运维人员课程体系_数据专业(2).ppt

第十一章第十一章 组播组播（讲师用（讲师用PPT）中国网通（集团）有限公司2006年12月25日中国网通运维人员岗位培训丛书数据专业内部资料注意保密目标目标掌握组播的基本原理掌握IGMP协议、PIM了解域间组播技术了解组播在VPN中的应用11.111.2组播技术基本原理组播技术基本原理IGMPIGMP协议协议311.3PIMPIM 域间组播技术域间组播技术11.4目录目录 11.5组播在组播在VPNVPN中的应用中的应用11.1.1传播方式的比较传播方式的比较:单播、广播、组播单播、广播、组播11.1组播技术基本原理组播技术基本原理packets for UserCSourceUserAReceiverUserBUserCReceiverRouterBRouterARouterDRouterERouterFRouterCpackets for UserA如图所示，网络中存在信息发送者Source，UserA和UserC提出信息需求，网络采用单播方式传输信息。11.1.1传播方式的比较传播方式的比较:单播、广播、组播单播、广播、组播11.1组播技术基本原理组播技术基本原理SourceUserAReceiverUserBUserCReceiverRouterBRouterARouterDRouterERouterFRouterCpackets for all the network如图所示，网络中存在信息发送者Source，UserA和UserC提出信息需求，网络采用广播方式传输信息。11.1.1传播方式的比较传播方式的比较:单播、广播、组播单播、广播、组播11.1组播技术基本原理组播技术基本原理packets for the multicast groupSourceUserAReceiverUserBUserCReceiverRouterBRouterARouterDRouterERouterFRouterC如图所示，网络中存在信息发送者Source、UserA和UserC提出信息需求，网络采用组播方式传输信息。11.1组播技术基本原理组播技术基本原理 11.1.2 组播的优点和应用组播的优点和应用组播的优点组播的优点组播的优势主要在于：提高效率：降低网络流量、减轻服务器和CPU负荷优化性能：减少冗余流量、节约网络带宽、降低网络负载。分布式应用：使多点应用成为可能组播的应用组播的应用组播技术有效地解决了单点发送多点接收的问题，实现了IP网络中点到多点的高效数据传送。利用网络的组播特性可以方便地提供一些新的增值业务，包括在线直播、网络电视、远程教育、远程医疗、网络电台、实时视/音频会议等互联网的信息服务领域。组播的应用主要体现在以下几方面：多媒体、流媒体的应用培训、联合作业场合的通信数据仓库、金融应用（股票）等任何“点到多点”的数据发布应用11.1组播技术基本原理组播技术基本原理11.1.3组播模型分类组播模型分类根据根据IP组播中源和目的的不同，可以分为三种模型，分别是：组播中源和目的的不同，可以分为三种模型，分别是：ASM（Any-Source Multicast）SFM（Source-Filtered Multicast）SSM（Source-Specific Multicast）11.1组播技术基本原理组播技术基本原理11.1.4组播的框架结构组播的框架结构1组播机制构成组播机制构成 2组播地址组播地址如果采用组播方式传输信息，信息源该将信息发往何处？组播报文目的地址如何选取？这些问题简而言之就是组播寻址。11.1组播技术基本原理组播技术基本原理D类地址范围含义224.0.0.0224.0.0.255为路由协议预留的永久组地址224.0.1.0231.255.255.255233.0.0.0238.255.255.255用户可用的ASM临时组地址，全网范围内有效。232.0.0.0232.255.255.255用户可用的SSM临时组地址，全网范围内有效。239.0.0.0239.255.255.255用户可用的ASM临时组地址，仅在特定的本地管理域内有效，称为本地管理组播地址。本地管理组播地址属于私有地址，在不同的管理域内使用相同的本地管理组播地址不会导致冲突。