示例：配置 PIM RPT 和 SPT 直接转换

在共享树中，分布树的根是路由器，而不是主机，并且位于网络核心的某个位置。在主稀疏模式组播路由协议协议无关组播稀疏模式 （PIM SM） 中，位于共享树根部的核心路由器是集合点 （RP）。来自上游源的数据包和来自下游路由器的加入消息在此核心路由器“会合”。

在 RP 模型中，其他路由器不需要知道每个组播组的源地址。他们只需要知道 RP 路由器的 IP 地址。RP 路由器发现所有组播组的源。

RP 模型将查找组播内容源的负担从每个路由器（（S，G） 符号）转移到网络（（*，G） 符号只知道 RP）。RP 查找源的单播 IP 地址的确切方式各不相同，但必须有一些方法来确定特定组的组播内容的正确源。

考虑为某个组提供一组没有任何活动组播流量的组播路由器。当路由器了解到该组的相关接收方位于其直接连接的子网上时，路由器会尝试将该组的分布树联回 RP，而不是内容的实际源。

若要加入共享树（或在 PIM 稀疏模式中称为 （），路由器必须执行以下作：

• 确定该组的 RP 的 IP 地址。确定地址可以像路由器中的静态配置一样简单，也可以像一组嵌套协议一样复杂。

• 为该组构建共享树。路由器对其路由表中的 RP 地址执行 RPF 检查，这将生成最接近 RP 的接口。路由器现在检测到，来自此 RP 的组播数据包需要通过此 RPF 接口流入路由器。

• 使用正确的组播协议（可能是 PIM 稀疏模式）在此接口上发送加入消息，以通知上游路由器它想要加入该组的共享树。此消息是 （*，G） 联接消息，因为 S 未知。只有 RP 是已知的，而 RP 实际上并不是组播数据包的来源。接收 （*，G） 加入消息的路由器会将接收消息的接口添加到该组的传出接口列表 （OIL） 中，并对 RP 地址执行 RPF 检查。然后，上游路由器从 RPF 接口向源发送一条 （*，G） 加入消息，通知上游路由器它也希望加入该组。

每个上游路由器都会重复此过程，从 RPF 接口传播加入消息，并在此过程中构建共享树。当加入消息到达以下区域之一时，该过程将停止：

• 要加入的组的 RP

• RPT 上的路由器，该路由器已为要加入的组具有组播转发状态

无论哪种情况，都会创建分支，并且数据包可以从源流向 RP，再从 RP 流向接收方。请注意，不能保证共享树 （RPT） 是到源的最短路径树。很可能不是。但是，在数据包流开始后，有一些方法可以将共享树“迁移”到 SPT。换句话说，转发状态可以从 （*，G） 转换为 （S，G）。这两种树的形成在很大程度上取决于 RPF 检查和 RPF 表的作。有关 RPF 表的详细信息，请参阅 了解组播反向路径转发。

RPT 是组播组中 RP 和接收器（主机）之间的路径（参见 图 1）。RPT 是通过来自接收方 DR 的 PIM 加入消息构建的：

1. 接收方在互联网组管理协议 （IGMP） 主机成员报告中发送加入组 （G） 的请求。PIM 稀疏模式路由器（接收方的 DR）接收有关直连子网的报告，并为关注的组播组创建 RPT 分支。

2. 接收方的 DR 将 PIM 加入消息发送到其 RPF 邻接方、RPF 表中的下一跃点地址或单播路由表。

3. PIM 加入消息沿树向上传输，并组播到 ALL-PIM-ROUTERS 组 （224.0.0.13）。树中的每个路由器都通过使用 RPF 表或单播路由表查找其 RPF 邻接方。直到消息到达 RP 并形成 RPT 为止。 沿路径的路由器可设置组播转发状态，以将请求的组播流量沿 RPT 转发回接收方。

图 1：在 RP 和接收器 之间构建 RPT

RPT 是单向树，允许流量沿一个方向从 RP 向向接收器。要使组播流量从源到达接收方，需要从源的 DR 到 RP 构建分配树的另一个分支，称为最短路径树。

最短路径树的创建方式如下：

1. 源变为活动状态，在它所连接的 LAN 上发出组播数据包。源的 DR 接收数据包并将其封装在 PIM 寄存器消息中，然后发送到 RP 路由器（ 参见图 2）。

2. 当 RP 路由器从源收到 PIM 寄存器消息时，它会将 PIM 加入消息发送回源。

   图 2：交换的 PIM 寄存器消息和 PIM 加入消息

3. 源的 DR 接收 PIM 加入消息，并开始沿 SPT 向 RP 路由器发送流量（参见 图 3）。

4. 一旦 RP 路由器收到流量，它就会向源的 DR 发送寄存器停止消息，以停止寄存器进程。

   图 3：从源发送到 RP 路由器 的流量

5. RP 路由器沿 RPT 向接收器发送组播流量（参见 图 4）。

   图 4：从 RP 路由器向接收方 发送的流量

用于组播的分布树根植于源，也是最短路径树 （SPT）。考虑一组组播路由器，对于某个组没有任何活动组播流量（也就是说，它们对该组没有组播转发状态）。当路由器了解到该组的感兴趣接收方位于其直接连接的子网上时，路由器会尝试加入该组的树。

