組播multicast：在一個(gè)或跨越多個(gè)廣播域,，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的通信需求，不存在強(qiáng)制性,；比單播技術(shù)更加靈活,、比廣播技術(shù)更加高效,；廣泛應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)電視、在線直播,、遠(yuǎn)程教育,、視頻會(huì)議等對(duì)帶寬和數(shù)據(jù)交互實(shí)時(shí)性較高的信息服務(wù)。

單播unnicast：在一個(gè)或跨越多個(gè)廣播域,，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信需求,。

廣播broadcast：在同一個(gè)廣播域內(nèi)，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的通信需求,，存在強(qiáng)制性,。

1、 高效性：克服了廣播發(fā)送數(shù)據(jù)的缺點(diǎn),，實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)到多點(diǎn)之間高效的數(shù)據(jù)傳輸,。

2、 節(jié)省資源：更好的帶寬利用,，只針對(duì)組播組成員發(fā)送且不存在強(qiáng)制性,，可以節(jié)省了信源主機(jī)和非組播組成員不必要的CPU和內(nèi)存消耗。

3,、 時(shí)效性：發(fā)送源只需要發(fā)送一份數(shù)據(jù),，而目的地就可以同時(shí)接收到該數(shù)據(jù)。

4,、 發(fā)送源主機(jī)和中間路由器都不必知道接收者的存在就可以直接發(fā)送,。

5、 組播可以實(shí)現(xiàn)多對(duì)一,、一對(duì)多,、多對(duì)多的應(yīng)用。

注：組播只能基于UDP封裝且不能提供可靠傳輸機(jī)制,；沒(méi)有序列號(hào),，報(bào)文發(fā)送容易亂序，一般需要通過(guò)添加實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議RTP來(lái)保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)男蛄行裕?strong>組播在發(fā)送時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生環(huán)路和重復(fù)包,。

組播源：信息的發(fā)送者稱為'組播源'或'信源',。

組播路由器：提供組播功能的路由器稱為'組播路由器'；組播路由器不僅提供組播路由功能,，也提供組成員管理功能,；同時(shí)也可以是一個(gè)或多個(gè)組播組的接收成員；同一組播組的成員可以廣泛分布在網(wǎng)絡(luò)中的任何地方,，即'組播組'關(guān)系沒(méi)有地域限制,；

組播組成員：相同信息的接收者構(gòu)成一個(gè)組播組，每個(gè)接收者都是'組播組成員',。

組播設(shè)計(jì)架構(gòu)：

L3組播：信源/組播應(yīng)用程序--研發(fā)工程師

L2組播：組播路由器/組播動(dòng)態(tài)路由選擇協(xié)議--網(wǎng)絡(luò)工程師

-IGP：PIM（協(xié)議無(wú)關(guān)組播）,、DVMRP,、MOSPF、CBT

注：PIM對(duì)IGP無(wú)要求,，路由可達(dá)即可,；而MOSPF基于單播OSPF基礎(chǔ)上運(yùn)行的。

-EGP：MSDP（組播源發(fā)現(xiàn)協(xié)議）,、MP-BGP（BGP v4+）

注：MSDP可以實(shí)現(xiàn)跨越不同的AS發(fā)送和接收組播報(bào)文,，結(jié)合MPBG一起使用；

L1組播：組播組成員/因特網(wǎng)組管理協(xié)議IGMP--網(wǎng)絡(luò)工程師

注：通過(guò)交互IGMP報(bào)文,，讓最后一跳路由器知道自己身后是否存在組播組成員,；不存在就不發(fā)送；存在就延伸樹形結(jié)構(gòu)并將組播發(fā)送給組播組成員,。

組播報(bào)文封裝：針對(duì)不同的應(yīng)用進(jìn)行不同的封裝

組播地址：標(biāo)識(shí)一組接收者,，不能分配給某個(gè)網(wǎng)卡使用，沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)位和主機(jī)位的說(shuō)法,，也沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)地址和廣播地址（扁平化地址/32）,；標(biāo)準(zhǔn)組織IANA將D類地址空間分配給IPv4組播使用，范圍224.0.0.0 -- 239.255.255.255,；

IPv4組播MAC地址：前24位地址位為01005E,，第25位恒為0；后23位地址位是IP地址的后23位地址（32:1）,；

IPv6組播MAC地址：將組播地址的后32提取出來(lái),，然后在前邊添加3333

因特網(wǎng)組管理協(xié)議IGMP：運(yùn)行在最后一跳組播路由器和主機(jī)之間，用于建立,、維護(hù)組播組成員關(guān)系；通過(guò)IGMP在路由器中記錄的信息判斷某個(gè)組播組是否在本地有組播組成員,，能夠?qū)崿F(xiàn)兩個(gè)功能：

