了解多播 VLAN 注册
组播 VLAN 注册 (MVR) 支持在基于以太网环形的第 2 层网络上更高效地分配 IPTV 组播流。
在标准第 2 层网络中,在一个 VLAN 上接收的组播流永远不会分发到该 VLAN 之外的接口。如果多个 VLAN 中的主机请求相同的组播流,则该组播流的单独副本将分发给每个请求的 VLAN。
配置 MVR 时,您将创建一个 组播 VLAN (MVLAN),该 VLAN 将成为 IPTV 组播流量在第 2 层网络中流动的唯一 VLAN。启用了 MVR 的设备有选择地将 IPTV 组播流量从 MVLAN 上的接口(源接口)转发到连接到不属于您指定为 MVR 接收器端口的 MVLAN 的接口的主机。MVR 接收器端口可以接收来自 MVLAN 上端口的流量,但不能向 MVLAN 发送流量,并且出于带宽和安全考虑,这些端口仍保留在自己的 VLAN 中。
多播 VLAN 注册的优势
通过消除将同一源的组播流重复到不同 VLAN 上感兴趣的接收器,减少分发 IPTV 组播 流所需的带宽。
MVR 的工作原理
MVR 的运作方式与互联网组管理协议 (IGMP) 侦听类似,并协同运作。MVR 和 IGMP 侦听都会监控 IGMP 加入和离开消息,并根据发送这些 IGMP 消息的主机的媒体访问控制 (MAC) 地址构建转发表。IGMP 侦听在给定 VLAN 内运行以调节组播流量,而 MVR 可以与第 2 层网络中不同 VLAN 上的主机一起作,有选择地向任何请求主机提供 IPTV 组播流量。这减少了转发流量所需的带宽。
MVR 仅在运行 IGMP 版本 2 (IGMPv2) 的 VLAN 上受支持。
MVR 基础知识
默认情况下,支持 MVR 的设备上不会启用 MVR。您可以显式配置 MVLAN,并为其分配一系列组播组地址。该 VLAN 承载已配置组播组的 MVLAN 流量。然后,将其他 VLAN 配置为从 MVLAN 接收组播流的 MVR 接收方 VLAN。在设备上配置 MVR 后,设备只接收每个 MVR 组播流的一个副本,然后仅将流复制到想要接收该流的主机,同时转发所有其他类型的组播流量,而无需修改。
您可以在设备上配置多个 MVLAN,但它们必须具有不相交的组播组子网。一个 MVR 接收器 VLAN 可以与设备上的多个 MVLAN 相关联。
MVR 不支持专用 VLAN (PVLAN) 上的 MVLAN 或 MVR 接收方 VLAN。
在非 ELS 交换机上,MVR 接收器端口包含任何 MVR 接收器 VLAN 上存在的所有接口。
在 ELS 交换机上,MVR 接收器端口是 MVR 接收器 VLAN 上除组播路由器端口外的所有接口;只有在两个 VLAN 中均配置为组播路由器端口时,才能在 MVR 接收方 VLAN 及其 MVLAN 中配置接口。
与不支持 ELS 的交换机上的 MVR 相比,使用增强型第 2 层软件 (ELS) 配置样式的 Junos OS 交换机上的 MVR 存在一些配置和作差异。在适用的情况下,以下部分将解释这些差异。
MVR 模式
MVR 可以在两种模式下运行:MVR 透明模式和 MVR 代理模式。这两种模式都使 MVR 只能将组播流的一个副本转发到第 2 层网络。但是,这两种模式之间的主要区别在于设备如何将 IGMP 报告向上游发送到组播路由器。基本上,在任一模式下,设备处理 IGMP 查询的方式相同。
您在非 ELS 交换机和 ELS 交换机上的 MVR 模式配置不同。此外,在 ELS 交换机上,如果您对网络中的两种模式都有组播要求,则可以将 MVLAN 与在代理模式下运行的某些 MVR 接收器 VLAN 以及在透明模式下运行的其他 VLAN 相关联。
MVR 透明模式
透明模式是配置 MVR 接收方 VLAN(也称为数据转发接收方 VLAN)时的默认模式。
在 ELS 交换机上,您可以显式配置透明模式,但如果您未配置 MVR 接收器模式,这也是默认设置。
在 MVR 透明模式中,设备处理发往组播源 VLAN 和组播接收方 VLAN 的 IGMP 数据包的方式与不使用 MVR 时处理这些数据包的方式类似。如果没有 MVR,当 VLAN 上的主机发送 IGMP 加入和离开消息时,设备会将消息转发到 VLAN 中的所有组播路由器接口。同样,当 VLAN 从其组播路由器接口接收 IGMP 查询时,它会将查询转发到 VLAN 中的所有接口。
