组播实验-PIM密集模式
组播PIM：(,G)和(S,G)的规则
PIM (*，G）和(S,G）通用规则通用规则一：无论何时，只要创建一个（S,G）项，而其相应的父（*,G）项不存在的，就首先自动创建新的（*,G）项。
理由：在cisco的执行程序中所有（S,G）数据结构是其父项（*,G)数据结构链接在一起的。
这样做不仅使附加的维护这些（*,G）项的存储器耗费最小，而且还由于各种PIM内部的最佳化效果获得补偿。
通用规则二：RPF接口是作为对源IP地址（或稀疏模式（*,G）项，RP）的最小开销路径接口（基于AD/metric）来估算的。
如果多个接口的开销相同，选择最高IP地址的接口作为tiebreak。
通用规则三：在创建新的(S,G）项时，其出口表提供一个来自父（*,G）项的出口表的副本。
通用规则四：组播转发项的入口（RPF接口)决不能在其出口表项上出现。
通用规则五：每个组播状态项的RPF接口（即输入接口）每5秒重新计算一次，而且依据规则4对输出接口的列表做适当的调整（以防在输出接口列表上出现输入接口）通用规则六：对（*,G）项的出口表的添加和删除都被复制（在通用规则4的限制下）到所有与该组相关的（S,G）项。
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－PIM dense－mode (*,G)和（S,G）规则dense－mode规则1：密集模式（*,G）项的输出接口列表（OIL）映射了现有的PIM－DM的邻居接口或直接连接组成员的接口。
dense－mode规则2：密集模式(S,G）项的出口在剪枝时不能删除，而是被标记为“Prune/Dense”，且仍保留在出口表上。
当一个接口的PIM邻居列表上，增加一个新邻居时，该接口在所有PIM－DM（S,G）输出列表重新设置“Forward/Dense”状态。
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－PIM sparse－mode（*,G）和（S,G）规则sparse－mode规则1：sparse－mode的（*,G）项，是作为显式加入操作的结果而创建的。
组播pim 原理
组播pim 原理
PIM（Protocol Independent Multicast）称为协议无关组播。
作为组播路由解决方案，它直接利用单播路由表的路由信息，对组播报文执行RPF（Reverse Path Forwarding，逆向路径转发）检查，检查通过后创建组播路由表项，从而转发组播报文。
PIM-DM（PIM-Dense Mode，协议无关组播-密集模式）基本工作原理：PIM-DM使用“推（Push）模式”转发组播报文，一般应用于组播组成员规模相对较小、相对密集的网络。
其关键工作机制包括邻居发现、扩散、剪枝、嫁接、断言：
1. 邻居发现：路由器通过周期性地向所有PIM路由器（224.0.0.13）以组播方式发送PIM Hello报文，以发现PIM邻居，维护各路由器之间的PIM邻居关系，从而构建和维护SPT。
2. 扩散：当PIM-DM网络中出现活跃的组播源之后，组播源发送的组播报文将在全网内扩散。
当PIM路由器接收到组播报文，根据单播路由表进行RPF检查通过后，就会在该路由器上创建（S，G）表项，并将该报文向网络中的所有下游节点转发。
3. 剪枝：当PIM路由器接收到组播报文后，RPF检查通过，但是下游网段没有组播报文需求。
此时PIM路由器会向上游发送剪枝报文，通知上游路由器禁止相应下游接口的转发，将其从（S，G）表项的下游接口列表中删除。
4. 嫁接：PIM-DM通过嫁接机制，使有新组成员加入的网段快速得到组播报文。
叶子路由器通过IGMP了解到与其相连的用户网段上，组播组G有新的组成员加入。
随后叶子路由器会向上游发送Graft报文，请求上游路由器恢复相应出接口转发，将其添加在（S，G）表项下游接口列表中。
H-实验手册：组播PIM-DM
组播PIM-DM实验一、实验拓扑二、步骤：1、配置组播地址：CLIENT1配置:IP地址：172.16.1.1 255.255.255.0（网关可以不配置）组播源：224.1.1.1CLIENT2配置：IP地址：192.168.1.1 255.255.255.0 192.168.1.254组播目的：224.1.1.12、配置基本IP地址：R1配置：[R1-GigabitEthernet0/0/0]ip address 172.16.1.254 24[R1-GigabitEthernet0/0/1]ip address 12.1.1.1 24 R1配置：：[R2-GigabitEthernet0/0/0]ip address 12.1.1.2 24[R2-GigabitEthernet0/0/1]ip address 23.1.1.2 24 R3配置：[R3-GigabitEthernet0/0/0]ip address 23.1.1.3 24[R3-GigabitEthernet0/0/1]ip address 192.168.1.3 243、配置路由（OSPF）全通R1配置：[R1]ospf 1 router-id 1.1.1.1[R1-ospf-1]area 0[R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 172.16.1.0 0.0.0.255[R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 12.1.1.0 0.0.0.255R2配置：[R2]ospf 1 router-id 2.2.2.2[R2-ospf-1-area-0.0.0.0]network 12.1.1.0 0.0.0.255[R2-ospf-1-area-0.0.0.0]network 23.1.1.0 0.0.0.255 R3配置：[R3]ospf 1 router-id 