第9章多播路由技術(shù)

9.1在局域網(wǎng)LAN上的多播

9.2多播轉(zhuǎn)發(fā)和路由選擇信息

9.3多播轉(zhuǎn)發(fā)樹

9.4多播路由算法

9.5多播路由協(xié)議9.7多播開放最短路徑優(yōu)先

9.6距離向量多播路由協(xié)議MOSPF

DVMRP9.8基于核心的樹CBT

9.9P工M-DM

9.10PIM-SM

9.11域間多播技術(shù)

9.12多播主干MBone

9.13工Pv6多播技術(shù)

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9.1在局域網(wǎng)LAN上的多播

T

y

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多播源和多播組成員關(guān)系縣

?多播源和所有成員同在一個以太網(wǎng)上。則不需要

多播控制協(xié)議。

-多播源將多播工P分組封裝在以太網(wǎng)幀中。以太

網(wǎng)幀的目的MAC地址為一個基于工P多播地址的

多播映射地址。

-以太網(wǎng)上的多播組成員監(jiān)聽這個多播物理地

址，接收此多播分組。非多播組成員則丟棄收

到的多播分組。

?多播源不在本地LAN中，路由器判斷該LAN中是

否有多播組成員。如果有，則將多播分組轉(zhuǎn)發(fā)給

LAN；如果沒有，則不向此LAN轉(zhuǎn)發(fā)該多播分組。

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交換式LAN上的多播實現(xiàn)

?交換機LAN通過一臺路由器連接到互聯(lián)網(wǎng)中。

-首先，路由器通過使用工GMP報文，獲知LAN

上是否有組成員存在。若有，則將多播分組

轉(zhuǎn)發(fā)到交換式LAN上。r

-其次，交換機對目的MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)該分組。\

但是工GMP是第三層協(xié)議，交換機的MAC地址f

轉(zhuǎn)發(fā)表中沒有此多播MAC地址的轉(zhuǎn)發(fā)表項)

(多播地址，輸出接口)，會導(dǎo)致交換機只/

能洪泛多播分組。對于大型交換式局域網(wǎng)，\

這將影響網(wǎng)絡(luò)的運行效率。)

)

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交換機LAN對多播分組轉(zhuǎn)發(fā)的

解決方法

⑴手工配置交換機轉(zhuǎn)發(fā)表。

⑵使用通用多播注冊協(xié)議(GeneralMulticast

RegisterProtocol,GMRP)。

(3)工GMP偵聽(IGMPSnooping)。

(4)通過CGMP協(xié)議(CiscoGroupManage

Protocol)o

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9.2多播轉(zhuǎn)發(fā)和路由選擇信息

?多播轉(zhuǎn)發(fā)和路由選擇與單播情況不相同，并且

相當復(fù)雜。通過下圖的例子進行說明。

“O”標記多播組Group1,成員有主機A、B和C

“△”標記多播組Group2,成員有主機D、E和F

Net2沒有Groupl的成員。

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1.對動態(tài)路由選擇的需求

?在多播路由選擇中，即使網(wǎng)絡(luò)拓撲不發(fā)生變化

（包括網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備的故障狀態(tài)也沒有發(fā)生變

化），但由于某個應(yīng)用程序加入或離開了一個

多播組，多播路由都會發(fā)生變化。

?在單播路由選擇中，只有當拓撲結(jié)構(gòu)變化或設(shè)

備由故障時，才會發(fā)生用由改斐。

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2.多播轉(zhuǎn)發(fā)時需要檢查分組飛

的目的地址和源地址'