要加入分布树，路由器需要确定该组的源的单播 IP 地址。此地址可以是路由器上的简单静态配置，也可以是一组复杂的协议。

要为该组构建 SPT，路由器将对其路由表中的源地址执行反向路径转发 （RPF） 检查。RPF 检查会生成最靠近源的接口，这是来自此源的此组组播数据包需要流入路由器的位置。

接下来，路由器使用正确的组播协议在此接口上发送加入消息，以通知上游路由器它想要加入该组的分布树。此消息是 （S，G） 联接消息，因为 S 和 G 都是已知的。接收 （S，G） 加入消息的路由器会将接收消息的接口添加到该组的输出接口列表 （OIL） 中，并对源地址执行 RPF 检查。然后，上游路由器在 RPF 接口上向源发送一条 （S，G） 加入消息，通知上游路由器它也想加入该组。

每个上游路由器重复此过程，在 RPF 接口上传播联接，同时构建 SPT。当加入消息执行以下两项作之一时，该过程将停止：

• 到达直接连接到作为源的主机的路由器。

• 到达已为此源-组对具有组播转发状态的路由器。

无论哪种情况，都将创建分支，每个路由器都具有源-组对的组播转发状态，并且数据包可以沿着分布树从源流向接收方。每个路由器上的 RPF 检查可确保树是 SPT。

SPT总是最短的路径，但它们不一定是短的。也就是说，源和接收器往往位于路由器网络的外围，而非主干网，并且组播分配树往往会蔓延到网络中的几乎每个路由器。由于组播流量可能会使速度缓慢的接口不堪重负，并且一个数据包很容易在主干网的另一侧变成一百个或一千个，因此提供共享树作为分布树是有意义的，这样组播源就可以位于网络中更中心的位置，即骨干上。根植于核心网络的分布树的这种共享通过组播会合点完成。有关 RP 的详细信息，请参阅 了解组播集合点、共享树和集合点树。

不是继续对 RP 使用 SPT，对接收器使用 RPT，而是按以下方式在源和接收器之间创建直接 SPT：

1. 一旦接收方的 DR 收到来自源的第一个组播数据包，DR 就会向其 RPF 邻接方发送 PIM 加入消息（参见 图 5）。

2. 源的 DR 接收 PIM 加入消息，并创建附加 （S，G） 状态以形成 SPT。

3. 来自该特定源的组播数据包开始来自源的灾难恢复，并沿着新的 SPT 流向接收方的灾难恢复。接收方的 DR 现在正在接收源发送的每个组播数据包的两份副本，一份来自 RPT，一份来自新 SPT。

   图 5：接收方 DR 向源 发送 PIM 加入消息

4. 为了停止重复组播数据包，接收方的 DR 向 RP 路由器发送 PIM 删除消息，使其知道不再需要来自此特定源、来自 RPT 的组播数据包（参见 图 6）。

   图 6：PIM 删除消息从接收方的 DR 向 RP 路由器 发送

5. RP 路由器接收到 PIM 删除消息，并停止向接收方的 DR 发送组播数据包。接收方的 DR 仅通过新 SPT 获取此特定源的组播数据包。但是，来自源的组播数据包仍会从源的灾难恢复传入 RP 路由器（参见 图 7）。

   图 7：RP 路由器收到 PIM 删除消息

6. 要停止来自此特定源的不需要的组播数据包，RP 路由器会向源的 DR 发送 PIM 删除消息（参见 图 8）。

   图 8：RP 路由器向源 DR 发送 PIM 删除消息

7. 接收方的 DR 现在仅接收来自 SPT 的特定源的组播数据包（参见 图 9）。

   图 9：源的 DR 停止向 RP 路由器 发送重复组播数据包

在某些情况下，最后一跃点路由器需要保留在到 RP 的共享树上，而不是转换为到源的直接 SPT。例如，当低带宽组播流从 RP 转发到最后一跳路由器时，您可能不希望最后一跳路由器进行转换。最后一跃点和源之间的所有路由器都必须维护并刷新 SPT 状态。这可能会成为一项资源密集型活动，对特定源地址和组播组地址的网络效率不会有太大影响。

在这些情况下，您可以在最后一跃点路由器上配置 SPT 阈值策略，以控制向直接 SPT 的转换。应用于源-组地址对的 SPT 切换阈值为无限，这意味着最后一跳路由器永远不会过渡到直接 SPT。对于所有其他源组地址对，最后一跳路由器会立即转换为根植于源 DR 的直接 SPT。

此示例说明如何配置 PIM 断言转发器的超时期限。

此示例说明如何应用抑制从以 RP 为根的集合点树 （RPT） 到以源为根的最短路径树 （SPT） 的转换的策略。