3.3.3.3[R3-ospf-1-area-0.0.0.0]network 23.1.1.0 0.0.0.255[R3-ospf-1-area-0.0.0.0]network 192.168.1.0 0.0.0.255 4、IGMP配置：R3配置：（只需要在R3上配置）[R3]multicast routing-enable/启用IGMP功能[R3-GigabitEthernet0/0/1]igmp enable/接口下启用IGMP功能5、配置PIM-DMR1配置：[R1]pim/启用PIM功能，启动进程后退出即可；[R1-pim]qu[R1]int g0/0/0[R1-GigabitEthernet0/0/0]pimdm /接口下启用PIM DM命令[R1-GigabitEthernet0/0/1]pimdmR2配置：[R2]pim[R2-pim]qu[R2]int g0/0/0[R2-GigabitEthernet0/0/0]pimdm[R2-GigabitEthernet0/0/1]pimdmR3配置：[R3]pim[R3-pim]qu[R3-GigabitEthernet0/0/0]pimdm6、推送视频流CLIENT1：推送视频流，如：CLIENT2：接收视频流三、其他1、查询表项（使用的是S,G表项）[R2]dispim routing-tableVPN-Instance: public netTotal 0 (*, G) entry; 1 (S, G) entry(172.16.1.1, 224.1.1.1)Protocol: pim-dm, Flag: ACTUpTime: 00:04:40Upstream interface: GigabitEthernet0/0/0Upstream neighbor: 12.1.1.1RPF prime neighbor: 12.1.1.1Downstream interface(s) information: None2、查询邻居：配置完毕后，检查邻居是否正常：[R2]displaypim neighborVPN-Instance: public netTotal Number of Neighbors = 2Neighbor Interface Uptime Expires Dr-Priority BFD-Session 12.1.1.1 GE0/0/0 00:03:57 00:01:37 1 N 23.1.1.3 GE0/0/1 00:03:50 00:01:25 1 N。
PIM技术介绍-2017.04.18
PIM技术介绍目录1 PIM简介 (2)1.1 PIM-DM 简介 (2)1.2 PIM-DM 工作机制 (2)1.2.1邻居发现 (2)1.2.2构建SPT (3)1.2.3嫁接 (3)1.2.4断言 (4)1.3 PIM-SM 简介 (4)1.4 PIM-SM 工作机制 (5)1.4.1邻居发现 (5)1.4.2DR 选举 (5)1.4.3RP发现 (6)1.4.4构建RPT (8)1.4.5组播源注册 (8)1.4.6RPT 向SPT 切换 (9)1.4.7断言 (9)1.5 SSM 模型在PIM 中的实现 (10)1.5.1邻邻居发现 (10)1.5.2DR 选举 (10)1.5.3构建SPT (10)2 PIM协议报文格式 (12)2.1 PIM报文通用格式 (12)2.2 PIM Hello消息格式 (13)2.3 PIM Register消息格式 (15)2.4 PIM Register-Stop消息格式 (17)2.5 PIM Join/Prune消息格式 (18)2.6 PIM Graft/Graft-Ack消息格式 (21)2.7 PIM Bootstrap消息格式 (23)2.8 PIM Assert消息格式 (26)2.9 PIM C-RP Advertisement消息格式 (27)3 组播相关概念 (30)3.1 IP组播三种的传递方式 (30)3.2 IP组播技术体系结构 (30)1 PIM简介PIM 是Protocol Independent Multicast（协议无关组播）的简称，表示可以利用静态路由或者任意单播路由协议（包括RIP、OSPF、IS-IS、BGP 等）所生成的单播路由表为IP 组播提供路由。
组播路由与所采用的单播路由协议无关，只要能够通过单播路由协议产生相应的组播路由表项即可。
PIM 借助RPF（Reverse PathForwarding，逆向路径转发）机制实现对组播报文的转发。
PIM组播协议密集模式
PIM组播协议密集模式（DM模式）【实验名称】PIM组播协议密集模式（DM模式）【实验目的】熟悉如何配置PIM密集模式【背景描述】你是一个某单位的网络管理员，单位有存放资料的组播服务器，，服务器为用户提供组播服务，请你满足现在的网络需求。
采用PIM的密集模式来实现。
【实现功能】实现PIM密集模式下组播流量的传输，如果没有组成员，自动修剪组播发送信息。
【实验拓扑】【实验设备】S3550-24(2台)、S2126G（1台）、S2150G(1台)、PC(4台)【实验步骤】第一步：基本配置switch(config)#hostname S1S1(config)#vlan 10 ! 创建一个vlan10S1(config-vlan)#exiS1(config)#vlan 12S1(config-vlan)#exiS1(config)#vlan 20S1(config-vlan)#exiS1(config)#vlan 100S1(config-vlan)#exiS1(config)#interface f0/24S1(config-if)#switchport mode trunk ！