?主機E和F各給Group2發(fā)送分組。路由器R把E的

分組發(fā)送到Net2,而把F的分組發(fā)送到Netl。

?R接收到主機A發(fā)往Gr。叩2的分組時，將轉(zhuǎn)發(fā)兩

個副本，分別發(fā)送給Netl和Net2。

?多播轉(zhuǎn)發(fā)要求路由器不僅檢查目的地址，而且

還檢查源地址，以確定什么時候?qū)⒍嗖シ纸M進

行復(fù)制，并轉(zhuǎn)發(fā)多播分組的副本。

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3.任意的發(fā)送方

-工P允許任意主機（不一定是多播組的成員）向

多播組轉(zhuǎn)發(fā)分組。主機G不是任何多播組的成

員，并且G所在的網(wǎng)絡(luò)沒有Groupl多播組的成

員。但是G可以給Groupl發(fā)送分組。更重要的

是，該分組穿過互聯(lián)網(wǎng)時，很可能穿過其它沒

有多播組的網(wǎng)絡(luò)。

?可見，多播分組可以由不是多播組成員的主機

產(chǎn)生，并且可能通過沒有任何組成員的網(wǎng)絡(luò)。

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9.3多播轉(zhuǎn)發(fā)樹

?單播路由協(xié)議能找出到達某一目的網(wǎng)絡(luò)的最短

路徑。

-單播路由表項：目的網(wǎng)絡(luò)地址、下一跳路

由器地址、本路由器的輸出接口等字段。

-路由器收到單播分組，根據(jù)目的工P地址，

在路由表中找到匹配的表項，把分組從指

定的接口轉(zhuǎn)發(fā)出去。

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多播路由協(xié)議實現(xiàn)逆向路由選擇盤

?不是將多播分組轉(zhuǎn)發(fā)給一個目的網(wǎng)絡(luò)，而是從灣

多播源開始，多播分組沿著多播樹轉(zhuǎn)發(fā)到本多1

播組的多個目的網(wǎng)絡(luò)。

?多播分組從某一特定的源主機發(fā)出。所以，多

播路由器可依據(jù)多播源的工P地址，通過多播路

由協(xié)議選擇從目的網(wǎng)絡(luò)到源的最短路徑。

?這是一個逆向路由選擇過程。/

寸!

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1.多播轉(zhuǎn)發(fā)樹就

?使用圖論術(shù)語描述從特定源節(jié)點到多播組的所有成員

的一組路徑，這些路徑定義了圖論中的樹，有時也稱

為轉(zhuǎn)發(fā)樹(forwardingtree)。

-每個多播路由器對應(yīng)樹中的一個節(jié)點(node)。

-連接兩個路由器的網(wǎng)絡(luò)對應(yīng)于樹中的一條邊

(edge)。

-分組面源節(jié)點是樹的根(root)或根節(jié)點。

-從源節(jié)點出發(fā)，沿著一條路徑到達的最后一個路由

嘉祿用葉子路由器(leafrouter)o

-連接在葉子路由器上的網(wǎng)絡(luò)稱為葉子網(wǎng)絡(luò)(leaf

network)。

-負責將多播分組通過自身接口發(fā)往某個網(wǎng)絡(luò)的路由

器，稱作該網(wǎng)絡(luò)的父路由器。

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基于源的樹(SourceBasedTree,SBT)

和共享樹(SharedTree,ST)