1,、主機(jī)通過(guò)發(fā)送IGMP報(bào)文通知路由器希望接收某個(gè)特定組播組的信息；

2,、路由器通過(guò)IGMP報(bào)文周期性地查詢局域網(wǎng)內(nèi)的組播組成員是否處于活動(dòng)狀態(tài),，實(shí)現(xiàn)所連網(wǎng)段組播組成員關(guān)系的收集與維護(hù)。

IGMP報(bào)文封裝：Ethernet2|IPv4|IGMP|FCS IP協(xié)議號(hào)為2

1,、IGMPv1（RFC 1112）中定義了基本的組成員查詢和報(bào)告過(guò)程,；支持ASM模型

版本：IGMP版本為1

類型：成員關(guān)系查詢報(bào)文Query（0x11）和成員關(guān)系通告報(bào)文Report（0x12）

校驗(yàn)和：防止報(bào)文被篡改、沖突,。

組地址：當(dāng)用于成員關(guān)系通告時(shí),，組地址字段包含該組組播地址。

當(dāng)用于成員關(guān)系查詢時(shí),，本字段為0,，并被主機(jī)忽略,。

查詢報(bào)文Query：由最后一跳路由器60s/次周期發(fā)送，目的地址為224.0.0.1,，TTL值為1,；路由器給主機(jī)發(fā)送Query報(bào)文會(huì)形成一個(gè)IGMP查詢表，老化時(shí)間為180s,，超過(guò)180s沒(méi)有收到通告報(bào)文就會(huì)刪除對(duì)應(yīng)的IGMP表項(xiàng),。

通告報(bào)文Report：由PC主機(jī)發(fā)送，分為主動(dòng)通告和針對(duì)查詢報(bào)文的通告,。

IGMP離組：PC會(huì)靜悄悄的離組,，不會(huì)通知路由器，最后一跳路由器在3個(gè)hello周期內(nèi)沒(méi)有收到Report報(bào)文會(huì)將該主機(jī)從IGMP查詢列表中刪除,。

IGMP report supress優(yōu)化機(jī)制：一臺(tái)PC收到了路由器發(fā)送的Query報(bào)文,，不能立馬去做Report確認(rèn)，PC開啟一個(gè)隨機(jī)計(jì)時(shí)器,，范圍為1-10s,，取值為整數(shù)，在計(jì)時(shí)器過(guò)期后,，其中的一臺(tái)PC會(huì)發(fā)送目的地址為該組組播地址的Report報(bào)文,，最后一跳路由器和組內(nèi)其他成員收到這個(gè)Report報(bào)文后就會(huì)抑制報(bào)告發(fā)送。

當(dāng)一個(gè)域內(nèi)有多臺(tái)最后一跳路由器時(shí),，需要選舉出一臺(tái)路由器作為IGMP查詢者在IGMPv1中就需要由組播動(dòng)態(tài)路由選擇協(xié)議(如PIM)選舉出唯一的指定路由器DR作為IGMP查詢者,。

2、 IGMPv2（RFC 2236）在IGMPv1的基礎(chǔ)上添加了指定組查詢,、組成員快速離開的機(jī)制和最大響應(yīng)時(shí)間等機(jī)制,；只支持ASM模型

類型：

1）成員關(guān)系查詢（0x11）

-常規(guī)查詢：用于確定組播組有哪些成員，常規(guī)查詢地址由全零表示,；

-指定組查詢：用于查詢特定的組播組是否還有組成員,。

2）版本2成員關(guān)系通告報(bào)文（0x16）

3）版本1成員關(guān)系通告報(bào)文（0x12）

4）離組報(bào)文Leave Group message（0x17）

最大響應(yīng)時(shí)間：最大響應(yīng)時(shí)間為10s，響應(yīng)時(shí)間間隔為0.1s

校驗(yàn)和：防止報(bào)文被篡改,、沖突,。

組地址：在查詢消息中，發(fā)送一個(gè)常規(guī)查詢報(bào)文時(shí)組地址域設(shè)為0,；發(fā)送一個(gè)特定組查詢報(bào)文時(shí),，則用該組的組播組地址；發(fā)送成員報(bào)告或離開組的報(bào)文時(shí),，組地址保留了要報(bào)告或要離開的組播組地址,。

查詢者選舉：當(dāng)有多個(gè)最后一跳路由器時(shí)，路由器會(huì)互相發(fā)送Query報(bào)文進(jìn)行查詢者選舉（224.0.0.1），比較路由器的接口地址,，地址小的路由器會(huì)被選舉為查詢者,，查詢者周期性60s/次發(fā)送Query報(bào)文，鄰居路由器超過(guò)120s沒(méi)有收到Query報(bào)文,，接口地址第二小的路由器成為查詢者（和PIM選舉的DR無(wú)關(guān)）

