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示例:配置源特定组播

了解 PIM 源特定模式

PIM 源特定组播 (SSM) 使用 PIM 稀疏模式子集和 IGMP 版本 3 (IGMPv3)以允许客户端直接从源接收组播信息流。PIM SSM 使用 PIM 稀疏模式功能在接收方和来源之间创建 SPT,但是在没有 RP 帮助的情况下构建 SPT。

所有源组播 (ASM) 是原始组播

RFC 1112 是原始组播 RFC,支持多对多和一对多两种型号。这些流量统称为任意源组播 (ASM),因为 ASM 允许组播组的一个或多个流量源。但是,只要存在感兴趣的收听者,ASM 网络必须能够确定特定组播组的所有来源的位置,而无论来源可能位于网络中何处。在 ASM 中, source discovery 的主要功能是网络本身的必需功能。

稀疏模式与密集模式下的源发现

组播源发现似乎是一个轻松的过程,但在稀疏模式下则不是。在密集模式下,将流量泛洪到整个网络的每一个路由器就够简单了,让每个路由器都了解该组播组的内容源地址。但是,泛洪存在可扩展性和网络资源使用问题,在稀疏模式下并非可行选项。

PIM 稀疏模式(如任何稀疏模式协议)以相当复杂的成本实现所需源发现功能,不会泛洪。必须添加 RP 路由器,并且必须知道所有组播源,并且必须为 RP 构建复杂的共享分布树。

PIM SSM 是 PIM 稀疏模式子集

PIM SSM 比 PIM 稀疏模式简单,因为仅支持一对多模型。初始商业组播 Internet subscribers 应用程序可能仅对来自单个来源(SSM 的一个特殊案例涵盖备份来源的需求)(即发出加入消息的接收方)可用。因此,PIM SSM 形成了 PIM 稀疏模式的子集。PIM SSM 会立即在源位置构建最短路径树 (STS),因为在 SSM 中,最靠近相关接收方主机的路由器会获知组播流量的源单播 IP 地址。也就是说,PIM SSM 通过共享分布树绕过 RP 连接阶段,如 PIM 稀疏模式一样,并直接进入基于源的分布树。

为何使用 PIM SSM

在许多来源来往往的环境中,例如视频会议服务,ASM 是合适的。但是,通过忽略多对多模型并关注一对多源特定组播 (SSM) 模式,一些商业上前景光明的组播应用程序(如互联网上的电视通道分配)可能会比网络需要全部 ASM 功能时更快、更高效地带到互联网。

与传统配置的 PIM 稀疏模式网络相比,SSM 配置的网络具有明显优势。不需要共享树或 RP 映射(不需要 RP),也不需要通过 MSDP 进行 RP 到 RP 的源发现。

PIM SSM 比 PIM 稀疏模式简单,因为仅支持一对多模型。初始商业组播 Internet subscribers 应用程序可能仅对来自单个来源(SSM 的一个特殊案例涵盖备份来源的需求)(即发出加入消息的接收方)可用。因此,PIM SSM 形成了 PIM 稀疏模式的子集。PIM SSM 会立即在源位置构建最短路径树 (STS),因为在 SSM 中,最靠近相关接收方主机的路由器会获知组播流量的源单播 IP 地址。也就是说,PIM SSM 通过共享分布树绕过 RP 连接阶段,如 PIM 稀疏模式一样,并直接进入基于源的分布树。

PIM 术语

PIM SSM 为 PIM 稀疏模式下的许多概念引入了新术语。PIM SSM 可在整个 224/4 组播地址范围内使用,尽管只有 232/8 范围内才保证 PIM SSM 操作(保留 232.0.0/24)。新的 SSM 术语适用于 Internet 视频应用程序,汇总到 表 1 中

表 1:ASM 和 SSM 术语

术语

任意源组播

源特定组播

地址标识符

G

S,G

地址指定

通道

接收器操作

加入,离开

订阅,取消订阅

组地址范围

224/4(不含 232/8)

224/4(仅保证 232/8 天)

尽管 PIM SSM 将接收器操作描述为 subscribesubscriber,但是协议两种形式均使用同一 PIM 稀疏模式加入和保留消息。术语更改将 ASM 与 SSM 区分,即使接收方消息完全相同。