11.1.4组播的框架结构组播的框架结构3IP组播地址组播地址 永久组地址含义224.0.0.0不分配224.0.0.1系统地址，包括系统内所有主机和路由器224.0.0.2所有组播路由器的地址224.0.0.3不分配224.0.0.4DVMRP路由器224.0.0.5OSPF路由器224.0.0.6OSPF DR224.0.0.7ST路由器224.0.0.8ST主机224.0.0.9RIP-2路由器224.0.0.11移动代理224.0.0.12DHCP服务器/中继代理224.0.0.13所有PIM路由器224.0.0.14RSVP封装224.0.0.15所有CBT路由器224.0.0.16指定SBM224.0.0.17所有SBMS224.0.0.18VRRP224.0.0.19 224.0.0.255未指定11.1组播技术基本原理组播技术基本原理11.1.4组播的框架结构组播的框架结构4以太网组播地址以太网组播地址 5组播协议组播协议 SourcePIMIGMPAS2IGMPUserUserMBGP/MSDPPIMAS111.1组播技术基本原理组播技术基本原理11.1.4组播的框架结构组播的框架结构4组播组管理协议组播组管理协议 5组播路由协议组播路由协议 组播组管理协议IGMP（Internet Group Management Protocol）在接收者主机和组播路由器之间运行，该协议定义了主机与路由器之间建立和维护组播成员关系的机制。对于ASM模型，可以将组播路由分为域内和域间两大类。域内PIM：分为DM（Dense Mode）和SM（Sparse Mode）两种模型 域间：MSDP、MPBGP11.1组播技术基本原理组播技术基本原理11.1.5组播报文的转发机制组播报文的转发机制 在组播模型中，IP报文的目的地址字段为组播组地址，组播源向以此目的地址所标识的主机群组传送信息。因此，转发路径上的路由器为了将组播报文传送到各个方位的接收站点，往往需要将从一个入接口接收到的报文转发到多个出接口。与单播模型相比，组播模型的复杂性就在于此。多实例组播是指在多实例组播是指在VPN中应用的组播，典型组网如下图：中应用的组播，典型组网如下图：CEb1(2)CEa2VPN BVPN BVPN AVPN AVPN ACEb2CEa3PE3PE2PE1CEb1(1)CEa1PPublic Network11.111.2组播技术基本原理组播技术基本原理IGMPIGMP协议协议311.3PIMPIM 域间组播技术域间组播技术11.4目录目录 11.5组播在组播在VPNVPN中的应用中的应用11.2 IGMP协议协议11.2.1 IGMP概述概述 IGMP（Internet Group Management Protocol）作为因特网组管理协议，是TCP/IP协议族中负责IP组播成员管理的协议，它用来在IP主机和与其直接相邻的组播路由器之间建立、维护组播组成员关系。IGMP协议是IP组播在末端网络上使用的主机对路由器的信令机制，分为两个功能部分：主机侧和路由器侧。到目前为止，IGMP有三个版本：IGMPv1版本（由RFC1112定义）IGMPv2版本（由RFC2236定义）IGMPv3版本（由RFC3376定义）11.2 IGMP协议协议11.2.2 IGMPv1工作机制工作机制 IGMPv1协议主要基于查询和响应机制完成组播组管理。在多路由器共享网段上，由三层路由协议选举出唯一的组播信息转发者（Assert Winner或DR），并作为IGMPv1的查询器，负责该网段的组成员关系查询。DREthernetHostAHostBHostCqueryreportRouterARouterBISP11.2 IGMP协议协议11.2.3 IGMPv2新增功能新增功能 1查询器选举机制查询器选举机制2离开组机制离开组机制3对指定组的查询对指定组的查询4最大响应时间最大响应时间11.2 IGMP协议协议11.2.4 IGMPv3改进功能改进功能 IGMPv3在继承IGMPv2的基础上进一步增强了主机的控制能力，支持指定源/组功能：主机在加入某组播组G的同时，能够明确的要求接收或不接收某特定组播源S发出的组播信息。packets(S1,G)packets(S2,G)SourceS1SourceS2ReceiverUserISPRouterARouterCRouterBRouterD11.2 IGMP协议协议11.2.5 SSM Mapping简介简介 SSM映射是SSM特性的扩展功能，通过在路由器上配置SSM静态映射信息，为配置了IGMPv1或IGMPv2的主机提供支持SSM的功能服务。