PIM技术介绍-2017.04.18

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1、PIM技术介绍目录1PIM简介21.1PIM-DM简介21.2PIM-DM工作机制21.2.1邻居发现21.2.2构建SPT31.2.3嫁接31.2.4断言41.3PIM-SM简介41.4PIM-SM工作机制51.4.1邻居发现51.4.2DR选举51.4.3RP发现61.4.4构建RPT81.4.5组播源注册81.4.6RPT向SPT切换91.4.7断言91.5SSM模型在PIM中的实现101.5.1邻邻居发现101.5.2DR选举101.5.3构建SPT102PIM协议报文格式122.1PIM报文通用格式12

2、2.2PIMHello消息格式132.3PIMRegister消息格式152.4PIMRegister-Stop消息格式172.5PIMJoin/Prune消息格式182.6PIMGraft/Graft-Ack消息格式212.7PIMBootstrap消息格式232.8PIMAssert消息格式262.9PIMC-RPAdvertisement消息格式273组播相关概念303.1IP组播三种的传递方式303.2IP组播技术体系结构30301PIM简介PIM是ProtocolIndependentMulticast

3、（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（ReversePathForwarding，逆向路径转发）机制实现对组播报文的转发。当组播报文到达本地设备时，首先对其进行RPF检查：若RPF检查通过，则创建相应的组播路由表项，从而进行组播报文的转发；若RPF检查失败，则丢弃该报文。根据实现机制的不同，PIM分为

4、以下两种模式：?PIM-DM（ProtocolIndependentMulticast-DenseMode，协议无关组播—密集模式）?PIM-SM（ProtocolIndependentMulticast-SparseMode，协议无关组播—稀疏模式）说明：为了描述的方便，本文中把由支持PIM协议的组播路由器所组成的网络简称为“PIM域”。1.1PIM-DM简介PIM-DM属于密集模式的组播路由协议，使用“推（Push）模式”传送组播数据，通常适用于组播组成员相对比较密集的小型网络。PIM-DM的基本原理如下：?

5、PIM-DM假设网络中的每个子网都存在至少一个组播组成员，因此组播数据将被扩散（Flooding）到网络中的所有节点。然后，PIM-DM对没有组播数据转发的分支进行剪枝（Prune），只保留包含接收者的分支。这种“扩散—剪枝”现象周期性地发生，被剪枝的分支也可以周期性地恢复成转发状态。?当被剪枝分支的节点上出现了组播组的成员时，为了减少该节点恢复成转发状态所需的时间，PIM-DM使用嫁接（Graft）机制主动恢复其对组播数据的转发。一般说来，密集模式下数据包的转发路径是有源树（SourceTree，即以组播源为“

6、根”、组播组成员为“枝叶”的一棵转发树）。由于有源树使用的是从组播源到接收者的最短路径，因此也称为最短路径树（ShortestPathTree，SPT）。1.2PIM-DM工作机制1.2.1邻居发现在PIM域中，路由器通过周期性地的向所有PIM路由器（224.0.0.13）以组播方式发送PIMHello报文（以下简称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。说明：路由器每个运行了PIM协议的接口都会周期性地发送Hello报文，从而了解与该接口相关的PIM邻居信息。

7、301.2.2构建SPT构建SPT的过程也就是“扩散—剪枝”的过程：(1)在PIM-DM域中，组播源S向组播组G发送组播报文时，首先对组播报文进行扩散：路由器对该报文的RPF检查通过后，便创建一个（S，G）表项，并将该报文向网络中的所有下游节点转发。经过扩散，PIM-DM域内的每个路由器上都会创建（S，G）表项。(2)然后对那些下游没有接收者的节点进行剪枝：由没有接收者的下游节点向上游节点发剪枝报文（PruneMessage），以通知上游节点将相应的接口从其组播转发表项（S，G）所对应的出接口列表中删除，并不再转

8、发该组播组的报文至该节点。说明：1)（S，G）表项包括组播源的地址S、组播组的地址G、出接口列表和入接口等。2)路由器上收到组播数据的接口称为“上游”，转发组播数据的接口称为“下游”。剪枝过程最先由叶子路由器发起，如图1所示，没有接收者（Receiver）的路由器（如与HostA直连的路由器）主动发起剪枝，并一直持续到PIM-DM域中只剩下必要的分支，这些分支共同构成了S