Juniper网络技术方案-v2.0 - 图文

1.6.2 EX系列交换机实现组播技术的优势

本次工程组网中Juniper推荐使用的EX系列交换机对组播均有良好的支持。EX系列交换机支持IGMP V2/V3、PIM SM/DM/SM-DM/RP Anycast/logical RP V2、MBGP、MSDP、multicast over MPLS L3VPN、MPLS TE P2MP等关键技术，同时通过支持SAP/SDP和PGM等协议进一步加强部署组播网络的易用性，而且在多厂家设备组成的网络中与其他厂家的设备（路由器、交换机、宽带接入服务器等）已经验证了互操作性。此外，EX系列交换机已经依据IETF的最新标准，实现了P2MP MPLS TE组播应用，是业界第一个实现此功能的厂家。

1.6.2.1 EX系列交换机实现PIM组播路由协议

PIM－SM协议是目前网络中应用最多的一种协议。 ? RP，SPT和RPT

在PIM－SM协议中最基本的概念就是RP点，组播分发树中的发送者和接收者都要汇集到此中央路由器并通过该点来了解对方是否存在，RP从源（发送者）接收所有通信，并将通信转发给接收者。在一个PIM－SM域中RP并不一定只有一个，但对特定组播组RP只有一个，RP同时还是域间组播路由协议的基础。

要把组播数据发送给所有接收者，支持组播的路由器必须创建分布树（Distribution trees）以控制IP组播数据包在网络中所经过的路径。信源树（Source trees）和共享树（shared trees）是两种基本类型的组播分别树：

信源树是最简单的组播分布树，它的根是组播源，各个支干形成一棵跨越网络到达所有接收者的生成树。由于这种树使用网络中的最短路径，因此也可称为最短路径树（SPT）。SPT中有一个（S，G）项，其中S代表组播源，G代表组播组。

与信源树以信源作为根不同，共享树（RPT）使用一个共用的根，这个根位于网络中的某个地方，这个共享的根称为汇集点（RP）。 ? RPF

PIM－SM中最重要的概念就是逆向路径转发RPF，它是解决Flooding问题的最优化形式，通过路由器的单播路由表实现。在RPF的约束下，只有

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当特定接口I是路由器R到达源S必经的接口时，R才通过I接收来自S的数据，并将它们转发到输出接口列表上的所有接口。 PIM－SM域内组播路径的建立 ? RP的确定

在PIM－SM中，RPT（共享树）建立的前提就是RP的确定，确定方法因版本的不同而不同：

在PIM－SM V1中，有静态和动态两种方法。在静态方式下，每个叶子路由器（Leaf Router）上都要配置RP的IP地址；动态方式则采用Auto-RP的方法，它首先通过IP PIM send RP Announce命令指定某些路由器为Candidate RP，它们向组地址为224.0.1.39宣告，RP mapping agent对发送往组地址为224.0.1.39的组宣告进行侦听以确定哪个为RP，并向组地址为224.0.1.40的组宣告，各叶子路由器侦听发往该组的宣告就可以知道哪个RP可用。

在PIM－SM V2中，确定RP的方法同Auto-RP类似。首先配置某些路由器为Candidate BSR（Bootstrap Router，引导路由器），Candidate BSR们通过选举的方式确定BSR；配置为Candidate RP的路由器通过单播向BSR宣告，BSR定期生成“引导”消息，并逐跳地向整个域传播，域内所有路由器接收并保存由BSR生成的“引导”消息；最后一跳路由器DR将组播地址映射到一个可以为该组播组提供服务的Candidate RP上，然后DR将向该RP发送“Join / Leave”消息（或单播的“Register”消息）。 ? 加入到RPT（共享树）

加入（Join）过程由接收者发起。当接收者想加入某一组播组时，它将发送IGMP消息到其上游路由器DR（即RPT中的最后一跳路由器），DR沿着RP方向向上游的PIM邻居发送PIM（*，G）“连接”消息，此“连接”消息提供224。0。0。13组播地址（该地址用于PIM路由器定期发送“呼叫”消息以发现邻近PIM路由器，所以又称为All PIM Router组地址）逐跳传播，这说明在PIM－SM域内，所有PIM邻居都知道该“连接”消息，但只有指定的上游PIM邻居才执行这一动作。当上游PIM路由器接收到来自下游（*，G）消息，它将检查组播路由表以确定用于G组的（*，G）状态是否存在。若存在，则表明已连接到了RPT，且接收“连接”消息的接口已写入OIF（Out