RouterAHostAHostBHosts only supportIGMP v1/v2SSM neededEthernetISPreport11.2.6 多实例的多实例的IGMP“多实例”适用于VPN中的PE路由器。PE上可以同时支持公网实例和多个VPN实例，并在每个实例中运行独立的组播业务，实例间信息隔离。11.111.2组播技术基本原理组播技术基本原理IGMPIGMP协议协议311.3PIMPIM 域间组播技术域间组播技术11.4目录目录 11.5组播在组播在VPNVPN中的应用中的应用11.3 PIM11.3.1 PIM概述概述 PIM（Protocol Independent Multicast）称为协议无关组播，表示为IP组播提供路由信息的可以是静态路由、RIP、OSPF、IS-IS、BGP等任何一种单播路由协议。组播路由和单播路由协议无关，只要通过单播路由协议能够产生相应组播路由表项即可。PIM借助RPF（Reverse Path Forwarding）机制实现组播报文转发。RPF机制利用现存的单播路由信息在网络中构建组播转发树。当一个组播报文到达路由器时，首先进行RPF检查。RPF检查通过，则创建相应组播路由表项，从而进行组播报文转发。RPF检查失败，则将该报文丢弃。为了描述上的方便，我们把由支持PIM协议的组播路由器所组成的网络称为PIM组播域。ASM（Any-Source Multicast）模型目前包括PIM-DM和PIM-SM两种模式；SSM（Source-Specific Multicast）模型和ASM模型是完全对等的，能够借助PIM-SM的部分技术来实现。11.3 PIM11.3.2 PIM-DM和和PIM-SM的比较的比较 PIM-DM（Protocol Independent Multicast Dense Mode）称为协议独立组播密集模式，属于密集模式的组播路由协议，适用于小型网络。在这种网络环境下，组播组的成员相对比较密集。PIM-DM假设网络中的每个子网都存在至少一个组播组的成员，因此组播数据包被扩散到网络中的所有点，与此伴随着相关资源（带宽和路由器的CPU等）的消耗。PIM-SM（Protocol Independent Multicast Sparse Mode）称为协议独立组播稀疏模式，属于稀疏模式的组播路由协议，主要用于组成员分布相对分散、范围较广、大规模的网络。稀疏模式默认所有主机都不需要接收组播包，只向明确需要组播包的主机转发。11.3 PIM11.3.3 PIM-DM工作机制工作机制 PIM-DM的工作过程可以概括为：邻居发现、扩散、剪枝、嫁接阶段、Assert机制。通常，将构建SPT树的过程称为扩散剪枝过程。1邻居发现在PIM-DM网络中，组播路由器需要使用Hello消息来发现邻居，并维护邻居关系。2扩散PIM-DM假设网络上的所有主机都准备接收组播数据，当某组播源S开始向组播组G发送数据时，路由器接收到组播报文后，首先根据单播路由表进行RPF检查，如果检查通过则创建一个（S，G）表项，然后将数据向网络上所有下游PIM-DM节点转发，这个过程称为扩散（Flooding）；如果没有通过RPF检查，则将报文丢弃。经过这个过程，PIM-DM组播域内每个路由器上都会创建（S，G）表项。11.3 PIM11.3.3 PIM-DM工作机制工作机制 3剪枝剪枝过程最先由叶子路由器发起，如下图所示，没有接收者的路由器（例如和UserA相连的路由器）主动发起剪枝过程。packetsPruneSourceMulticastServerUserAUserBUserCUserDUserEReceiverReceiverSPTReceiver4嫁接当被剪枝的下游节点需要恢复到转发状态时，该节点使用Graft嫁接消息通知上游节点。11.3 PIM11.3.3 PIM-DM工作机制工作机制 5Assert机制 在共享网络（如Ethernet）中会出现相同报文的重复发送。例如LAN网段上包含多台组播路由器A、B、C和D，各自都有到组播源S的接收途径。如下图所示。RouterARouterBRouterCAssertSPTRouterDAssertAssertSPTSPTReceiverEthernetEthernet11.3 PIM11.3.4 PIM-DM工作机制工作机制 PIM-SM的工作过程主要有：邻居发现、DR选举、RP发现、加入、剪枝、注册、SPT切换。