐跳发送（S,G）加入消息（Join消息），建立新的SPT树分支；第六步最后一跳路由器向RP逐跳发送包含RP位的Prune剪枝消息， RP收到消息后会向组播源反向转发Prune剪枝消息，从而最终实现组播信息流从RPT树切换到SPT树。