離組過(guò)程：主機(jī)在關(guān)閉組播應(yīng)用的時(shí)候會(huì)通過(guò)224.0.0.2給路由器發(fā)送離組報(bào)文Leave Group message,，路由器收到離組報(bào)文后會(huì)立即發(fā)送Group-specific query（目的地址為離組報(bào)文發(fā)送的組播組地址）并將最大響應(yīng)時(shí)間修改為2s（思科只發(fā)送一次），路由器在2s內(nèi)收到主機(jī)的Report報(bào)文,，會(huì)保留組播查詢表項(xiàng),。

路由器在2S內(nèi)沒(méi)有收到Report報(bào)文就會(huì)立即刪除對(duì)應(yīng)的IGMP表項(xiàng)。

Router#show ip igmp group（查看igmp表項(xiàng)）

Router#show ip igmp int e0/0查詢路由器接口igmp配置

3,、IGMPv3（RFC 3376）中增加的主要功能是成員可以指定接收或拒絕來(lái)自某些組播源的報(bào)文,，實(shí)現(xiàn)了對(duì)SSM模型的支持。

1,、保留（Resv）：發(fā)送的時(shí)候以0填充,，接收的時(shí)候不做處理，被忽略,。

2,、標(biāo)志位S（禁止路由器處理）：當(dāng)被設(shè)置成1時(shí)，表示任何接收路由器禁止更新它們?cè)谑盏讲樵儠r(shí)要更新的那些定時(shí)器,。但它不禁止查詢者選舉或者普通的在路由器上執(zhí)行的(當(dāng)路由器作為一個(gè)組成員的時(shí)候)主機(jī)端的查詢處理,。

3、查詢者的健壯變量(QRV)：如果不為0,，QRV中包含中一個(gè)被查詢者使用的[健壯變量]的值,，如果查詢者的健壯變量的值超過(guò)7，即QRV字段的最大值,，那么QRV被設(shè)成0,。路由器取最近收到的查詢中的QRV值作為它們自己的健壯性變量的值，除非最近收到的QRV是0,，在這種情況下,，接收者使用缺省的健壯性變量值，或者是一個(gè)靜態(tài)配置的值,。

4、查詢者的查詢間隔代碼(QQIC)：指定查詢者使用的查詢間隔,。

5,、源數(shù)量Number_of_Source：表明該查詢中存在多少個(gè)源地址，在普通查詢或指定組查詢中這個(gè)值是0,，在指定多個(gè)源的查詢中,，這個(gè)值為非0值。

6、源地址Sourceaddress：n個(gè)IP單播地址的數(shù)組,，n就是源數(shù)量字段的值,。

在IGMPV3中它有了以下的改進(jìn)功能：

1、增加了組播組成員的控制能力,；IGMP V3不僅可以指定要加入哪個(gè)組播組,，還能明確要求從哪個(gè)指定組播源接受信息，這也是指定源組播功能,。

2,、響應(yīng)消息包含多組記錄：IGMP V3響應(yīng)消息包含的組地址為224.0.0.22，可以攜帶1個(gè)或多個(gè)組記錄,，可以包含組播組地址,、數(shù)目不等的源地址信息。

3,、取消了Report的抑制機(jī)制,、增加了指定源組查詢報(bào)文；取消了離組報(bào)文,，需要結(jié)合第三方協(xié)議配合離組,。

互聯(lián)網(wǎng)組管理協(xié)議嗅探IGMP Snooping：運(yùn)行在二層設(shè)備上的組播約束機(jī)制，用于管理和控制組播組成員,；運(yùn)行IGMP Snooping的二層設(shè)備就有能力識(shí)別所有的IGMP報(bào)文,，通過(guò)對(duì)收到的IGMP報(bào)文進(jìn)行分析，為端口和組播IP地址建立起映射關(guān)系表項(xiàng),，并根據(jù)這樣的映射關(guān)系精確轉(zhuǎn)發(fā)組播數(shù)據(jù)到達(dá)指定組播組成員,；

注：思科交換機(jī)默認(rèn)開啟IGMP Snooping。

版本：CGMP（初始版本）,、IGMP Snooping,、IGMP Snooping Proxy（代理）

1）路由器端口（Router Port）：交換機(jī)上朝向三層組播設(shè)備（DR或IGMP查詢者）一側(cè)的端口，如Switch A和Switch B各自的Ethernet1/1端口,；交換機(jī)將本設(shè)備上的所有路由器都記錄在路由器端口列表中,。