PIM SSM 的工作原理

PIM 源特定组播 (SSM) 使用 PIM 稀疏模式子集和 IGMP 版本 3 (IGMPv3)以允许客户端直接从源接收组播信息流。PIM SSM 使用 PIM 稀疏模式功能在接收方和来源之间创建 SPT,但是在没有 RP 帮助的情况下构建 SPT。

默认情况下,SSM 组组播地址仅限于 232.0.0.0 到 232.255.255.255 的 IP 地址范围。但是,您可以通过在 [edit routing-options 组播] 层次结构级别中加入 ssm-groups 语句,将 SSM 操作扩展到另一个 D 类范围。默认 SSM 地址范围为 232.0.0.0 到 232.255.255.255,不能用于 ssm 组语句中。此语句用于将其他组播地址添加到默认 SSM 组地址。此语句不会覆盖默认 SSM 组地址范围。

在 PIM SSM 配置的网络中,主机订阅 SSM 通道(通过 IGMPv3),宣布希望加入组 G 和源 S(请参阅图 1)。直接连接的 PIM 稀疏模式路由器(接收方的 DR)会向其 RPF 邻接方发送 (S,G) 加入消息。在 图 1 中,接收方不会与正常 PIM 稀疏模式操作中一样,在此进程中不联系 RP。

图 1:接收器宣布希望加入 G 组和源 S Receiver Announces Desire to Join Group G and Source S

(S,G) 加入消息将启动源树,然后逐跳构建,直到到达源。在 图 2 中,源树跨网络构建到路由器 3,即连接到源的最后一跳路由器。

图 2:路由器 3(最后一跳路由器)加入源树 Router 3 (Last-Hop Router) Joins the Source Tree

使用源树,组播流量将传递到订阅主机(请参阅 图 3)。

图 3: (S,G) 状态在源与接收器之间构建 (S,G) State Is Built Between the Source and the Receiver

使用 PIM SSM

您可以配置 Junos OS,以接受在源特定组播 (SSM) 组的默认或配置范围内组地址的任何源组播 (ASM) 加入消息 (*,G)。这允许您同时支持任意源组播组和源特定组播组的组合。

部署 SSM 非常简单。您需要在所有路由器接口上配置 PIM 稀疏模式并发出必要的 SSM 命令,包括指定接收器 LAN 上的 IGMPv3。如果源接口和组成员接口上未显式配置 PIM 稀疏模式,则组播数据包不会转发。IGMPv3 中支持的源列表在 PIM SSM 中使用的。随着源处于活动状态并开始发送组播数据包,SSM 组中感兴趣的接收方将接收组播数据包。

要配置其他 SSM 组,在 [edit routing-options multicast] 层次结构级别中包括 ssm-groups 语句。

源特定组播组概述

源特定组播 (SSM) 是一种服务模型,通过源地址和组地址识别会话流量。在 Junos OS 中实施的 SSM 具有协议无关组播 (PIM) 稀疏模式高效的显式加入过程,但使用 (*,G) 对消除了即时共享树和共同点 (RP) 过程。(*) 是表示向组 G 发送的任何源的通配符,而"G"是指组IP 组播组。SSM 构建由 (S,G) 对直接表示的最短路径树 (STS)。"S"是指来源单播 IP 地址,而"G"是指特定组播组地址。SSM (S,G) 对称为通道,将其从任何源组播 (ASM) 组区分。尽管 ASM 同时支持一对多和多对多通信,但 ASM 的复杂性取决于其源发现方法。例如,如果您在浏览器中单击某个链接,接收方会收到有关组信息的通知,但不通知源信息。借助 SSM,客户端同时接收源和组信息。

SSM 非常适合网络娱乐渠道等一对多组播服务。但是,多对多组播服务可能需要 ASM。

要成功部署 SSM,您需要使用互联网组管理协议版本 3 (IGMPv3) 或组播侦听发现版本 2 (MLDv2) 堆栈的端到端、支持组播的网络和应用程序,或者需要配置从 IGMPv1 或 IGMPv2 到 IGMPv3 的 SSM 映射。

SSM 映射允许运营商支持 SSM 网络,而无需所有主机都支持 IGMPv3。此支持存在于静态 (S,G) 配置中,但是 SSM 映射还支持动态每源组状态信息,随着主机使用 IGMP 加入和退出组而更改。