把f0/24接口作为trunk接口S1(config-if)#switchport trunk allowed vlan remove 100 ! trunk链路不传输vlan 100的信息S1(config)#interface vlan 1S1(config-if)#ip address 192.168.1.253 255.255.255.0S1(config-if)#no shutdownS1(config)#interface vlan 10S1(config-if)#ip address 192.168.10.1 255.255.255.0 ！创建一个SVI地址S1(config-if)#no shutdownS1(config)#interface vlan 12S1(config-if)#ip address 192.168.12.1 255.255.255.0S1(config-if)#no shutdownS1(config)#interface vlan 20S1(config-if)#ip address 192.168.20.1 255.255.255.0S1(config-if)#no shutdownS1(config)#interface vlan 100S1(config-if)#ip address 192.168.100.1 255.255.255.0S1(config-if)#no shutdownS1(config)#interface fastethernet f0/1 ！把接口加入到vlan 10S1(config-if)#switchport access vlan 10S1(config)#interface fastethernet f0/2S1(config-if)#switchport access vlan 20S1(config)#interface fastethernet f0/12S1(config-if)#switchport access vlan 12switch(config)#hostname S2S2(config)#vlan 12S2(config-vlan)#exiS2(config)#vlan 50S2(config-vlan)#exiS2(config)#vlan 60S2(config-vlan)#exiS2(config)#vlan 100S2(config-vlan)#exiS2(config)#interface f0/24S2(config-if)#switchport mode trunkS2(config)#interface vlan 1S2(config-if)#ip address 192.168.2.253 255.255.255.0 S2(config-if)#no shutdownS2(config)#interface vlan 12S2(config-if)#ip address 192.168.12.2 255.255.255.0 S2(config)#interface vlan 50S2(config-if)#ip address 192.168.50.1 255.255.255.0 S2(config-if)#no shutdownS2(config)#interface vlan 60S2(config-if)#ip address 192.168.60.1 255.255.255.0 S2(config-if)#no shutdownS2(config)#interface fastethernet f0/1S2(config-if)#switchport access vlan 50S2(config)#interface fastethernet f0/2S2(config-if)#switchport access vlan 60S2(config)#interface fastethernet f0/12S2(config-if)#switchport access vlan 12switch(config)#hostname S2126S2126(config)#vlan 10S2126(config-vlan)#exiS2126(config)#vlan 20S2126(config-vlan)#exiS2126(config)#interface f0/1S2126(config-if)#switchport access vlan 10S2126(config)#interface f0/2S2126(config-if)#switchport access vlan 20S2126(config)#interface vlan 1S2126(config-if)#ip address 192.168.1.254S2126(config)#interface fastethernet 0/24S2126(config-if)#switchport mode trunkswitch(config)#hostname S2150S2150(config)#vlan 50S2150(config-vlan)#exiS2150(config)#vlan 60S2150(config-vlan)#exiS2150(config-if)#switchport access vlan 50S2150(config)#interface f0/2S2150(config-if)#switchport access vlan 60S2150(config)#interface vlan 1S2150(config-if)#ip address 192.168.2.254S2150(config)#interface fastethernet 0/24S2150(config-if)#switchport mode trunk第二步：配置路由协议S1(config)#router ospf ! 开启ospf进程S1(config-router)#network 192.168.1.0 0.0.0.255 area 0 ！