?多播轉(zhuǎn)發(fā)樹有兩種基本類型：

-基于源的樹SBT,從每個源到接收者之間有

不同的樹（多棵樹）。

-共享樹ST,被所有組成員所共享的一棵樹。

?基于源的樹也稱作最短路徑樹（SPT）,用二元

組（S,G）表示。使用Dijkstra算法計算從源到

所有組成員的最短路徑。

-基于源的樹的協(xié)議有：DVMRP、MO5PF、

P1M-DM等。

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共享樹

?共享樹是一棵以某個路由器為根，到所有接收

者的樹。用二元組(*,G)表示。

?這棵共享樹可以被多個多播源共享，維護較少

的狀態(tài)信息，但是轉(zhuǎn)發(fā)路徑未必最優(yōu)。

?共享樹中樹根的位置很重要。如果給每條鏈路

指定費用，那么最優(yōu)的多播路由樹就是具有最

小費用的樹。

?使用共享樹的協(xié)議實例主要有：CBT(core

basedtree)>PIM-SMo

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2.基于源的樹

?為了進行多播，我們需要這樣一棵樹耳

-源主機是樹根，而多播組的成員是樹葉，這飛

棵樹連接了一個多播組的所有節(jié)點。J

-從樹根到樹葉的每一條路徑都是可能的最短\

路徑（按照某種度量tolerance）。這樣的J

樹叫最短路徑樹（ShortestPathTree,\

SPT）o}

-SPT描述了工P多播分組在網(wǎng)絡(luò)中經(jīng)由的最短（

路徑。）

管________________________________）

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最短路徑樹5PT

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基于源的樹

?在基于源的樹中，一個多播組可能有若干個

SPT,不存在一個中心多播路由器。

?若互聯(lián)網(wǎng)中有N個多播組和M個不同的源端，

則最多可以有NXM個SPT樹，每棵5PT樹對

應(yīng)不同的源和多播組的組合，即由源和多播組

的組合決定樹的結(jié)構(gòu)。

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3.共享樹q

共享樹也叫匯聚點樹(RendezousPoint

Tree,RPT),匯聚點(RendezousPoint,《

RP)作為RPT樹的公共根。J

-與基于源的樹SPT不同，發(fā)送多播分組的源主(

機不是直接向網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送多播分組，而是先把\

分組發(fā)往RPT樹的根RP,然后再由RP向網(wǎng)絡(luò)中(

的所有成員發(fā)送它接收到的多播分組。)

?在從源發(fā)送分組到RP,從RP發(fā)送分組到各個接「

收者的過程中，都是以最短路徑進行轉(zhuǎn)發(fā)。\

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?從RP到各個接收者，是相應(yīng)多播組的唯一的儡

一棵以RP為多播源的SPT樹。RP匯聚了多播飛

源。>

?共享樹方式，減少了路由器多播路由表中表項（

的數(shù)量，降低了對路由器資源的需求，使多播）

更具有擴展性。\

?共享樹中的每一個多播組共享同樣的樹。若有J

N個多播組，則最多有N棵樹。每棵樹對應(yīng)一

個多播組，即由多播組決定樹。

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9.4多播路由算法

?9.4.1最短路徑樹算法

?9.4.2最小生成樹算法

?9.4.3Steiner樹算法

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9.4多播路由算法

?多播路由算法用來建立一棵性能良好的多播

樹，滿足各種業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量Qo5需求。

?多播路由算法可以分為無約束和基于約束的多

播路由算法。

-約束包括端到端的延遲上限、最小帶寬、丟

失概率等。

-多播樹不僅要保證對接收者的可達性，還必

須保證路由滿足QoS約束。

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?多播路由算法有靜態(tài)和動態(tài)之分。

-靜態(tài)多播路由算法針對初始多播成員構(gòu)造一棵

多播樹，不能根據(jù)當前實際傳輸量和拓撲變化

來做路由選擇，而是按初始設(shè)計好的路由傳送。

-動態(tài)路由算法隨著網(wǎng)絡(luò)擁塞情況和拓撲的動態(tài)