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Interface）列表中了；若该（*，G）状态不存在，则在组播路由表中创建一个（*，G）项，并将该接口写入至OIF列表。“连接”消息项RP方向继续发送，直到加入到RPT。如果最后一跳路由器到RP的（*，G）项建立了，则对特定组播组G的组播流就能够到达已加入该组的所有接收者。 ? 节目源向RP的注册

在没有源的任何（*，G）状态的情况下，第一跳路由器（DR）可以从源接收组播数据，并将该组播数据包封装为“注册”消息，然后将该消息单播至该组的RP。RP打开每个“注册”消息，将解开的数据包沿RPT树向下传送。

一旦源到RP的路径建立，DR就开始将标准的组播数据包连同“注册”向下发送至RP（此时，RP暂时通过“注册”向下和SPT两种方式接收来自源的数据），当RP检测到正常的组播数据包后，它将给DR发送一个“注册终止”向下示意DR停止发送“注册”消息，此时DR就完成了向RP的注册过程，而直接向RP转发来自源的组播数据。 ? 组播数据包的转发

只要接收者已通过显示方式加入了特定的组播组，PIM－SM路由器就可以转发来自组播源的组播流。组播数据包的转发过程中最主要的一点就是RPF校验。路由器执行RPF校验的类型取决于组播分发树的类型，如果为RPT，则RPF校验使用RP的地址，若为SPT，则使用源的地址。如果下游PIM－SM路由器已将“连接”消息发送到路由器或其接口已被手动加入该组，则到达正确接口的数据流将被发送到通向下游接收者的所有OIF列表（每一个（S，G）或（*，G）项都有一个OIF列表）。 ? RPT树枝的剪裁

“剪裁”从叶子路由器DR开始，若组播组的最后一个成员向DR发送了一个IGMP V2的“离开”消息（若为IGMP V1，则当DR检测到其下没有组成员，且等待时间超时时），则DR上的IGMP状态被删除，该接口也将从组G的（S，G）和（*，G）OIF列表中被删除。若（*，G）OIF列表中所有接口均被删除，则“剪裁”消息将沿共享树向上发送至上游路由器。若上游路由器也有空的OIF列表，则剪裁消息向RP继续转发。如果路由器

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上的另外一个端口上仍有（*，G）状态，除非该接口从PIM邻居收到新的“连接”消息，否则，该接口也将在OIF中被删除。

1.6.2.2 SSM组播路由协议技术原理

源特定组播（SSM：SourceSpecificMulticast）是一种区别于传统组播的新的业务模型，它使用组播组地址和组播源地址同时来标识一个组播会话，而不是像传统的组播服务那样只使用组播组地址来标识一个组播会话。SSM保留了传统PIM-SM模式中的主机显示加入组播组的高效性，但是跳过了PIM-SM模式中的共享树和RP规程。在传统PIM-SM模式中，共享树和RP规程使用(*，G)组对来表示一个组播会话，其中（G）表示一个特定的IP组播组，而（*）表示发向组播组G的任何一个源。SSM直接建立由(S，G)标识的一个组播最短路径树（SPT：ShortestPath Tree），其中（G）表示一个特定的IP组播组地址，而（S）表示发向组播组G的特定源的IP地址。SSM 的一个（S，G）对也被称为一个频道(Channel)，以区分传统PIM-SM组播中的任意源组播组（ASM：Any Source Multicast）。由于ASM支持点到多点和多点到多点两种组播业务模式，因此源的发现过程是ASM复杂性的原因，例如在PIM-SM模式中，用户点击浏览器中的组播内容，接收端设备只被通知到组播组的内容，而没有被通知到组播源的信息。而在SSM模式中，用户端将同时接收到组播源和组播组信息。

因此，SSM特别适合于点到多点的组播服务，例如网络娱乐频道、网络新闻频道、网络体育频道等业务，但如果要求多点到多点组播服务则需要ASM模式。

PIM-SSM是对传统PIM协议地扩展，使用SSM，用户能直接从组播源接收组播业务量，PIM－SSM利用PIM-SM的功能，在组播源和客户端之间，产生一个SPT树。但PIM-SSM在产生SPT树时，不需要汇聚点（RP）的帮助。

在缺省情况下，SSM组播组地址限制在IP地址范围：232.0.0.0–232.255.255.255之间。

一个具有SSM功能的网络相对于传统的PIM-SM网路来说，具有非常突出的优越性。网络中不在需要汇聚点（RP），也不在需要共享树或RP的

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