2）成員端口（Member Port）：又稱組播組成員端口，交換機(jī)上朝向組播組成員一側(cè)的端口,，如Switch A的Ethernet1/2和Ethernet1/3端口和Switch B的Ethernet1/2端口,；交換機(jī)將所有成員端口都記錄在IGMP Snooping轉(zhuǎn)發(fā)表中。

IGMP Snooping工作機(jī)制：

1,、 普遍組查詢

IGMP查詢者定期向本地網(wǎng)段內(nèi)的所有主機(jī)與路由器（224.0.0.1）發(fā)送IGMP普遍組查詢報(bào)文,，以查詢?cè)摼W(wǎng)段有哪些組播組的成員；

2. 報(bào)告成員關(guān)系

如果主機(jī)要加入某個(gè)組播組,，它會(huì)主動(dòng)向IGMP查詢者發(fā)送IGMP成員關(guān)系通告報(bào)文以聲明加入該組播組或Report回復(fù)查詢報(bào)文,；在收到IGMP成員關(guān)系通告報(bào)文時(shí),，交換機(jī)將其通過(guò)VLAN內(nèi)的所有路由器端口轉(zhuǎn)發(fā)出去，從該報(bào)文中解析出主機(jī)要加入的組播組IP地址,，并對(duì)該報(bào)文的接收端口做如下處理：

1）如果不存在該組播組所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng),，則創(chuàng)建轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)，將該端口作為動(dòng)態(tài)成員端口添加到出端口列表中,，并啟動(dòng)其老化定時(shí)器,；

2）如果已存在該組播組所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)，但其出端口列表中不包含該端口,，則將該端口作為動(dòng)態(tài)成員端口添加到出端口列表中,，并啟動(dòng)其老化定時(shí)器；

3）如果已存在該組播組所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng),，且其出端口列表中已包含該動(dòng)態(tài)成員端口,，則重置其老化定時(shí)器。

交換機(jī)不會(huì)將IGMP成員關(guān)系報(bào)告報(bào)文通過(guò)非路由器端口轉(zhuǎn)發(fā)出去,，因?yàn)楦鶕?jù)主機(jī)上的IGMP成員關(guān)系報(bào)告抑制機(jī)制,，如果非路由器端口下還有該組播組的成員主機(jī)，則這些主機(jī)在收到該報(bào)告報(bào)文后便抑制了自身的報(bào)告,，從而使交換機(jī)無(wú)法獲知這些端口下還有該組播組的成員主機(jī),。

3. 離開組播組

運(yùn)行IGMPv1的主機(jī)離開組播組時(shí)，當(dāng)其對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)成員端口的老化定時(shí)器超時(shí)后,，交換機(jī)就會(huì)將該端口對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)從轉(zhuǎn)發(fā)表中刪除,。

運(yùn)行IGMPv2或IGMPv3的主機(jī)離開組播組時(shí)，會(huì)通過(guò)發(fā)送IGMP離開組報(bào)文,，以通知組播路由器自己離開了某個(gè)組播組,；當(dāng)交換機(jī)從某動(dòng)態(tài)成員端口收到IGMP離組報(bào)文時(shí)，首先判斷要離開的組播組所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)是否存在以及該組播組所對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)的出端口列表中是否包含該接收端口：

-如果不存在該組播組對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)或該組播組對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)的出端口列表中不包含該端口,，交換機(jī)不會(huì)向任何端口轉(zhuǎn)發(fā)該報(bào)文,，而將其直接丟棄；

-如果存在該組播組對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)且該組播組對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)的出端口列表中包含該端口,，交換機(jī)會(huì)將該報(bào)文通過(guò)VLAN內(nèi)的所有路由器端口轉(zhuǎn)發(fā)出去,。同時(shí)由于不知道該接收端口下是否還有該組播組的其它成員，所以交換機(jī)不會(huì)立刻把該端口從該組播組所對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)的出端口列表中刪除,，而是重置其老化定時(shí)器,。

當(dāng)IGMP查詢者收到IGMP離開組報(bào)文后，從中解析出主機(jī)要離開的組播組的地址,，并通過(guò)接收端口向該組播組發(fā)送IGMP特定組查詢報(bào)文,。交換機(jī)在收到IGMP特定組查詢報(bào)文后，將其通過(guò)VLAN內(nèi)的所有路由器端口和該組播組的所有成員端口轉(zhuǎn)發(fā)出去,。對(duì)于IGMP離開組報(bào)文的接收端口（假定為動(dòng)態(tài)成員端口），交換機(jī)在其老化時(shí)間內(nèi)如果從該端口收到了主機(jī)響應(yīng)該特定組查詢的IGMP成員關(guān)系報(bào)告報(bào)文，則表示該端口下還有該組播組的成員,，于是重置其老化定時(shí)器,；如果沒(méi)有從該端口收到主機(jī)響應(yīng)特定組查詢的IGMP成員關(guān)系報(bào)告報(bào)文，則表示該端口下已沒(méi)有該組播組的成員,，則在其老化時(shí)間超時(shí)后,，將其從該組播組所對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)的出端口列表中刪除。

