组播原理及配置介绍

组播原理-PIM-SM（SPT切换）
组播原理-PIM-SM（SPT切换）
组播原理-PIM-SM（SPT切换）
组播原理-IGMP协议差异
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IGMPv1（RFC 1112）中定义了基本的组成员查询和报告过程；
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IGMPv2（RFC 2236）在IGMPv1的基础上添加了组成员快速离开的机制等；
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根据在业务发放前，是否预先配置每个节目的组播IP等节目属性，节目可以分为2 类：预配置节目和动态节目。 组播上行口是组播源与设备相连的端口，同时也是上层组播路由器和设备相连的端 口。
根据是否依赖链路层环路协议，上行口可以分为2类：手工配置上行口和动态上行 口。 组播用户就是组播数据的接收者，必须为其配置一个上行承载组播控制报文的业务 流（设备可以通过流分类识别出该用户），所以它是对应一个唯一的终端或发放用 户。同时，必须为组播用户指定一个组播VLAN，即该发放用户隶属于哪个ISP。
组播源DR：在PIM-SM中，组播源DR是与组播源直接相连且负责向RP发送注册报文 的PIM路由器。
接收者DR：与组播组成员（通常为接收者主机）直接相连且负责向该组成员转发组 播数据的PIM路由器。
RPT（Rendezvous Point Tree），称为共享树。以RP（Rendezvous Point）为根，组播 组成员为叶子的组播分发树称为RPT。 SPT（Shortest Path Tree），称为最短路径树。以组播源为根，组播组成员为叶子的组 播分发树称为SPT。 RPF检查，也称为反向路径转发，是组播路由的基础。设备对接收到的报文执行RPF检查， 从而创建并维护组播路由表项，确保组播数据沿正确的路径转发。设备接收到组播报文后， 依据“报文源”，查找单播路由表、MBGP路由表和组播静态路由表，选定RPF路由。如 果报文实际到达接口与RPF接口相同，则RPF检查通过；否则RPF检查失败。
先知道组播源的位置，但可以在任意时间加入或离开组播组。
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SSM模型Source-Specific Multicast：即指定信源组播模型。在现实生活中，
用户可能只对某些组播源发送的组播信息感兴趣，而不愿接收其它源发送的信息。
SSM模型为用户提供了一种能够在客户端指定组播源的传输服务。
组播原理-组播的转发树
OLT作为组播复制点 优点： 节约了BRASS9300-OLT的链路 带宽；
用户上线的选择
PPPOE
STB
ONU
OLT
S9300
BRAS
PPP是广域网中点对点链路协议，PPPOE是将PPP帧封装在ethernet帧中， 在交换设备和PON并不能读懂PPP帧。 PPPOE上线的缺点：PPP为点对点会话，这将导致需要BRAS对用户组播 报文基于PPP会话进行复制。PPPOE上线需要STB均支持PPPOE认证
地址，仅在特定的本地范围内有效，也属于ASM组地址。
使用本地管理组地址可以灵活定义组播域的范围，以实
现不同组播域之间的地址隔离，从而有助于在不同组播
域内重复使用相同组播地址而不会引起冲突。
组播原理-组播IP与组播MAC的映射
IANA将MAC地址范围01:00:5E:00:00:00～01:00:5E:7F:FF:FF分配给组播使用， 这就要求将28位的IP组播地址空间映射到23位的组播MAC地址空间中，具体 的映射方法是将组播地址中的低23位放入MAC地址的低23位，如图。
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将DHCP报文发送给用户，包括用户获取的IP地址信息
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交互DHCP续租报文
目录
组播原理-概念
组播原理-TCP/IP
应用层
传输层
封
装
网络层
数据链路层
物理层
应用程序
Tcp/Udp端口号
拆
封 装
ICMP IGMP IP ARP RARP
MAC
物理设备