将网段加入到区域0 S1(config-router)#network 192.168.10.0 0.0.0.255 area 0S1(config-router)#network 192.168.12.0 0.0.0.255 area 0S1(config-router)#network 192.168.20.0 0.0.0.255 area 0S1(config-router)#network 192.168.100.0 0.0.0.255 area 0S2(config)#router ospfS2(config-router)#network 192.168.2.0 0.0.0.255 area 0S2(config-router)#network 192.168.12.0 0.0.0.255 area 0S2(config-router)#network 192.168.50.0 0.0.0.255 area 0S2(config-router)#network 192.168.60.0 0.0.0.255 area 0第三步：配置组播S1(config)# ip multicast-routing ！开启组播功能S1(config)#interface vlan 1S1(config-if)#ip pim ！默认为DM模式S1(config)#interface vlan 10S1(config-if)#ip pimS1(config)#interface vlan 12S1(config-if)#ip pimS1(config)#interface vlan 20S1(config-if)#ip pimS1(config)#interface vlan 100S1(config-if)#ip pimS2(config)# ip multicast-routingS2(config)#interface vlan 1S2(config-if)#ip pimS2(config)#interface vlan 12S2(config-if)#ip pimS2(config)#interface vlan 50S2(config-if)#ip pimS2(config-if)#ip pimS2126(config)#ip igmp profile 1 ！进入igmp配置文件模式S2126(config-profile)#deny ！允许所有的组播组通过。
什么是组播？让我们一起解密组播协议（IGMP、PIM）
什么是组播？让我们⼀起解密组播协议（IGMP、PIM）写在前⾯：本⼈是⼀名计算机系⼤⼆的学⽣，会不定时的将我的学习笔记分享给⼤家！如果需要更多的学习资源可以通过我的⾃⾏下载！⽬录组播技术传统的点到点单播存在的问题重复流量过多消耗设备资源、带宽资源难以保证传输质量概述信息发送者：组播源接受相同的信息接受这过程⼀个组播组，并且接受者都是定义：⼀点发出，多点接应优势提⾼效率优化性能分布式应⽤缺点基于udp尽⼒⽽为报⽂重复报⽂失序缺少拥塞避免机制61、ip组播(1) 对于IP 组播，需要关注下列问题：组播源将组播信息传输到哪⾥?即组播寻址机制;⽹络中有哪些接收者?即主机注册;这些接收者需要从哪个组播源接收信息?即组播源发现;组播信息如何传输?即组播路由。
(2) IP 组播属于端到端的服务，组播机制包括以下四个部分：寻址机制：借助组播地址，实现信息从组播源发送到⼀组接收者;主机注册：允许接收者主机动态加⼊和离开某组播组，实现对组播成员的管理;组播路由：构建组播报⽂分发树(即组播数据在⽹络中的树型转发路径)，并通过该分发树将报⽂从组播源传输到接收者;组播应⽤：组播源与接收者必须安装⽀持视频会议等组播应⽤的软件，TCP/IP 协议栈必须⽀持组播信息的发送和接收。
为了让组播源和组播组成员进⾏通信，需要提供⽹络层组播地址，即IP 组播地址。
同时必须存在⼀种技术将IP 组播地址映射为链路层的组播MAC 地址。
(3) IP 组播地址IANA(Internet Assigned Numbers Authority，互联⽹编号分配委员会)将D类地址空间分配给IPv4组播使⽤，范围从224.0.0.0到239.255.255.255，具体分类及其含义如下表所⽰。
组播地址D类地址范围含义224.0.0.0-224.0.0.255为路由协议预留的永久组地址224.0.1.0-231.255.255.255 /233.0.0.0-238.255.255.255⽤户可⽤的asm临时组地址，全⽹范围有效232.0.0.0-232.255.255.255⽤户可⽤ssm临时组地址，全⽹范围内有效239.0.0.0-239.255.255.255⽤户可⽤的asm临时组地址，尽在特定的本地管理域内有效，陈伟本地管理组播地址D类地址范围含义IPv4 组播地址的范围及含义说明：组播组中的成员是动态的，主机可以在任何时刻加⼊或离开组播组。
路由器-组播PIM-SM模式典型配置
#
interface NULL0
#
interface LoopBack0
ip address 1.1.1.1 255.255.255.255
#
ospf 1
area 0.0.0.0
network 1.1.1.1 0.0.0.0
network 10.1.1.0 0.0.0.255
#
interface Serial1/0/0
link-protocol ppp
ip address 192.168.2.2 255.255.255.252
pim sm /设置为pim-sm模式/
#
interface Serial1/1/0
link-protocol ppp
ip address 192.168.3.1 255.255.255.252
network 192.168.1.0 0.0.0.3
network 192.168.3.0 0.0.0.3
#
user-interface con 0
user-interface vty 0 4
#
return