組播動(dòng)態(tài)路由選擇協(xié)議：讓路由器擁有轉(zhuǎn)發(fā)組播流量的功能,；運(yùn)行在三層組播設(shè)備之間,，用于建立和維護(hù)組播'路由'并正確、高效地轉(zhuǎn)發(fā)組播數(shù)據(jù)包,；組播'路由'建立了從一個(gè)信源到多個(gè)接收者之間的無(wú)環(huán)數(shù)據(jù)傳輸路徑,，即組播分發(fā)樹。

組播'路由'只有在數(shù)據(jù)流量出現(xiàn)的時(shí)候才會(huì)存在,，在組播流量出現(xiàn)后的180s就會(huì)消失,；組播'路由'為路由器記錄的樹形結(jié)構(gòu)信息，包含信源的IP地址,、組播流量的組播組地址,、流量的入接口（incoming-interface）、流量的出接口信息列表（outgoing-interface-list）,。

-IGP：PIM（協(xié)議無(wú)關(guān)組播）,、DVMRP、MOSPF,、CBT

-EGP：MSDP（組播源發(fā)現(xiàn)協(xié)議）,、MPBGP（BGP v4+）

協(xié)議無(wú)關(guān)組播PIM：與單播路由協(xié)議無(wú)關(guān)，但事實(shí)上還是依靠單播路由來(lái)建立組播PIM鄰居,；當(dāng)組播報(bào)文到達(dá)本地設(shè)備時(shí),，首先對(duì)其進(jìn)行RPF校驗(yàn)；若RPF校驗(yàn)通過(guò),，則創(chuàng)建相應(yīng)的組播'路由'表項(xiàng),，從而進(jìn)行組播報(bào)文的轉(zhuǎn)發(fā)；若RPF檢查失敗,，則丟棄該報(bào)文,。

反向路徑轉(zhuǎn)發(fā)RPF（Reverse Path Forwarding）：組播路由協(xié)議依賴于已有的單播路由信息來(lái)創(chuàng)建組播'路由'表項(xiàng)，在創(chuàng)建組播'路由'表項(xiàng)時(shí),，使用RPF校驗(yàn)機(jī)制,，以確保組播數(shù)據(jù)能夠沿著正確的路徑傳輸，避免環(huán)路和重復(fù)包,；路由器收到組播流量,，先判斷路由器去往信源的單播路由對(duì)應(yīng)的出接口是否是接收組播流量的入接口,，如果是，則轉(zhuǎn)發(fā)組播流量,；如果不是,，則丟棄；路由器對(duì)于一個(gè)信源,，RPF接口有且只有一個(gè),；如果路由器去往信源有多條鏈路，怎么進(jìn)行RPF接口選擇,？

1. 如果出接口不一樣,，則PK出接口地址，接口地址大的選舉為RPF接口,；

2. 如果出接口一樣,，下一跳地址不一樣，則比較下一跳IP地址大小,，下一跳地址大的選舉為RPF接口,。

3.寫組播靜態(tài)轉(zhuǎn)發(fā)信息：ip mroute+信源ip地址/掩碼+RPF接口+去往信源的上一跳地址（根據(jù)網(wǎng)絡(luò)類型選擇是否需要+去往信源的上一跳地址）。

4.啟用MP-BGP路由協(xié)議,，IPv4 multicast中運(yùn)行MP-BGP的接口成為RPF接口

如果在路由器上同時(shí)運(yùn)行以上三種方法,，在進(jìn)行組播路徑選擇的時(shí)候首先遵循最長(zhǎng)匹配原則，其次比較管理距離（組播靜態(tài)優(yōu)于MP-BGP優(yōu)于單播路由）,。

報(bào)文封裝：Ethernet2|IPv4|PIM|FCS IP協(xié)議號(hào)103

版本：當(dāng)前使用版本2

類型：Hello/0 加入/剪枝/3 Assert/5

嫁接/6 嫁接回應(yīng)/7 狀態(tài)刷新/9

Hello發(fā)送時(shí)間為30s,，hold 時(shí)間為3.5倍hello時(shí)間；Hello發(fā)送使用的組播組地址224.0.0.13,；路由器之間首先通過(guò)發(fā)送hello建立PIM鄰居,；