1邻居发现在PIM-SM网络中，组播路由器需要使用Hello消息来发现邻居，并维护邻居关系，协商协议参数。2Assert 在共享网络（如Ethernet）中会出现相同报文的重复发送。例如LAN网段上包含多台组播路由器A、B、C和D，各自都有到组播源S的接收途径。如右图所示。RouterARouterBRouterCAssertSPTRouterDAssertAssertSPTSPTReceiverEthernetEthernet11.3 PIM3DR选举借助Hello消息可以为共享网络（如Ethernet）选举DR（Designated Router），DR将作为本网段中组播信息的唯一转发者。无论是和组播源S连接的网络，还是和接收者连接的网络，只要网络为共享媒介则需要选举DR，接收者侧DR向RP发送Join加入消息；组播源侧DR向RP发送Register注册消息。SourceEthernetDRRPUserAUserBDREthernetRegister MessageHelloJoinServer11.3.4 PIM-DM工作机制工作机制 11.3 PIM4RP发现 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。此时需要在网络中配置自举路由器BSR（BootStrap Router），从而应用自举机制动态选举RP。BSRC-RPC-BSRC-RPBSR messageC-RP advertisementC-RP11.3.4 PIM-DM工作机制工作机制 11.3 PIM5加入 例如接收者为用户B、D和E。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。如下图所示。packetsRPTSourceMulticastServerUserAUserBUserCUserDUserEReceiverReceiverjoinReceiverRP11.3.4 PIM-DM工作机制工作机制 11.3 PIM6剪枝 剪枝过程最先由叶子路由器发起。如果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。上游节点收到Prune剪枝消息后，就将相应的接口从其组播转发表项（S，G）对应的出接口列表中删除。如果这时下游接口列表为空，则删除该转发表项，同时向其上游发送剪枝消息。11.3.4 PIM-DM工作机制工作机制 7注册（Register）为了向RP通知组播源S的存在，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。如右图所示。packetsSPTSourceMulticastServerUserAUserBUserCUserDUserEReceiverReceiverjoinReceiverRPRegister11.3 PIM8SPT切换 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(即接收者侧DR)从RPT切换到SPT。11.3.4 PIM-DM工作机制工作机制 9PIM-SM的BSR管理域的基本概念通常，一个PIM-SM网络内只有一个BSR，由该BSR负责在整个网络内宣告RP-Set集信息，所有组播组的信息都在此BSR管理的网络范围内进行转发。考虑到管理精细化和针对不同组播组提供不同服务，可以参考网络内划分子网的方法，将整个PIM-SM网络划分为一个Global域和多个BSR管理域。为了更清晰的理解BSR管理域和Global域，需要从地域空间、组地址范围两个角度考虑。11.3 PIM10地域空间角度BSR管理域是针对特定组播组的逻辑管理区域，各BSR管理域在地域上必须相互独立，如图所示。11.3.4 PIM-DM工作机制工作机制.C-RPBSRBSR1BSR3BSR2GlobalC-RPBSRC-RPBSRC-RPBSRC-RPBSRC-RPBSR11.3 PIM11组地址范围角度每个BSR管理域为特定组播组提供服务，这些组播组地址之间通常没有交集，但是也可能存在相互交叉和重叠关系，关系如下图所示。