SSM 通常由 IGMPv3 和 PIM 稀疏模式(称为 PIM SSM)的子集支持。通过使用 SSM,客户端可直接从来源接收组播信息流。PIM SSM 使用 PIM 稀疏模式功能在客户端和来源之间创建 SPT,但是在没有 RP 帮助的情况下构建 SPT。

与传统配置的 PIM 稀疏模式网络相比,SSM 配置的网络具有明显优势。无需共享树或 RP 映射(不需要 RP),也不需要通过组播源发现协议 (MSDP) 实现 RP 到 RP 源发现。

示例:使用任意源替代配置源特定组播组

此示例演示如何将源特定组播 (SSM) 组操作扩展到默认 IP 地址范围 232.0.0.0 到 232.255.255.255。此示例还显示如何接受默认或配置范围内 SSM 组内的组地址的任何源组播 (ASM) 加入消息 (*,G)。这允许您同时支持任意源组播组和源特定组播组的组合。

要求

开始之前,配置路由器接口。

概述

要部署 SSM,请在所有路由设备接口上配置 PIM 稀疏模式并发出必要的 SSM 命令,包括指定接收器 LAN 上的 IGMPv3 或 MLDv2。如果源接口和组成员接口上未显式配置 PIM 稀疏模式,则组播数据包不会转发。PIM SSM 中使用的源列表(在 IGMPv3 和 MLDv2 中受支持)。只有指定的源才能将流量发送到 SSM 组。

在 PIM SSM 配置的网络中,主机订阅 SSM 通道(通过 IGMPv3 或 MLDv2),以加入组 G 和源 S(请参阅图 4)。直接连接的 PIM 稀疏模式路由器是接收方的指定路由器 (DR),向源的反向路径转发 (RPF) 邻接方发送 (S,G) 加入消息。在 图 4 中 ,接收方不会与正常 PIM 稀疏模式操作中一样,在此进程中不联系 RP。

图 4:接收方发送消息加入 G 组和源 S Receiver Sends Messages to Join Group G and Source S

(S,G) 加入消息将启动源树,然后逐跳构建,直到到达源。在 图 5 中,源树跨网络构建到路由器 3,即连接到源的最后一跳路由器。

图 5:路由器 3(最后一跳路由器)加入源树 Router 3 (Last-Hop Router) Joins the Source Tree

使用源树,组播流量将传递到订阅主机(请参阅 图 6)。

图 6: (S,G) 状态在源与接收器之间构建 (S,G) State Is Built Between the Source and the Receiver

SSM 可在包括模式或排除模式下运行。在排除模式下,接收方指定它不想接收组播组信息流的来源列表。路由设备将信息流从排除列表指定的源之外的任何来源转发至接收方。接收方接受来自除排除列表内指定的来源之外的任何来源的信息流。

拓扑

此示例使用图 7 中所示的简单 RPF 拓扑

图 7:简单 RPF 拓扑 Simple RPF Topology

配置

程序

CLI快速配置

[edit]commit快速配置此示例,请复制以下命令,将其粘贴到文本文件中,删除所有换行符,更改详细信息,以匹配网络配置,将命令复制并粘贴到 层次结构级别的 CLI 中,然后从配置模式进入 。

逐步过程

以下示例要求您在配置层次结构中导航各个级别。有关导航指南CLI,请参阅 CLI 用户指南 中的 在配置模式下使用 Junos OS CLI 编辑器

要配置 RPF 策略:

  1. 配置OSPF。

  2. 配置 PIM 稀疏模式。

  3. 配置其他 SSM 组。

  4. 将 RP 配置为接受 SSM 地址范围内的组的 ASM 加入消息。

  5. 如果完成设备配置,请提交配置。

结果

输入 和 命令,以确认 show protocols 您的 show routing-options 配置。

验证

要验证配置,请运行以下命令:

  • show igmp 组

  • 显示 igmp 统计信息

  • show pim 加入

示例:配置仅 SSM 域

部署仅 SSM 域比部署 ASM 域简单得多,因为它只需要几个配置步骤。在 [edit protocols pim interface all] 层次结构级别中添加 mode 语句,在所有接口上启用 PIM 稀疏模式。配置所有接口时,请为该接口添加 disable 语句,以排除 fxp0.0 管理接口。然后,在 [edit protocols igmp 接口 interface-name] 层次结构级别中添加 version 语句,在所有面向主机的接口上配置 IGMPv3。