当 MVR 处于透明模式时,设备处理 IGMP 报告和查询,如下所示:
在 MVR 接收方 VLAN 接口上接收 IGMP 加入和离开消息,并将其转发至 MVR 接收方 VLAN 上的组播路由器端口。
将 MVR 接收器 VLAN 上的 IGMP 查询转发到所有 MVR 接收器端口。
仅将 MVLAN 上收到的 IGMP 查询转发至与该 MVLAN 关联的接收方 VLAN 中的 MVR 接收器端口,即使这些端口可能不在 MVLAN 本身上。
处于透明模式的设备仅在 MVR 接收器 VLAN 的上下文中发送 IGMP 报告。换句话说,如果 MVR 接收器端口接收来自 MVLAN 上上游组播路由器的 IGMP 查询,则它们只会在 MVR 接收器 VLAN 组播路由器端口上发送回复。上游路由器(在 MVLAN 上发送查询)不接收回复,也不转发任何流量,因此要解决此问题,必须配置静态成员资格。因此,我们建议您在最靠近上游组播路由器的设备上使用 MVR 代理模式而不是透明模式。请参阅 MVR 代理模式。
如果 MVR 接收器 VLAN 中组播接收器端口上的主机加入组,则设备会在 MVLAN 上为该组添加相应的桥接条目。当设备在该组的 MVLAN 上收到流量时,它会转发带有 MVLAN 标记的该端口上的流量(即使该端口不在 MVLAN 中)。同样,如果 MVR 接收器 VLAN 上组播接收器端口上的主机离开组,设备将删除匹配的桥接条目,并且 MVLAN 将停止在该端口上转发该组的 MVR 流量。
默认情况下,处于透明模式时,设备仅会在作为组地址源的 MVLAN 上安装桥接条目,因此,如果设备收到该组的 MVR 接收方 VLAN 流量,则设备不会将流量转发到为该组发送加入消息的 MVR 接收方 VLAN 上的接收方端口。设备只会将流量转发到 MVLAN 上的 MVR 接收器接口。要启用 MVR 接收方 VLAN 端口接收在 MVR 接收方 VLAN 上转发的流量,可以在层次结构级别配置[edit protocols igmp-snooping vlans vlan-name data-forwarding receiver]该install选项,以便设备也会在 MVR 接收方 VLAN 上安装桥接条目。
MVR 代理模式
在代理模式下配置 MVR 时,设备将充当组播路由器的 IGMP 代理,用于 MVR 接收方 VLAN 上收到的 MVR 组成员资格请求。这意味着设备会在 MVLAN 环境中转发来自 MVR 接收器 VLAN 上的主机的 IGMP 报告。并且只会将其转发到 MVLAN 上的组播路由器端口。组播路由器仅在这些 MVR 接收器主机的 MVLAN 上接收 IGMP 报告。
设备处理 IGMP 查询的方式与透明模式相同:
将 MVR 接收器 VLAN 上接收到的 IGMP 查询转发到所有 MVR 接收器端口。
仅将 MVLAN 上收到的 IGMP 查询转发到属于该 MVLAN 的接收方 VLAN 中的 MVR 接收器端口,即使这些端口可能不在 MVLAN 本身上。
在代理模式下,对于在 MVLAN 环境中建立的组播组成员资格,设备仅会在 MVLAN 上安装桥接条目,并将传入 MVLAN 流量转发到订阅这些组的 MVR 接收方 VLAN 上的主机。代理模式不支持 install 使设备能够在 MVR 接收器 VLAN 上安装桥接条目的选项。因此,当设备在 MVR 接收器 VLAN 上收到流量时,不会将流量转发到 MVR 接收器 VLAN 上的主机,因为设备没有 MVR 接收器 VLAN 上这些 MVR 接收器端口的桥接条目。
非 ELS 交换机上的代理模式
在非 ELS 交换机上,您可以在层次结构级别使用 [edit protocols igmp-snooping vlan vlan-name] proxy 语句以及其他 IGMP 侦听配置选项在 MVLAN 上配置 MVR 代理模式。