11.3.4 PIM-DM工作机制工作机制 11.3 PIM12BSR管理域和Global域之间的关系 Global域和每个BSR管理域都包含针对自己域的C-RP和BSR设备，这些设备仅在域内有效，也就是说BSR机制和RP选举在各管理域之间是隔离的。每个BSR管理域都有自己的边界，该管理域内的组播信息（C-RP宣告消息、BSR自举消息等）不能跨越域边界，同时Global域内的组播信息也只能在自己域内传递，而不能进入任意BSR管理域。就组播信息传递来说，各BSR管理域之间、BSR管理域和Global域之间相互独立，各BSR管理域之间不能互相重叠。11.3.4 PIM-DM工作机制工作机制 11.3 PIMSSM模型和ASM模型是两个对等的概念，并且是两个完全对等的模型。SSM模型为指定源组播提供了解决方案，通过IGMPv3来维护主机与路由器之间关系。11.3.5 SSM工作机制工作机制 1SSM组播组地址SSM模型使用了和ASM不同的组播地址范围，D类组播地址范围及含义如图所示。D类地址范围含义224.0.0.0224.0.0.255预留的组播地址（永久组地址），地址224.0.0.0保留不做分配，其它地址供路由协议使用224.0.1.0231.255.255.255233.0.0.0238.255.255.255用户可用的ASM组播地址（临时组地址），全网范围内有效232.0.0.0232.255.255.255用户可用的SSM组播组地址239.0.0.0239.255.255.255本地管理组播地址，仅在特定的本地范围内有效11.3 PIM11.3.5 SSM工作机制工作机制 2邻居发现和DR选举邻居发现机制、DR选举过程都与PIM-SM中的描述相同，也是通过各路由器之间彼此发送Hello消息实现的，这里不再介绍。3构建SPT树构建为PIM-SM模型服务的RPT树，还是构建为SSM模型服务的SPT树，关键在于接收者准备加入的组播组是否属于SSM组地址范围。如下图所示。packetsSPTSourceMulticastServerUserAUserBUserCUserDUserEReceiverReceiverSubscribeReceiverRP11.3 PIM11.3.6 多实例的多实例的PIM 在多实例应用中，组播路由器需要针对不同的VPN实例分别维护PIM邻居表、组播路由表、BSR信息、RP-Set信息，并保持多个VPN实例之间上述信息的相互独立。从外部看，该路由器像是多台独立运行PIM协议的组播路由器。当组播路由器从网络上接收到组播协议报文时，需要区分出该协议报文所属的VPN实例，并由该VPN实例的PIM进行处理。当收到组播数据报文时，需要区分出该数据报文所属的VPN实例，并根据该VPN实例对应的组播路由表将其转发，或创建与该VPN实例中PIM相关的组播路由表项。11.111.2组播技术基本原理组播技术基本原理IGMPIGMP协议协议311.3PIMPIM 域间组播技术域间组播技术11.4目录目录 11.5组播在组播在VPNVPN中的应用中的应用11.4 域间组播技术域间组播技术11.4.1 MBGP 域间组播目前仍然处于研究和试验阶段，比较成型的解决方案是下面三个协议的组合：MBGP（组播边界网关协议），用于在自治域之间交换组播路由信息；MSDP（组播信源发现协议），用于在 ISP 之间交换组播信源信息；PIM-SM，用作域内的组播路由协议。在 RFC2858 中规定了对 BGP 进行多协议扩展的方法，扩展后的 BGP 协议（MBGP，也写作 BGP-4+）不仅能携带 IPv4 单播路由信息，也能携带其它网络层协议（如组播、IPv6 等）的路由信息，携带组播路由信息只是其中一个扩展功能。有了 MBGP 之后，单播和组播路由信息可以通过同一个进程交换，但是存放在不同的路由表里。由于 MBGP 是 BGP-4 协议的一个增强版，因此 BGP-4 所支持的常见的策略和配置方法都可以用到组播里。11.4 域间组播技术域间组播技术11.4.2 MSDP MSDP（Multicast Source Discovery Protocol）是基于多个PIM-SM域互连而开发的一种域间组播解决方案。应用MSDP的目的是：在多个RP之间共享组播源信息。实现方法：在网络中配置一对或多对MSDP对等体，彼此首尾相连，形成一张“MSDP连通图”，连通各个PIM-SM域的RP。通过这些MSDP对等体之间的接力，将一个RP发出的SA消息，传递到其他所有的RP。