IP交互依赖于路由表
MAC交互 依赖于ARP 表
239.129.1.1
加上：224.1.1.1 刚好32个
组播原理-组播转发
组播报文是发送给一组接收者的，这些接收者用一个逻辑地址（即组播地址）标识，路由器在收到组播报 文后，必须根据报文的源地址确定其正确的入接口（指向组播源方向）和下游方向，然后将其沿着远离组 播源的下游方向转发——这个过程称为逆向路径转发（RPF），过程如下： 路由器在单播路由表中查找组播源或RP对应的RPF接口（使用SPT时查找组播源对应的RPF接口，使用RPT 时查找RP对应的RPF接口），如果组播报文是从RPF接口接收下来的，则RPF检查通过，报文向下游接口转 发；否则，丢弃该报文。
组播原理-组播的实现模型
ASM
SSM
网络中默认采用ASM模型
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ASM模型Any-Source Multicast：即任意源组播模型。在ASM模型中，任一
发送者都可作为组播源向某组播组地址发送组播信息，接收者通过加入由该组播组
地址标识的组播组以获得发往该组播组的组播信息。在ASM模型中，接收者无法预
228.129.1.1 229.1.1.1 229.129.1.1 230.1.1.1 230.129.1.1 231.1.1.1 231.129.1.1 232.1.1.1 232.129.1.1 233.1.1.1 233.129.1.1
234.1.1.1 234.129.1.1 235.1.1.1 235.129.1.1 236.1.1.1 236.129.1.1 237.1.1.1 237.129.1.1 238.1.1.1 238.129.1.1 239.1.1.1
源IP
224.1.1.1
换算成二进制
11100000.00000001.00000001.00000001
再换成16进制
01
.01
.01
加上组播MAC头 0100.5E
最后形成：
0100.5E01.01.01
可用的其它31个组播IP地址： 224.129.1.1 225.1.1.1 225.129.1.1 226.1.1.1 226.129.1.1 227.1.1.1 227.129.1.1 228.1.1.1
组播原理-组播IP地址
IP组播地址用于标识一个IP组播组。IANA把D类地址空间分配给组播使用，范围从 224.0.0.0到239.255.255.255。
IP组播地址前四位均为“1110”，而整个IP组播地址空间的划分则如 图
lBaidu Nhomakorabea
224.0.0.0到224.0.0.255被IANA预留，地址
224.0.0.0保留不做分配，其它地址供路由协议及拓扑查
IGMPv3（RFC 3376）中增加的主要功能是成员可以指定接收或拒绝来自某些组播
源的报文，以实现对SSM模型的支持。
组播原理-IGMP协议
组成员端DR触发SPT切换。 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SPT切换。 建立从源到组成员的SPT后，后续报文可能不再流经RP。由于RPT不一定是路径最短的树，进行SPT 切换后，减少了组播数据在网络中的传输延迟。
组播原理-PIM-SM（SPT切换）
组播源平台
组播报文在网络中沿着树型转发路径进行转发， 该路径称为组播转发树。它可分为源树（Source Tree）和共享树（RPT）两大类
组播源平台
用户
用户
组播源DR RP
接收者DR
用户 用户
组播原理-PIM-DM
组播原理-PIM-DM
组播原理-PIM-DM
组播原理-PIM-DM
组播原理-PIM-DM
DR
RPT SPT RPF
详细描述 RP（Rendezvous Point）称为汇聚点，PIM-SM中建立的RPT（Rendezvous Point Tree），就是一棵以RP为根，以存在组播数据接收者的PIM设备为叶子的组播分发树。组 播路由建立了从一个数据源端到多个接收端的组播数据转发路径，即组播分发树。
Anycast RP可采用PIM协议：在同一个PIM-SM域内设置多个具有相同地址的RP，同时在 这些RP所在的设备上配置全网唯一标识该RP的本地地址，用于这些设备之间相互建立无 连接的对等体，对等体之间以Register消息的方式共享组播源信息。 DR（Designated Router）称为指定路由器，在PIM网络中，存在两种DR：