在非 ELS 交换机上,此 proxy 配置语句仅支持 MVR 代理模式配置。不支持一般IGMP侦听代理作。
在非 ELS 交换机上启用此选项后,设备将充当 MVLAN 在上行和下行方向上提供的任何 MVR 组的 IGMP 代理。在下行方向上,设备充当 MVR 接收器 VLAN 中这些组播组的查询器。在上行方向上,设备发起 IGMP 报告和留下消息,并响应来自组播路由器的 IGMP 查询。在 MVLAN 上配置此代理选项会自动为与 MVLAN 关联的所有 MVR 接收方 VLAN 启用 MVR 代理作。
ELS 交换机上的代理模式
在 ELS 交换机上,您可以在 MVR 接收方 VLAN 上配置 MVR 代理模式。您可以将MVR代理模式与IGMP侦听代理模式分开配置,具体如下:
IGMP 侦听代理模式 — 您可以在 ELS 交换机上的层次结构级别使用
[edit protocols igmp-snooping vlan vlan-name]proxy 语句来启用带或不带 MVR 配置的 IGMP 代理作。如果为 VLAN 配置此选项而不配置 MVR,则设备将充当该 VLAN 中端口的组播路由器的 IGMP 代理。在 MVLAN 上配置此选项后,设备将充当组播路由器与任何关联 MVR 接收方 VLAN 中的主机之间的 IGMP 代理。注意:您只能在 MVLAN 上配置此代理模式,而不能在 MVR 接收方 VLAN 上配置此代理模式。
MVR 代理模式 — 在 ELS 交换机上,将 MVR 接收方 VLAN 与 MVLAN 关联时,可使用层次结构级别的
[edit igmp-snooping vlan vlan-name data-forwarding receiver mode]选项在proxyMVR 接收方 VLAN(而非 MVLAN)上配置 MVR 代理模式。在 MVR 接收方 VLAN 的 MVR 代理模式下运行的 ELS 交换机可充当该 MVR 接收方 VLAN 到 MVLAN 环境中的组播路由器的 IGMP 代理。
MVR VLAN 标记转换
配置 MVR 时,默认情况下,设备会将组播流量发送,而 IGMP 会将数据包向下游发送到 MVLAN 环境中的主机。对于在中继端口上出口的带有 VLAN 标记的流量,而在接入端口上出口的流量则不带标记。
在支持 MVR 的 ELS 交换机上,对于具有中继端口且主机位于组播接收方 VLAN 且流量预期在该接收方 VLAN 环境中的 VLAN,您可以配置设备将 MVLAN 标记转换为组播接收方 VLAN 标记。请参阅 translate 层次结构级别的 [edit protocols igmp-snooping vlans vlan-name data-forwarding receiver] 选项。
ELS 交换机接入层中推荐的 MVR 配置
根据网络的接入层拓扑,以下部分介绍了在接入层设备上配置 MVR 的推荐方法,以便向多个 VLAN 中的订阅主机顺利提供单个组播流。
这些部分仅适用于运行增强型第 2 层软件 (ELS) 配置样式的 Junos OS 交换机。
单层接入层拓扑中的 MVR
图 1 显示了单层接入层拓扑中的设备。设备在上行方向(INTF-1)上连接到组播路由器,下行方向的主机中继或接入端口连接到两个不同VLAN(INTF-2 上的 v10 和 INTF-3 上的 v20)中的组播接收器。
中的 MVR
如果没有 MVR,上游接口 (INTF-1) 将充当到上游路由器的组播路由器接口和两个 VLAN 中的中继端口。在此配置中,上游路由器需要两个集成路由和桥接 (IRB) 接口,以便将组播流的两个副本发送到设备,然后设备会将流量转发到 INTF-2 和 INTF-3 上两个不同 VLAN 上的接收器。
如 图 1 所示配置 MVR 后,可以在单个 MVLAN 环境中将组播流发送到不同 VLAN 中的接收器,并且上游路由器只需要一个下游 IRB 接口,即可在该接口上向设备发送一个 MVLAN 流。
为了使 MVR 在此拓扑中顺利运行,我们建议您在单层设备上设置以下元素,如 图 1 所示:
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一个 MVLAN,其中设备的上游组播路由器接口配置为中继端口,并在 MVLAN 中配置一个组播路由器接口。此上行接口已经是一个中继端口和一个用于将与 MVLAN 关联的接收方 VLAN 的组播路由器端口。
图 1 显示了设备上配置的 MVLAN,之前在 v10 和 v20 中配置为中继端口和组播路由器端口的上游接口 INTF-1 随后也被添加为 MVLAN 中的中继和组播路由器端口。
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与 MVLAN 关联的 MVR 接收器 VLAN。
在 图 1 中,设备连接到 VLAN v10 上的主机 1(使用中继接口 INTF-2)和 v20 上的主机 2(使用接入接口 INTF-3)。VLAN v10 和 v20 在上行方向上将 INTF-1 用作中继端口和组播路由器端口。这些 VLAN 成为 MVLAN 的 MVR 接收方 VLAN,INTF-1 也会作为 MVLAN 中的中继端口和组播路由器端口添加。
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在设备上以代理模式运行的 MVR,因此设备会在 MVLAN 的环境中处理 MVR 接收方 VLAN IGMP 组成员资格。上游路由器仅将 MVLAN 上的一个组播流下游发送到设备,该流将转发至订阅了 MVLAN 源组播组的 MVR 接收方 VLAN 上的主机。
图 1 中的设备配置为代理模式,并在 MVLAN 上为 MVR 接收方 VLAN v10 和 v20 上的主机建立组成员资格。图中的上游路由器仅通过 INTF-1 在 MVLAN 上发送一个组播流到设备,设备将流量转发到 MVR 接收器 VLAN v10 和 v20 上的订阅主机。
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在中继端口上有主机的接收方 VLAN 上启用了 MVR 接收方 VLAN 标记转换,以便这些主机在其接收方 VLAN 的环境中接收组播流量。通过接入端口到达的主机接收未标记的组播数据包(并且不需要 MVR VLAN 标记转换)。
在 图 1 中,设备在 v10 上启用了转换,并在中继接口 INTF-2 上转发组播流时,将 v10 VLAN 标记替换为 mvlan VLAN 标记。设备未在 v20 上启用转换,并在访问端口 INTF-3 上转发未标记的组播数据包。
多层接入层拓扑中的 MVR
图 2 显示了两层接入层拓扑中的设备。上游或上游设备连接到上行方向的组播路由器 (INTF-1),并连接到下游的第二个设备 (INTF-2)。下游设备或下行设备连接到上行设备 (INTF-3),并使用下行方向的中继或接入端口连接到两个不同 VLAN 中的组播接收器(INTF-4 上的 v10 和 INTF-5 上的 v20)。
中的 MVR
如果没有 MVR,与单层接入层拓扑类似,上层设备使用组播路由器接口连接到上游组播路由器,该接口也是两个接收方 VLAN 中的中继端口。两层设备通过接收方 VLAN 中的中继端口连接。较低的设备在连接到组播接收器主机的接收器 VLAN 中具有中继或接入端口。在此配置中,上游路由器必须复制组播流,并使用两个 IRB 接口将相同数据的副本发送到两个 VLAN。上游设备还会向下游发送两个 VLAN 上的接收器重复流。
通过图 2 所示配置 MVR,可以在单个 MVLAN 环境中从上游路由器并通过接入层的多层将组播流发送到不同 VLAN 中的接收器。
为了使 MVR 在此拓扑中顺利运行,我们建议在接入层的不同设备层上设置以下元素,如 图 2 所示:
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在接入层所有层的设备上配置的 MVLAN。最上层的设备通过 MVLAN 中的组播路由器接口和中继端口连接到上游组播路由器。此上行接口已经是一个中继端口和一个用于将与 MVLAN 关联的接收方 VLAN 的组播路由器端口。