如下图所示。PIM-SM 1PIM-SM 3RP1RP3SourceRouter1Router3MSDP peersReceiverRP2PIM-SM 2 MSDP对等体可以在任意的PIM-SM路由器上创建。在不同的路由器上创建的MSDP对等体的功能不同。1在RP上创建MSDP对等体与组播源相连的MSDP对等体，称为源MSDP对等体，如RP1。与接收者相连的MSDP对等体，如RP2。拥有多个远端MSDP对等体的MSDP对等体，如RP3。11.4 域间组播技术域间组播技术11.4.2 MSDP 2在普通路由器上配置MSDP对等体 如Router1和Router3，功能仅限于：将接收到的SA消息转发出去。RP6AS1RP1mesh groupstatic peerRP4RP7AS3MSDP peersSA message(5)(4)(1)(3)RP3RP5AS4(2)SourceRP2(6)AS2(3)(7)RP8RP9AS53SA消息的RPF规则 对照下图，当从MSDP Peer发来的SA消息到达本地对等体后，按照如下规则执行RPF检查：（1）RP2接受RP1发来的SA消息（2）RP3接受RP2发来的SA消息（3）RP4和RP5接受RP3发来的SA消息（4）RP6接受RP5发来的SA消息（5）RP7接受RP6发来的SA消息（6）RP8接受RP7发来的SA消息（7）RP9接受RP8发来的SA消息 11.4 域间组播技术域间组播技术11.4.2 MSDP 4借助MSDP对等体实现域间组播 如下图所示，PIM-SM1域内存在激活组播源Source，RP1通过组播源注册过程了解到了Source的存在。如果PIM-SM2和PIM-SM3域也希望知道Source的具体位置，进而能够从Source获取组播数据，则需要在RP1、RP2和RP3之间建立MSDP对等体关系。RP1RP2RP3SourcePIM-SM 1PIM-SM 3PIM-SM 2Receivermulticast packetMSDP peersDR1JoinDR3PIM-SM 4SA messageRegister11.4 域间组播技术域间组播技术11.4.2 MSDP 5借助MSDP对等体实现域内Anycast RP建立在RP上的MSDP对等体之间，通过交互SA消息，能够共享本地注册的信源信息。将这一特性应用在一个PIM-SM域内，就实现了Anycast RP。RPRPPIM-SMSourceSA messageMSDP peersRouterARouterBReceiver以右图为例，Anycast RP的工作过程：接收者选择距离最近的RP发起加入，构建RPT树。如：Receiver加入以RouterB上的RP为根的RPT。组播源选择距离最近的RP进行注册。如：Source向RouterA上的RP注册，注册消息中封装有Source发出的组播数据。注册消息到达RouterA后，进行解封装。RP之间通过SA消息，共享注册源信息。如：RouterA创建一个SA消息，发送到RouterB。SA消息中携带有Source的IP地址、组播组地址。接收到SA消息的RP检查本地是否存在组播接收者，如果存在则直接向组播源发起加入，构建SPT。如：RouterB上的RP加入以Source为根的SPT。组播数据沿SPT从Source到达RouterB。接收者沿RPT接收到组播数据。如：RouterB沿RPT将组播数据向下转发。当Receiver接收到Source发出的组播数据后，自行决定是否加入以Source为根的SPT。11.4 域间组播技术域间组播技术11.4.3 跨域组播组网方案跨域组播组网方案 1全网支持组播组网PIM-SM/MBGP/MSDP方案。如右图所示，在全网都运行 PIM-SM，域间运行 MBGP、MSDP。也就是说，域内的组播路由和组播源信息收集工作由 PIM-SM 完成，域间由 MBGP 来传播具有组播拓扑信息，MSDP 传播组播源信息。这种方案要求所有的自治域都支持 PIM-SM、MBGP和MSDP。PIM-SM/MBGP/MSDP 方案是域间组播组网较成熟的方案，UUNET、Sprint 等的跨域组播都使用这种方式组网。