在MA網(wǎng)絡(luò)中，需要進(jìn)行DR選舉：先比較接口優(yōu)先級(jí),，取值范圍為0-42億,，0表示優(yōu)先級(jí)最低，默認(rèn)值為1,；優(yōu)先級(jí)高的選舉為DR,；如果優(yōu)先級(jí)一樣比較接口地址，大的選舉為DR,；DR支持搶占,，沒(méi)有BDR；DR在Sparse模式下非常重要,。

根據(jù)實(shí)現(xiàn)機(jī)制的不同,，PIM分為以下兩種模式：

1、PIM-DM（Dense Mode密集模式）/推模型,，簡(jiǎn)稱最短路徑樹SPT,，也稱源樹;

由于對(duì)路由器消耗大,，一般適用于規(guī)模較小、組成員密集的局域網(wǎng)內(nèi),。

1）假設(shè)所有主機(jī)都需要接收組播報(bào)文,，將組播數(shù)據(jù)泛洪到網(wǎng)絡(luò)的所有節(jié)點(diǎn)。

2）對(duì)沒(méi)有組播數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的分支進(jìn)行修剪,，只保留有接收者的分支。

3）周期性重復(fù)'擴(kuò)散-修剪',。

4）當(dāng)被修剪的分支上出現(xiàn)組播組成員時(shí),，為了減少該節(jié)點(diǎn)恢復(fù)成轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)的時(shí)間，適用'嫁接'機(jī)制恢復(fù)對(duì)組播數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā),。

?第一跳路由器收到組播流量,，首先校驗(yàn)RPF接口，只要RPF接口沒(méi)有問(wèn)題,，就會(huì)把組播流量轉(zhuǎn)發(fā)給所有PIM鄰居以及所有接收IGMP Report的組播組成員,；所有路由器都會(huì)形成一個(gè)（S，G）組播組表項(xiàng)和一個(gè)（*,，G）組播組表項(xiàng),。

(S, G)表示'組播源組'，通常表示最短路徑樹或有信源S發(fā)往組播組G的組播報(bào)文,，其中S（source）為信源IP地址,，G（group）為組播組地址。

(*, G)表示由任意組播源發(fā)往組播組G的組播報(bào)文,，'*'表示任意組播源,，G（group）表示特定組播組地址。

?組播流量泛洪后3分鐘后才會(huì)開始修剪,，對(duì)于沒(méi)有連接組播組成員或沒(méi)有下游其他鄰居的路由器,，會(huì)給上游鄰居回向發(fā)送Prune修剪報(bào)文，路由器收到Prune報(bào)文不會(huì)立即停止發(fā)送組播,，只有在路由器連接所有鄰居的接口都收到Prune報(bào)文才會(huì)停止發(fā)送組播流量,；但是不會(huì)刪除對(duì)應(yīng)的（S，G）組播組表項(xiàng),；每隔3分鐘還有再泛洪一次保證新的接入者能夠加入,。

?嫁接（Graft）報(bào)文為使新加入的組播組成員不需要等待3min就可以正常接收到組播流量；當(dāng)處在修剪狀態(tài)的路由器下連接的設(shè)備突然出現(xiàn)組播組員,，默認(rèn)3分鐘后才會(huì)收到組播流量,；為加快網(wǎng)絡(luò)收斂速度，如果路由器有組播接收者想要的對(duì)應(yīng)的組播表項(xiàng)（S,G）,，該路由器會(huì)向上游路由器發(fā)送Graft報(bào)文,，上游路由器收到Graft報(bào)文會(huì)立即將修剪狀態(tài)超時(shí)并向上游鄰居發(fā)送Graft報(bào)文,，組播組流量就可以立馬潑了下來(lái)。

?通過(guò)斷言機(jī)制Assert防止重復(fù)報(bào)文,，做負(fù)載均衡的路由器通過(guò)既能發(fā)送又能接收組播流量的接口發(fā)送斷言報(bào)文（斷言報(bào)文包含：去往信源路由的管理距離,、去往信源單播路由的度量值和接口IP地址），通過(guò)比較斷言報(bào)文中的參數(shù)（'管理距離>度量值>IP地址,，管理距離/度量值是越小越好,，IP地址是越大越好）選舉出Winner，由Assert winner發(fā)送組播流量,，其他接口不允許轉(zhuǎn)發(fā)組播流量,。

2、PIM-SM（Sparse Mode稀疏模式）/拉模型,；對(duì)應(yīng)兩棵樹,，從信源和RP之間的叫SPT，從RP到接收者之間的叫RPT共享樹,；比較節(jié)省路由器的硬件資源,，適用于范圍廣、組播成員分散的大型網(wǎng)絡(luò)中,；

