华为NP课程笔记14-PIM-SM和SPT切换

一、PIM-SM

1、PIM-SM（Protocol independent multicast-sparse Mode），协议无关组播-稀疏模式。属于稀疏模式的组播路由协议，适用于组成员相对分散、范围较广、大规模的网络。PIM-SM会在源到RP之间建立SPT树，在RP到接受者之间建立RPT树。

2、工作机制

（1）邻居发现Hello报文，接口互相发送hello报文，优先级高的或者IP地址大的成为DR。其中第一跳和最后一跳的DR才有实际意义。最后一跳DR向RP方向传递（*，G）表项，构建SPT树，第一跳DR向RP发送组播源注册消息。

（2）RP（Rendezvous Point）发现

既可以静态指定，也可以动态发现。

静态指定就是在每台路由器上配置指定具体的静态RP

（3）RPT共享树加入

新加入接收者，向路由器发送IGMP report报文，DR路由器收到后生成（*，G）报文，并逐跳向RP方向发送（*，G）Join报文，沿途创建（*，G）表项，生成一棵以RP为根的RPT。

（4）组播源注册过程

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。

 

组播源向第一条DR发送第一个组播报文，源端DR将该组播报文封装成Register报文并以单播方式发送给相应的RP，RP收到注册消息后，一方面从Register消息中提取出组播报文，并将该组播报文沿RPT分支转发给接收者。

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

SPT树建立后，组播源发出的组播报文沿该SPT转发至RP。

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

 

3、配置命令

DR：

multicast routing-enable

int g0/0/0

   pim sm

   quit

pim

  static-rp 3.3.3.3   //指定RP地址，一般使用环回口地址

RP:

multicast routing-enable

int lo0

   pim sm

int g0/0/0

   pim sm

   quit

pim

  static-rp 3.3.3.3   //指定自己的地址

 

二、SPT切换

1、PIM-SM同时包含了SPT和RPT。通常情况下，组播源发出的组播报文会沿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进行的切换机制。

 

2、PIM-SM通过指定一个利用带宽的SPT阈值可以实现RPT到SPT的切换。

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：

用户端DR逐跳向源端DR发送（S，G）Join报文并创建（S，G）表项，建立源端DR到用户端DR的SPT。

SPT建立后，用户端DR会沿着RPT逐跳向RP发送剪枝报文，收到剪枝报文的路由器将（*，G）复制成相应的（S，G）,并将相应的下游接口置为剪枝状态。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。

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，即从RPT向SPT切换。

通过RPT树到SPT树的切换，PIM-SM能够以比PIM-DM更精确的方式建立SPT转发树。

 

SPT切换默认是开启的

pim

  spt-switch-threshold infinity   设置STP切换阀值为无穷大    

切换阀值默认是0，STP切换默认开启，设为无穷大就是关闭了SPT切换。

    2、案例理解

拓扑图:

分析过程：

（1）配置各接口地址IP，配置OSPF实现全网互通，具体配置过程省略，为方便分析，3台PC暂时关闭。

（2）路由器接口配置PIM-SM模式，AR2、AR7、AR8配置IGMPv2，AR4为静态RP，部分配置命令如下：

AR1:

multicast routing-enable

int g0/0/0

  pim sm

int g0/0/1

  pim sm

int g0/0/2

  pim sm

pim

  static-rp 4.4.4.4

 

AR4:

multicast routing-enable

int g0/0/0

  pim sm

int g0/0/2

  pim sm

int lo0

  pim sm

pim

  static-rp 4.4.4.4

 

AR7:

multicast routing-enable

int g0/0/0

  pim sm

  igmp enable

int g0/0/1

  pim sm

pim

  static-rp 4.4.4.4

 

 

（3）PC1，配置加入224.1.1.1，配置MCS1组播信息

开启PC1后，AR4、AR6、AR8的pim routint-table生成（*，G）表项，构成RPT树，其他路由器pim routing-table是空的：

开启MCS1，启动组播流，AR1、AR5、AR6、AR8的pim routing-table里面出现了（*，G）和（S，G）表项，形成SPT树，而AR2、AR3上依然是空表项，AR4上也有这两类表项，但上游邻居和下游接口因为SPT切换产生的剪枝报文都是空的：

 

 

（4）shutdown掉AR5的g0/0/0端口，在重新开启MCS1组播流，此时AR2、AR3的pim routing-table出现（S，G）表项，AR4中的两类表项的上下游接口正常出现，AR1、AR2、AR3、AR4构成SPT树，AR4、AR6、AR8构成RPT树：

 

 

（5）关闭PC1，开启PC2，PC2加入组播组224.1.1.1 。

   PC2开启后，向AR2发送igmp report报文，AR2生成（*，G）表项，并向AR4方向传递，构成RPT树，其中G0/0/0口为上游接口，G0/0/2为下游接口；AR3生成（*，G）表项，上游接口为g0/0/2，下游接口为g0/0/0； AR4生成（*，G）表项，g0/0/2为下游接口，上游接口为空；

   PC2开启，组播流量没开启前的PIM routing-table：

 

  当组播流下来的时候，AR1向AR4发送单播注册，AR4生成（S，G）表项，根据RPF检测，G0/0/2为上游接口，同时向AR1方向建立SPT树；AR3生成（S，G）表项，其中g0/0/0为上游接口，下游接口拷贝 （*，G）中的下游接口，在（*，G）中g0/0/0还是下游接口，这时候，只有g0/0/2被拷贝成（S，G）中的下游接口（因为规定上游接口不能同时成为下游接口），AR3同时拥有（*，G）、（S，G）表项，会向上游接口发送（S，G）join报文；AR2收到AR3的（S，G）join报文后，生成（S，G）表项，根据rpf检测，G0/0/1成为上游接口，g0/0/2、g0/0/0成为下游接口。这样就形成了AR1-AR2的SPT树，组播流量会直接经AR1-->AR2到达PC2，在AR2还有一份去往AR3的流量。

 

 

组播流量开启后的PIM routing-table：