以下示例中,面向主机的接口 为 fe-0/1/2

示例:在网络上配置 PIM SSM

以下示例显示如何在网络中接收器和源之间配置 PIM SSM,如 图 8 所示

图 8:用于配置 PIM SSM 的网络 Network on Which to Configure PIM SSM

此示例演示如何在所有接收主机接口上将 IGMP 版本配置为 IGMPv3。

  1. 在所有面向主机的接口上启用 IGMPv3,在路由器 1 的 fxp0.0 接口上禁用 IGMP。

    注意:

    在路由器上配置 IGMPv3 时,使用 IGMPv2 配置的接口上的主机无法加入源树。

  2. 提交配置后,使用 命令 show configuration protocol igmp 验证 IGMP 协议配置。

  3. show igmp interface使用 命令验证 IGMP 接口是否配置。

  4. 使用 命令 show pim join extensive 验证路由器 2 和路由器 3(上游路由器)上的 PIM 加入状态。

  5. 使用 命令 show pim join extensive 验证路由器 1(连接到接收器的路由器)上的 PIM 加入状态。

注意:

IP 版本 6 (IPv6) 组播路由器使用组播侦听发现 (MLD) 协议管理组播组中主机和路由器的成员关系,以及了解哪些组拥有每个附加物理网络感兴趣的侦听器。每个路由设备保留每个子网都有侦听设备的主机组播地址列表,以及每个地址的计时器。但是,路由设备无需知道每个侦听方的地址,即每个主机的地址。路由设备向它使用的组播路由协议提供地址,从而确保组播数据包交付到有感兴趣收听者的所有子网。这样,MLD 即用作协议无关组播 (PIM) 协议的传输。MLD 是 IPv6 的重要部分,必须在需要接收任何流量的所有 IPv6 路由设备和主机IP 组播启用。该Junos OS支持 MLD 版本 1 和 2。版本 2 支持用于源特定组播 (SSM) 包括和排除模式。

示例:配置 SSM 映射

SSM 映射不要求所有主机都支持 IGMPv3。SSM 映射将 IGMPv1 或 IGMPv2 成员报告转换为 IGMPv3 报告。这使得运行 IGMPv1 或 IGMPv2 的主机可以参与 SSM,直至主机过渡到 IGMPv3。

SSM 映射适用于所有符合策略的组地址,不仅是符合 SSM 寻址约定的地址(适用于 IPv4,232/8,ff30::/32 到 ff3F::/32 for IPv6)。

如果两个地址族都需要 SSM 支持,我们建议为 IPv4 和 IPv6 分离 SSM 图。如果将同时包含 IPv4 和 IPv6 地址的 SSM 映射应用于 IPv4 上下文中的接口(使用 IGMP),则只会使用列表中的 IPv4 地址。如果没有此类地址,则不采取措施。同样,如果您将同时包含 IPv4 和 IPv6 地址的 SSM 映射应用于 IPv6 上下文中的接口(使用 MLD),则只会使用列表中的 IPv6 地址。如果没有此类地址,则不采取措施。

此示例将创建一个策略,用于匹配要转换为 IGMPv3 的组地址。然后定义 SSM 映射,将策略与找到这些组地址的源地址关联在一起。最后,将 SSM 映射应用于一个或多个 IGMP(适用于 IPv4)或 MLD(适用于 IPv6)接口。

  1. 创建一个名为 ssm-policy-example 的 SSM 策略。策略术语与 IPv4 SSM 组地址 232.1.1.1/32 和 IPv6 SSM 组地址 ff35::1/128 匹配。所有其他地址均会被拒绝。

  2. 提交配置后,使用 show configuration policy-options 命令验证策略配置。

    组地址必须与配置的 SSM 映射策略相匹配。

  3. 通过应用策略,将源地址配置为组播路由选项,定义两个 SSM 图(一个称为 ssm-map-ipv6 示例和一个称为 ssm-map-ipv4 示例)。

  4. 提交配置后,使用 show configuration routing-options 命令验证策略配置。

    我们建议为 IPv4 和 IPv6 分离 SSM 图。

  5. 为 IPv4 至 IGMP 接口应用 SSM 图,并应用适用于 IPv6 至 MLD 接口的 SSM 映射:

  6. 提交配置后,使用 show configuration protocol 命令验证 IGMP 和 MLD 协议配置。

  7. 使用 show igmp 接口show mld interface 命令验证 SSM 映射是否应用于接口。