图 2 显示了在所有设备层上配置的 MVLAN。上层设备使用接口 INTF-1 连接到组播路由器,之前在 v10 和 v20 中配置为中继端口和组播路由器端口,随后也作为 MVLAN 中的中继和组播路由器端口添加到配置中。
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与接入层所有层中的设备上的 MVLAN 关联的 MVR 接收器 VLAN。
在 图 2 中,较低层设备连接到 VLAN v10 上的主机 1(使用中继接口 INTF-4)和 v20 上的主机 2(使用接入接口 INTF-5)。VLAN v10 和 v20 将 INTF-3 用作上层设备的上行方向上的中继端口和组播路由器端口。上层设备使用INTF-2作为下行方向的中继端口连接到下层设备,在v10和v20上发送IGMP查询并转发组播流量。然后,VLAN v10 和 v20 被配置为 MVLAN 的 MVR 接收器 VLAN,同时将 INTF-3 添加为 MVLAN 中的中继端口和组播路由器端口。VLAN v10 和 v20 也在上层设备上配置为 MVLAN 的 MVR 接收器 VLAN。
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MVR 在 MVR 接收方 VLAN 的最上层的设备上以代理模式运行,因此该设备充当组播路由器的代理,用于在 MVR 接收方 VLAN 上收到的组成员资格请求。上游路由器仅在 MVLAN 上下游向设备发送一个组播流。
在 图 2 中,上层设备配置为代理模式,并在 MVLAN 上为 MVR 接收方 VLAN v10 和 v20 上的主机建立组成员资格。图中上游路由器在MVLAN上仅发送一个组播流,通过INTF-1到达上层设备。上层设备使用 INTF-2 将流转发到下层设备。
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对于从上层设备出口的 MVLAN 流量,未启用 MVR 接收方 VLAN 标记转换。中间层中的设备应在 MVLAN 上下文中向下游转发 MVLAN 流量,并使用 MVLAN 标记进行标记。
图中较上方的设备未为连接到较低层设备的接口 INTF-2 的接收方 VLAN v10 或 v20 启用转换。
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MVR 在访问层较低层的设备上以透明模式运行。较低的设备在接收方 VLAN 的上下文中向上游发送 IGMP 报告(因为它们在透明模式下运行),并且默认情况下,仅为 MVLAN 安装桥接条目,或者使用 MVLAN 和 MVR 接收方 VLAN 配置的选项。
install最上面的设备在代理模式下运行,并且仅为 MVLAN 安装桥接条目。上游路由器仅在 MVLAN 上向下游向接收方发送一个组播流,流量将在 MVLAN 环境中转发至 MVR 接收方 VLAN,如果启用了转换选项,则使用 VLAN 标记转换(下文所述)。在 图 2 中,较低的设备连接到较上方的设备,INTF-3 作为中继端口,组播路由器端口用作接收方 VLAN v10 和 v20。要在较低层设备上启用 MVR,将两个 MVR 接收器 VLAN 配置为 MVR 透明模式,并且 INTF-3 额外配置为 MVLAN 的中继端口和组播路由器端口。
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在中继端口上有主机的较低层设备上的接收方 VLAN 上启用了 MVR 接收方 VLAN 标记转换,以便这些主机在其接收方 VLAN 的环境中接收组播流量。通过接入端口到达的主机会收到未标记的数据包,因此在这种情况下不需要 VLAN 标记转换。
在 图 2 中,设备在 v10 上启用了转换,并在中继接口 INTF-4 上转发组播流时,将 v10 接收方 VLAN 标记替换为 mvlan 的 VLAN 标记。设备未在 v20 上启用转换,并在访问端口 INTF-5 上转发未标记的组播数据包。
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