#
interface Serial1/0/0
link-protocol ppp
ip address 192.168.1.1 255.255.255.252
pim sm /设置为pim-sm模式/
#
interface Serial1/1/0
link-protocol ppp
ip address 192.168.2.1 255.255.255.252
network 192.168.4.0 0.0.0.3
实验二-PIM-SM
L - Local, P - Pruned, R - RP-bit set, F - Register flag, T - SPT-bit set, J - Join SPT, M - MSDP created entry, X - Proxy Join Timer Running, A - Candidate for MSDP Advertisement, U - URD, I - Received Source Specific Host Report, Z - Multicast Tunnel Y - Joined MDT-data group, y - Sending to MDT-data group Outgoing interface flags: H - Hardware switched, A - Assert winner Timers: Uptime/Expires Interface state: Interface, Next-Hop or VCD, State/Mode
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OSPF area 0
R5 E0
S0.1 10.2.2.2/24
R2 S0.2 10.2.3.1/24
S0.1 10.2.4.1/24
R4
S0.2
E0
10.2.3.2/24 10.1.2.1/24
10.1.2.25/24
@2005 steve6307. All rights reserved.
10.1.2.113/24 239.*.*.*
(*, 239.192.53.223), 00:24:46/00:02:59, RP 0.0.0.0, flags: DC Incoming interface: Null, RPF nbr 0.0.0.0 Outgoing interface list: Serial0.2, Forward/Dense, 00:24:46/00:00:00 Serial0.1, Forward/Dense, 00:24:46/00:00:00 Ethernet0, Forward/Dense, 00:24:46/00:00:00
r4(config)#ip multicast-routing r4(config)#interface ethernet 0 r4(config-if)#ip pim dense-mode r4(config-if)#exit r4(config)#interface serial 0.1 r4(config-subif)#ip pim dense-mode r4(config-subif)#interface serial 0.2 r4(config-subif)#ip pim dense-mode
r2(config)#ip multicast-routing r2(config)#interface serial 0.1 r2(config-subif)#ip pim dense-mode r2(config-subif)#interface serial 0.2 r2(config-subif)#ip pim dense-mode
r5(config)#ip multicast-routing r5(config)#interface ethernet 0 r5(config-if)#ip pim dense-mode
4
5
R1
Se0.1 Se0.2
Se0.2
239.*.*.* Windows Media Service
E0 RPF
PIM
PIM
202.195.30.199/24 239.*.*.*
202.195E.300.1r 98/24 S0.2 R1 S0.1
10.2.2.1/24 10.2.1.1/24
S0.1 10.2.1.2/24 R3
S0.2 10.2.4.2/24
S0.3 10.2.5.2/24
S0.1
10.2.5.1/24
(*, 239.192.53.223), 00:13:33/00:02:59, RP 0.0.0.0, flags: D Incoming interface: Null, RPF nbr 0.0.0.0 Outgoing interface list: Serial0.2, Forward/Dense, 00:13:33/00:00:00 Serial0.1, Forward/Dense, 00:13:33/00:00:00 Ethernet0, Forward/Dense, 00:13:33/00:00:00
(202.195.30.199, 239.192.53.223), 00:13:33/00:02:59, flags: T Incoming interface: Ethernet0, RPF nbr 0.0.0.0 Outgoing interface list: Serial0.1, Forward/Dense, 00:01:35/00:00:00 Serial0.2, Prune/Dense, 00:00:32/00:02:29
r3(config)#ip multicast-routing r3(config)#interface serial 0.1 r3(config-subif)#ip pim dense-mode r3(config-subif)#interface serial 0.2 r3(config-subif)#ip pim dense-mode