1）假設(shè)所有主機(jī)都不需要接收組播報(bào)文,，先確定下游是否存在接收者。

2）設(shè)定匯集點(diǎn)RP（Rendezvous Point）路由器,，所有組播數(shù)據(jù)通過(guò)RP轉(zhuǎn)發(fā),。

3）最后一跳路由器向RP發(fā)送Join報(bào)文，該報(bào)文逐條發(fā)送到RP,，所經(jīng)過(guò)的路徑就是組播轉(zhuǎn)發(fā)路徑,。

4）信源向RP注冊(cè)，發(fā)送組播數(shù)據(jù),，RP沿著組播轉(zhuǎn)發(fā)路徑（RPT）轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù),。

?首先需要指定一個(gè)RP；RP為啟用PIM路由器上的一個(gè)接口,，RP到路由器必須可達(dá),，可以指定多個(gè)RP但同時(shí)工作的只有一個(gè)RP。RP接口可以是物理接口,，也可以是邏輯接口,，建議使用邏輯接口以保持穩(wěn)定性。

?最后一跳路由器收到來(lái)自組播成員的Report報(bào)文,，會(huì)查看去往RP單播路由的下一跳地址,，根據(jù)下一跳地址向上一跳鄰居路由器發(fā)送單播Join報(bào)文，鄰居路由器會(huì)形成（*，G）表項(xiàng)并向RP方向發(fā)送Join報(bào)文,，直到RP收到Join報(bào)文,。

(*, G):表示共享樹（多個(gè)源共享一棵樹）或由任意組播源發(fā)往組播組G的組播報(bào)文，'*'表示任意組播源,，G表示特定組播組IP地址,。

?第一跳路由器將收到的第一個(gè)組播幀封裝成單播的PIM報(bào)文發(fā)送給RP，這個(gè)報(bào)文稱為Register（注冊(cè)報(bào)文）,；RP會(huì)查看是否有共享樹存在,，如果有，會(huì)將Register報(bào)文解封裝發(fā)送給最后一跳路由器的組播組成員并根據(jù)單播路由向信源發(fā)送Join報(bào)文,，沿途的路由器都會(huì)形成（S,G）表項(xiàng),，通過(guò)兩棵樹的拼接形成從信源到組播組成員的完整鏈路；與此同時(shí)RP會(huì)給第一跳路由器發(fā)送Register-stop報(bào)文,，第一跳路由器開始發(fā)送流量，當(dāng)流量到達(dá)最后一跳路由器,，最后一跳路由器有一個(gè)閾值（思科默認(rèn)為0kbps）,，超過(guò)后自動(dòng)切換成源樹（share tree），最后一條路由器向信源發(fā)送Join報(bào)文,；如果中間路由器到信源有更優(yōu)的路徑,，中間路由器發(fā)送 RP-bit prune報(bào)文給RP阻塞中間路由器到RP的路徑（永久阻塞），中間路由器根據(jù)IGP路由選擇到達(dá)信源的最優(yōu)路徑發(fā)送組播流量,。

在Spare-mode下,，如果有多臺(tái)第一跳路由去往RP，在收到信源發(fā)送的組播流量時(shí),，只有DR路由器才能給RP發(fā)送Register報(bào)文,；如果有多臺(tái)最后一跳路由器，只有選舉為DR的那個(gè)最后一條路由器才能給RP發(fā)送Join報(bào)文,。

在RPT共享樹中,，路由器不是基于三層報(bào)頭的源IP地址的RPF校驗(yàn)，而是基于RP的接口地址進(jìn)行RPF校驗(yàn),；

靜態(tài)RP：沒(méi)有冗余,，可能會(huì)出現(xiàn)單點(diǎn)故障，不常用,；手工配置RP地址 ip pim rp-address+環(huán)回口地址,，需要在所有PIM的路由器上配置；默認(rèn)RP選舉動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí)高于靜態(tài),；后面接override參數(shù)才能讓靜態(tài)RP生效,。

Auto-RP：思科私有的選舉RP的方式，可以實(shí)現(xiàn)RP的自動(dòng)選舉,、實(shí)現(xiàn)冗余備份,；可以在中大型網(wǎng)絡(luò)中使用,；Auto-RP定義了兩個(gè)角色和報(bào)文：

