IP组播5_PIM-SM（ASM）详解

目录

1.PIM-SM（ASM）简介

2.PIM-SM（ASM）工作原理

2.1 什么是DR？

2.2 什么是RP？

2.2.1 静态RP

2.2.2 动态RP

2.3 组播源注册和RPT建立

2.4 SPT切换

3. PIM-SM（ASM）实验

3.1 PIM-SM常用配置命令

3.2 PIM-SM（ASM）实验配置步骤

3.3 PIM-SM（ASM）实验效果

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1.PIM-SM（ASM）简介

PIM-SM同时支持ASM和SSM两种模型，PIM-SM（ASM）模型应用与成员规模大和稀疏PIM网络，PIM-SM（ASM）引入了RP（汇聚点），组播源需要向RP注册才能正常转发组播数据，组播组成员加入组播组后，组成员端DR需要通过Join报文跟RP建立RPT，组播数据通过RPT进行转发。

2.PIM-SM（ASM）工作原理

2.1 什么是DR？

DR（指定路由器）是指和RP进行通信完成一些特定功能的PIM路由器，DR可以分为源端DR和组成员端DR。

• 源端DR

源端DR是指和组播源在一个网段的PIM路由器，源端DR通过PIM Register报文向RP注册组播源，RP向源端DR应答PIM Register ack报文，源端DR和RP之间形成SPT树，源端DR会通过SPT转发组播源的组播数据至RP。

• 组成员端DR

组成员段DR是指和组播组成员在一个网段的PIM路由器，组成员DR发送PIM Join报文给RP，Join报文经过的PIM路由器会形成RPT树，RP通过RPT树转发组播数据至组成员DR，组成员DR转发组播数据至组播组成员。

图 1 DR简介

2.2 什么是RP？

RP简单的理解是指一个接口的IP地址。

RP是用于处理组播源注册和组播组成员加入的PIM路由器，RP相当于PIM-SM（ASM）网络的中心。

RP配置有两种方式：静态RP和动态RP。

需要注意的一点是一个组播组只能对应一个RP。

2.2.1 静态RP

静态RP需要手动配置，每台PIM路由器都得手动配置静态RP，这样整个PIM网络的PIM路由器才能知道RP具体位置。

静态RP采用static-rp命令配置，配置静态IP需要注意以下几点：

• 静态RP可以为物理接口，环回接口，虚拟接口。
• RP的IP地址必须是在整个PIM-SM（ASM）网络可以访问的IP地址，否则会出现网络异常。

静态RP的优缺点如下：

优点：

• RP 的位置是确定的，可以提高网络的可靠性。
• 静态 RP 配置简单，不需要进行选举过程，从而减少网络拥塞和延迟。

缺点：

• 静态 RP 的位置是固定的，可能会导致网络的不灵活。
• 静态 RP 配置繁琐，需要手动配置，从而增加了网络管理员的工作量。
• 静态 RP 可能会出现流量不均衡的情况，从而影响网络的性能。

 图 2 静态RP原理

2.2.2 动态RP

 动态RP是通过BSR（自举路由器）向整个PIM-SM网络发布的，BSR会收集整个PIM-SM网络信息，然后将收集到的PIM-SM网路信息汇总，发布给所有的C-RP（候选RP，参与RP竞选的PIM路由器），C-RP根据收到的汇总信息，计算出RP是谁，整个PIM-SM网络的PIM路由器就能知道RP的位置。

PIM-SM（ASM）角色

动态RP四个重要角色：BSR，C-BSR，RP，C-RP。

BSR：自举路由器，BSR用于收集C-RP信息，汇总后通过Bootstrap报文泛红指所有PIM路由器，

PIM路由器收到Bootstrap报文后，计算出RP是谁，确定RP位置。

C-BSR：候选BSR，C-BSR会参加BSR竞选，竞选胜利的C-BSR会成为BSR，同时C-BSR也是一种BSR的备选方案，用于在BSR失效时快速选择一个新的BSR。

RP：汇聚点，它用于转发组播数据，PIM-SM域内的所有成员都需要知道RP的地址。

C-RP：候选汇聚点，C-RP会把参与RP竞选的信息发送给BSR，由BSR汇总RP竞选信息泛洪指所有PIM路由器计算出RP。C-RP也用于在RP失效时快速选择一个新的RP。

动态RP优缺点如下：

 优点：

• 可以实现动态的 RP选举，从而提高网络的灵活性和可靠性。
• 可以实现组播流的动态加入和离开，从而提高网络的可扩展性。
• 可以实现组播流的负载均衡，从而提高网络的性能。

缺点：

• 在动态 RP 选举过程中，可能会出现网络拥塞和延迟。
• 在组播流的加入和离开过程中，可能会导致数据包的丢失。
• 在负载均衡过程中，可能会出现流量不均衡的情况，从而影响网络的性能。

学习动态RP一定得清楚以下两个问题的原理：

• BSR如何产生？
• RP如何产生？

BSR选举

PIM-SM初始化时，需要手动通过c-bsr命令指定C-BSR，指定的C-BSR会参与BSR选举，选举的过程是C-BSR向全网发送Bootstrap报文，所有的PIM路由器都会收到Bootstrap报文，收到Bootstrap报文的PIM路由器会比较Bootstrap报文信息并计算出BSR，从而知道BSR位置。

 图 3 BSR选举原理

RP竞选

PIM-SM网络初始化时，通过c-rp命令指定C-RP，候选RP会向BSR发送Advertisement报文，BSR收到报文后，汇总Advertisement信息，再把汇总信息通过Bootstrap报文发送给所有的PIM路由器，PIM路由器会根据汇总信息并计算出RP，从而整个网络都知道RP位置。

图 4 RP竞选原理

2.3 组播源注册和RPT建立

 RPT创建通过IGMPv2组播组成员触发，最后一跳路由器收到IGMPv2报告报文后，会向RP发送PIM Join报文，最后一跳路由器到RP之间的路由器收到PIM Join报文后会建立组播路由表项，最后形成RPT树。

组播源发送组播数据给第一跳路由器，第一跳路由器通过PIM Register（注册）报文向RP注册，RP应答stop Register（停止注册）报文至第一跳路由器，第一跳路由器和RP之间形成SPT。

组播源数据SPT发送给RP，RP再RPT转发组播数据至最后一跳路由器，最后一跳路由器将组播数据转发给组播组成员。

 图 5 RPT建立原理

2.4 SPT切换

SPT切换是指删除RPT采用SPT转发组播报文的过程。

当达到SRT切换的条件时（组成员端DR检测到组播报文转发速率超过阈值），组成员端DR发送Join报文至源端DR，Join报文经过的PIM路由器会生成SPT树，用于转发组播报文，组成员段DR生成组播转发路由表后，会向RP发送剪枝报文，删除组播路由下游接口表项，完成RPT剪枝，这样SPT切换完成。

SPT切换的目的是减轻RP转发组播数据的压力。

 图 6 SPT切换原理

3. PIM-SM（ASM）实验

3.1 PIM-SM常用配置命令

 表 1 PIM-SM常用配置命令

3.2 PIM-SM（ASM）实验配置步骤

步骤1：接口IP地址配置

步骤2：OSPF配置

步骤3：接口PIM配置

步骤4：接口IGMP配置

步骤5：RP配置，静态RP或者动态配置

步骤5：组播源配置

步骤6：主机加入组播组配置

3.3 PIM-SM（ASM）实验效果

 图 7 PIM-SM（ASM）实验效果

完整实验资料下载方法：

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