(202.195.30.199, 239.192.53.223), 00:22:31/00:03:29, flags: T Incoming interface: Serial0.1, RPF nbr 10.2.1.1 Outgoing interface list: Serial0.2, Forward/Dense, 00:10:34/00:00:00
(202.195.30.199, 239.192.53.223), 00:17:52/00:00:19, flags: PT Incoming interface: Serial0.1, RPF nbr 10.2.2.1 Outgoing interface list: Serial0.2, Prune/Dense, 00:17:50/00:00:19
L - Local, P - Pruned, R - RP-bit set, F - Register flag, T - SPT-bit set, J - Join SPT, M - MSDP created entry, X - Proxy Join Timer Running, A - Candidate for MSDP Advertisement, U - URD, I - Received Source Specific Host Report Outgoing interface flags: H - Hardware switched Timers: Uptime/Expires Interface state: Interface, Next-Hop or VCD, State/Mode
8
R4
Se0.2
Se0.1 RPF
10.2.4.2 R3
E0 Se0.2
r4#show ip mroute 239.192.53.223 IP Multicast Routing Table Flags: D - Dense, S - Sparse, B - Bidir Group, s - SSM Group, C - Connected,
(*, 239.192.53.223), 00:17:52/00:02:59, RP 0.0.0.0, flags: D Incoming interface: Null, RPF nbr 0.0.0.0 Outgoing interface list: Serial0.2, Forward/Dense, 00:17:52/00:00:00 Serial0.1, Forward/Dense, 00:17:52/00:00:00
6
R2
Se0.1 RPF
10.2.2.1 R1
Se0.2
r2#show ip mroute 239.192.53.223 IP Multicast Routing Table Flags: D - Dense, S - Sparse, B - Bidir Group, s - SSM Group, C - Connected,
L - Local, P - Pruned, R - RP-bit set, F - Register flag, T - SPT-bit set, J - Join SPT, M - MSDP created entry, X - Proxy Join Timer Running, A - Candidate for MSDP Advertisement, U - URD, I - Received Source Specific Host Report Outgoing interface flags: H - Hardware switched Timers: Uptime/Expires Interface state: Interface, Next-Hop or VCD, State/Mode
L - Local, P - Pruned, R - RP-bit set, F - Register flag, T - SPT-bit set, J - Join SPT, M - MSDP created entry, X - Proxy Join Timer Running, A - Candidate for MSDP Advertisement, U - URD, I - Received Source Specific Host Report Outgoing interface flags: H - Hardware switched Timers: Uptime/Expires Interface state: Interface, Next-Hop or VCD, State/Mode
(*, 239.192.53.223), 00:22:31/00:02:59, RP 0.0.0.0, flags: D Incoming interface: Null, RPF nbr 0.0.0.0 Outgoing interface list: Serial0.2, Forward/Dense, 00:22:31/00:00:00 Serial0.1, Forward/Dense, 00:22:31/00:00:00
CCNP+
PIM
1
R3 R5
2
OSPF
3
PIM
r1(config)#ip multicast-routing r1(config)#interface ethernet 0 r1(config-if)#ip pim dense-mode r1(config-if)#exit r1(config)#interface serial 0.1 r1(config-subif)#ip pim dense-mode r1(config-subif)#interface serial 0.2 r1(config-subif)#ip pim dense-mode