11.4 域间组播技术域间组播技术11.4.3 跨域组播组网方案跨域组播组网方案 1骨干不支持组播组网PIM-SM/隧道（MBGP&MSDP）如右图所示，在骨干网不支持或不运行组播的情况下，在城域网内部运行 PIM-SM，各个城域网的 RP 节点与其他城域网 RP 节点之间通过隧道构成虚拟网络，在此虚拟网络中运行 PIM-SM、MBGP、MSDP。这种方案的优势是不要求骨干支持 PIM-SM、MBGP、MSDP，组播流量对骨干网络来说是透明的，可以避免组播报文转发对设备性能造成的影响。缺点是要求 RP 节点之间既要支持 PIM-SM，还要支持 MBGP 和 MSDP 隧道，配置和管理繁琐，对设备要求较高。11.4 域间组播技术域间组播技术11.4.3 跨域组播组网方案跨域组播组网方案 1全网支持组播组网PIM-SM/MBGP/MSDP方案。如右图所示，城域网内部运行 PIM-SM，各个城域网的 RP 节点与其他城域网的 RP 节点之间通过隧道构成虚拟网络，在此虚拟网络中运行 PIM-DM。这种方案的优势是不要求骨干支持 PIM-SM、MBGP 和 MSDP，组播流量对骨干网络透明，因此也不需要在骨干上保存大量的组播路由状态；缺点是 RP 节点之间运行 PIM-DM，组播流量定期扩散可能会造成骨干网的带宽浪费。11.111.2组播技术基本原理组播技术基本原理IGMPIGMP协议协议311.3PIMPIM 域间组播技术域间组播技术11.4目录目录 11.5组播在组播在VPNVPN中的应用中的应用11.5 组播在组播在VPN中的应用中的应用 11.5.1 组播组播VPN概述概述 1MPLS/BGP VPN简介简介MPLS/BGP VPN是一种基于BGP（Border Gateway Protocol）和MPLS（Multiprotocol Label Switching）扩展技术实现的VPN，由运营商的骨干网和用户的各个site组成。各个site作为VPN用户站点，彼此之间相互孤立，只有借助骨干网络才能实现互通。VPN可以看作是对site集合的策略划分，这些策略控制着site之间的连接。在图中，site1、site2和site3组成了VPN A网络，site4、site5和site6组成了VPN B网络。CE4CE1VPN Bsite5VPN Bsite4VPN Bsite6VPNAsite1VPN Asite3VPN Asite2CE5CE2CE6PE2PE1PE3CE3P2P1P3CoreLayerEdgeLayerCPElayer11.5 组播在组播在VPN中的应用中的应用 11.5.1 组播组播VPN概述概述 2组播组播VPN在右图的网络中运行组播VPN时，网络中同时承载着三个相互独立的组播业务：VPN A实例、VPN B实例和公网实例。公共网络边缘的PE组播路由器支持多实例，相当于多台独立运行的组播路由器。实例之间形成彼此隔离的平面，每个实例对应一个平面。VPN instance APublic instanceVPN instance Bsite6site1site3site2PE1PE2PE3PE2PE1PIMPE1PE2PE3site5site4MD BMD AP11.5 组播在组播在VPN中的应用中的应用 11.5.2 MD VPNMD（Multicast Domains）方案实现组播VPN，简称为MD VPN。公网实例的PIM与VPN实例的MD对应关系如图所示。可以将MD比作一个私网数据传输池，MTI是MD的入/出口。本地PE将私网数据从入口（MTI）投入传输池，传输池自动将私网数据复制并传输到MD的所有出口（MTI），任何有需求的远端PE都可以从各自的出口（MTI）打捞私网数据。MTIPIMMDPE1PE2CE2CE1PE2PE1MTIVPN instancePublic instancePMT11.5 组播在组播在VPN中的应用中的应用 11.5.2 MD VPNCE、PE和P之间的PIM邻居关系PIM邻居关系建立在直接相连并且属于同一网段的两台或多台路由器之间，在MD VPN中存在三种PIM邻居关系。以下图中的VPN A为例，PIM邻居关系如图所示。PE3PE1PE2CE1CE2CE3PE-CE neighbourPE-P neighbourPE-PE neighbourPMDPE-CE邻居关系：PE上绑定VPN实例的接口与链路对端CE上的接口之间建立的PIM邻居关系。PE-P邻居关系：PE上公网实例接口与链路对端P上的接口之间建立的PIM邻居关系。