互联网OTV培训材料
2014.5
目录
OTV开展形式-单播
四川移动省核心
成都核心 BRAS
汇聚交换 PON网
络
OTV平台
OTV开展形式-组播
组播的优势，减少 网络链路带宽占用。
四川移动省核心
成都核心 BRAS
汇聚交换
PON网 络
组播平台
角色及术语描述
PIM域角色和术语 RP
Anycast RP
BRAS
用户认证和IP地址获取-IPOE
提取用户名密码 发送给AAA认证
认证通过则为用户分配 IP地址，否则不予回应
AAA平台 AAA返回认证结 DHCP服务器
果
中继用户DHCP报文
中继用户DHCP续租报文
STB ONU
OLT
S9300
BRAS
1
STB通过将用户名/密码填充至DHCP OPTION 60请求获取IP地址
角色及术语描述
IGMP域角色和术语 组播VLAN 组播节目 组播上行口
组播用户
详细描述 组播VLAN是指组播数据所带的VLAN（也称为MVLAN，Multicast VLAN）；通 常是按内容提供商（ISP）进行划分，通过实现基于VLAN实例的转发面、控制面和 管理面，满足在同一个设备上互不干扰的组播业务的发放。除了super VLAN，在 设备配置任何属性或类型的VLAN都可以成为组播VLAN。 组播节目就等同于组播组，其最基本的属性就是组播IP。
四川移动选择采用IPOE的户上线方式
IPOE
STB
ONU
OLT
S9300
IPOE通过ethernet承载DHCP报文交互使用户上线。交换设备和PON均 能读懂网络层协议和ethernet帧。 IPOE上线的优势：在PON能读懂网络层协议和ethernet帧时，可以在 OLT开启igmp proxy来对下层网络进行组播复制。
找和维护协议使用。该范围内的地址属于局部范畴，不
论TTL为多少，都不会被路由器转发；
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224.0.1.0到238.255.255.255为用户可用的组
播地址，在全网范围内有效。其中232.0.0.0/8为SSM组
地址，而其余则属于ASM组地址。
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239.0.0.0到239.255.255.255为本地管理组播
组播原理-PIM-SM
组播原理-PIM-SM
组播原理-PIM-SM
组播原理-PIM-SM
组播原理-PIM-SM（SPT切换）
SPT切换的两种方式:
RP触发SPT切换 RP收到源端DR的注册报文后，将封装在注册报文中的组播数据沿RPT转发给组成员，同时RP会向源 端DR发送SPT加入报文，建立RP到源的SPT树。 SPT树建立成功后，RP停止使用注册消息，使源端DR和RP免除了频繁的封装/解封装。组播数据从与 组播源直接相连的路由器，通过SPT树转发到RP，再沿RPT转发给组成员。
组播平台建设（即组播源平台）
示意图：
四川移动省核心
成都核心
BRAS
中兴、华为组播平台 成都台组播平台
现网已新建了3个平台，中兴、华为、成都台，预计新建4套平台，当前烽火平台还未 进行建设。 其中中兴、华为平台接入CMNET，成都台接入成都分公司。
复制点的选择
四川移动选择采用OLT作为组播复制点
BRAS作为组播复制点 缺点： BRAS-S9300-OLT的 链路带宽浪费；
由于IP组播地址的后28位中只有23位被映射到组播MAC地址，这样会有32个 IP组播地址映射到同一组播MAC地址上。
组播原理-组播IP与组播MAC的映射
组播IP与组播MAC的换算
IP对应MAC的换算方法：将IP后23位换算成16进制，插入01:00:5E:后面则为对应的MAC地址。 例如：224.1.1.1、224.129.1.1……239.1.1.1、239.129.1.1复用了一个MAC： 0100.5E01.01.01 。
RP是PIM-SM网络的转发核心。组成员向RP发起加入，构建以RP为根的RPT；组播源向 RP注册，在RP上创建（S，G）表项，通过RP向组成员传输组播报文。网络中的设备必须 知道RP的地址。 在传统的PIM-SM域中，每个组播组只能映射到一个RP。但当网络负载较大或者流量过于 集中时，可能导致RP的压力过大、RP失效后路由收敛较慢、组播转发路径非最优等问题。