?CRP（RP候選者）:想成為RP的路由器，每臺(tái)路由器都能做,。

?CMA（候選者中繼代理）：用來(lái)判斷誰(shuí)是RP并通告RP消息的路由器,。

注：成為CRP或CMA的條件，必須宣告進(jìn)IGP且接口必須啟用任意模式的PIM

?宣告報(bào)文Announce：接口啟用CRP的路由器會(huì)自動(dòng)發(fā)送Announce報(bào)文（源地址：想成為RP接口地址,，目的地址：224.0.1.39）給所有鄰居,，普通路由器不會(huì)監(jiān)聽224.0.1.39報(bào)文，只有CMA會(huì)監(jiān)聽224.0.1.39,；如果有多臺(tái)路由器參選RP,，會(huì)比較接口地址，接口地址大的路由器會(huì)被選舉為RP,。

?發(fā)現(xiàn)報(bào)文Discover：選舉出RP后,，CMA會(huì)給鄰居路由器發(fā)送Discover報(bào)文（源地址：CMA接口地址，目的地址：224.0.1.40）,，然后鄰居路由器會(huì)泛洪擴(kuò)散給域內(nèi)所有路由器,。

?在Spare模式下，在CRP/CMA是同一臺(tái)路由器和CRP和CMA直連的情況下,，域內(nèi)選舉RP可以成功,；對(duì)于CRP和CMA不直連的情況，CRP發(fā)送Announce報(bào)文給鄰居時(shí),，因?yàn)猷従哟藭r(shí)不知道RP是誰(shuí),，會(huì)將Announce報(bào)文丟棄，RP選舉失敗,。

1,、如果想要選舉成功，需要將接口模式修改為稀疏密集模式Spare-Dense-mode,，接口在Spare模式下無(wú)法轉(zhuǎn)發(fā)Announce報(bào)文,，會(huì)切換到Dense模式將Announce報(bào)文發(fā)送給鄰居，最終發(fā)送給CMA,，CMA會(huì)將RP信息通過(guò)Discover報(bào)文發(fā)送給域內(nèi)所有路由器,，RP選舉成功后正常組播流量會(huì)以Spare模式發(fā)送。

2.全局配置模式下敲ip pim auto-rp listener （224.0.1.39）敲完這條命令,，路由器在收到224.0.1.39的報(bào)文會(huì)以Dense模式發(fā)送,，對(duì)于其他報(bào)文以Spare模式發(fā)送。

將接口設(shè)置為CRP命令：ip pim send-rp-announce loopback 0 scope 255

將接口設(shè)置為CMA命令：ip pim send-rp-discover loopback 0 scope 255

BSR：共有標(biāo)準(zhǔn)的選舉RP的方式,，可以實(shí)現(xiàn)RP的自動(dòng)選舉且切換速度快,，支持冗余備份和負(fù)載均衡；BSR也定義了兩個(gè)角色：

?RP-Candidate：相當(dāng)于RP候選者

?C-BSR：相當(dāng)于候選者中繼代理

?在BSR環(huán)境中，由于候選RP單播發(fā)送RP通告給BSR,；所以是先選舉BSR,；BSR初始通告延遲為130s，在初始延遲時(shí)間內(nèi),，BSR不會(huì)發(fā)送任何報(bào)文,，而是監(jiān)聽有沒(méi)有其他的BSR存在，其他BSR周期性（60s）發(fā)送BSR通告,，想成為BSR的路由器通過(guò)PK選舉出C-BSR（先PK優(yōu)先級(jí),，以小為優(yōu)；優(yōu)先級(jí)一樣PK接口地址,，以大為優(yōu)）,，C-BSR周期性60S/次（2.5倍hold時(shí)間）發(fā)送BSR通告，通告目的地址為224.0.0.13（PIM的hello地址）,，內(nèi)容包含BSR接口地址,、BSR優(yōu)先級(jí)、BSR計(jì)時(shí)器和RP-SET（所有候選RP的信息,，初始為空）,。

?收到BSR通告的路由器會(huì)先進(jìn)行RPF校驗(yàn)：

1.查看單播路由表去往BSR路由的出接口是否是接收BSR通告的入接口。

2.查看去往BSR單播路由的下一跳地址和接收BSR通告三層報(bào)頭源IP地址是否一致,，如果校驗(yàn)成功，則接收BSR報(bào)文并通過(guò)其他接口產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的BSR通告并發(fā)出,；如果不一致,，則丟棄。

?RP的選舉：收到BSR通告的路由器會(huì)根據(jù)最長(zhǎng)匹配原則,、比較優(yōu)先級(jí),，以小為優(yōu)、比較RP接口地址,，以大為優(yōu),；Auto-RP由CMA確定RP，BSR是由各自選舉出適合自己的RP,，以實(shí)現(xiàn)RP的負(fù)載均衡,。

（Route-config）# ip pim rp-candiate loopback 0 priority

（Route-config）# ip pim bsr-candiate loopback 0 priority

（route）# Show ip pim bsr-router