PE-PE邻居关系：PE上的VPN实例通过MTI接收到从远端PE上的VPN实例发送来的Hello报文，建立邻居关系。11.5 组播在组播在VPN中的应用中的应用 11.5.3 创建创建Share-MDT 以Share-Group为组地址的MDT，称为Share-MDT。1在PIM-SM网络中创建Share-MDT如下图所示，公网运行PIM-SM，Share-MDT的创建过程如下。PE3PE1PE2SPT（11.1.1.1，239.1.1.1）RPT（*，239.1.1.1）PMDSPT（11.1.2.1，239.1.1.1）SPT（11.1.3.1，239.1.1.1）IBGP:11.1.2.1/24IBGP:11.1.1.1/24IBGP:11.1.3.1/24Public instance IBGP PeerRPShare-Group:239.1.1.111.5 组播在组播在VPN中的应用中的应用 11.5.3 创建创建Share-MDT 2在PIM-DM网络中创建Share-MDT如下图所示，公网运行PIM-DM，Share-MDT创建过程如下。PE3PE1PE2SPT（11.1.1.1，239.1.1.1）PMDSPT（11.1.2.1，239.1.1.1）SPT（11.1.3.1，239.1.1.1）IBGP:11.1.2.1/24IBGP:11.1.1.1/24IBGP:11.1.3.1/24Public instance IBGP PeerShare-Group:239.1.1.1PIM-DM网络中，这三棵相互独立的SPT共同组成了一棵Share-MDT。无论公网中运行PIM-SM或PIM-DM，Share-MDT都具有如下特点：网络中所有支持VPN instance A的PE（PE1、PE2和PE3）都加入该Share-MDT。所有属于VPN A的私网组播数据（无论协议报文还是数据报文），进入公网后，皆沿该Share-MDT向各PE转发，无论PE所连接的site中是否存在接收者。11.5 组播在组播在VPN中的应用中的应用 11.5.4 基于基于Share-MDT的组播协议报文的传递过程的组播协议报文的传递过程 PE3PE1PE2CE1CE2Public instance IBGP PeerPPublic instance Join（11.1.2.1，239.1.1.1）SourceReceiverVPN instance Join(*，255.1.1.1)RPIBGP:11.1.2.1/24IBGP:11.1.1.1/24S:192.1.1.1/24G:255.1.1.1Share-Group:239.1.1.1IBGP:11.1.3.1/24组播协议报文的交互过程如下：1Receiver通过IGMP协议通知CE2接收并转发组播组G的数据。CE2在本地创建（*，225.1.1.1）项，同时向私网RP（CE1）发起加入过程。2PE2上的VPN实例接收到CE2发送的Join消息，本地创建（*，225.1.1.1）项，指定上游接口为MTI。然后将Join消息交由路由器做进一步处理。这时，PE2上的VPN实例认为Join消息已从MTI发出。3PE2对Join消息进行GRE封装以PE2的IBGP接口地址为组播源地址，Share-Group地址为组播组地址，转换成普通的公网组播数据报文（11.1.2.1，239.1.1.1）。然后交由PE2上的公网实例向公网转发。4组播数据报文（11.1.2.1，239.1.1.1）沿Share-MDT传输到各PE上的公网实例。各PE对报文进行解封装，还原为发往私网RP的Join消息。然后，各PE检查该Join消息，如果发现私网RP（CE1）在其直连site中，则交由其上的VPN实例处理，否则丢弃该Join消息。PE1上的VPN实例接收到Join消息，认为是从MTI获得的。本地创建（*，225.1.1.1）项，指定下游接口为MTI、上游接口为朝向CE1的接口。同时向私网RP发送Join消息。5CE1收到PE1上的VPN实例发送的Join消息，本地更新或创建（*，225.1.1.1）项，至此跨越VPN的组播共享树构建完成。11.5 组播在组播在VPN中的应用中的应用 11.5.5 基于基于Share-MDT的组播数据报文的传递过程的组播数据报文的传递过程私网组播数据跨越公网传输过程如下：1组播源Source发送私网组播数据（192.1.1.1，225.1.1.1）