變化情況，路由器頻繁執(zhí)行路由選擇算法。動

態(tài)多播路由算法處理成員的加入和離開之后的

更新問題。

?多播樹通過每個路由器設(shè)置路由表而建立起來

的，路由表給出了選擇哪個網(wǎng)絡(luò)接口轉(zhuǎn)發(fā)多播分

組，才能送達多播組成員。

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9.4.1最短路徑樹算法

?最短路徑樹是從多播源到每個接收者的路徑都

是兩者之間最短路徑的多播樹。

?若所有鏈路的權(quán)值都為1,則算法所得到的多

播樹即為最小跳（hop）樹。

?如果權(quán)值代表鏈路延遲，則得到的就是最小延

遲樹。

?Bellman-Ford算法和Dijkstra算法是兩個解

決最短路徑問題的著名算法。

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9.4.2最小生成樹算法

?最小生成樹是連接網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點，并且樹

的全部鏈路權(quán)值之和最小的多播樹。

?Prim算法是解決最小生成樹問題的集中式算法。

?在Prim算法中，樹的構(gòu)造從任意一個根節(jié)點開

始，直到所有的組成員連接到樹上。每一步，

選擇一個最小費用邊加入已經(jīng)部分完成的多播

樹，最終得到的多播樹具有最小的全局代價。

?最小生成樹算法用于解決樹優(yōu)化問題。

7

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9.4.3Steiner樹算法

?為了有效利用網(wǎng)絡(luò)資源，要求多播樹的總費用最小

?多播樹的費用是指多播樹中所有鏈路費用的總和。

?在網(wǎng)絡(luò)中尋找費用最小的多播樹問題在圖論中被稱

為Steiner樹問題，通過求解費用最小的Steiner

樹來求解費用最小的多播樹。

?所謂Steiner樹是指一棵以多播源為根，覆蓋所有

多播分組的目的節(jié)點的生成樹。

?與最小生成樹的區(qū)別：最小生成樹必須包括網(wǎng)絡(luò)中

全部節(jié)點；Steiner樹問題只需要求出連接網(wǎng)絡(luò)中

部分節(jié)點（多播組成員）的費用最小的多播樹。

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9.5多播路由協(xié)議

y

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域內(nèi)多播路由選擇協(xié)議

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a_________________________________________

9.6DVMRP

距離向量多播路由選擇協(xié)議

DistanceVectorMulticastRoutingProtocol

971逆向路徑轉(zhuǎn)發(fā)RPF\

9.7.2逆向路徑廣播RPB與截尾逆向路徑廣播TRPBJ

9.7.3逆向路徑多播RPM\

9.7.4剪枝和嫁接)

9.7.5DVMRP的協(xié)議行為(

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9.6距離向量多播路由協(xié)議DVMRPW

?DVMRP是基于源的路由協(xié)議，首先部署在MBone

上，是第一個支持多播功能的路由協(xié)議。

?DVMRP與R1P類似，只是增加了支持多播的功

能，是單播的距離向量路由選擇協(xié)議DVRP的擴展。

?DVMRP為每個多播源構(gòu)建不同的多播轉(zhuǎn)發(fā)樹。最

短路徑以“跳數(shù)”為度量單位。

?當一個源向多播組的成員發(fā)送分組時，就會建立

一棵多播轉(zhuǎn)發(fā)樹，使用“廣播和剪枝”技術(shù)維護多

播轉(zhuǎn)發(fā)樹。

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DVMRP的重要特性

?以距離向量為基礎(chǔ)、周期性更新路由（缺省為60

秒）、TTL上限是32跳（R工P是16）、具有逆向

抑制轉(zhuǎn)發(fā)功能等。

?DVMRP報文封裝在工P分組中，協(xié)議號為2（與

工GMP共用協(xié)議號）。

?多播轉(zhuǎn)發(fā)樹的構(gòu)建通過逆向路徑轉(zhuǎn)發(fā)機制實現(xiàn)，

確保多播轉(zhuǎn)發(fā)樹不會出現(xiàn)回環(huán)，而且從源到所有

接收者都是最短路徑。

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DVMRP概述

?為了支持多播，需要進行兩個階段的處理：

-需要設(shè)計一種廣播機制，使分組能夠轉(zhuǎn)發(fā)到互

聯(lián)網(wǎng)的所有網(wǎng)絡(luò)上；

-進一步將機制細化，刪除那些沒有主機屬于多

點播送組的網(wǎng)絡(luò)。

?DVMRP實現(xiàn)了具有逆向路徑轉(zhuǎn)發(fā)、嫁接和剪枝

的基于源的多播樹。

?目前已基本上被P工M所取代

才_____________)

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9.6.1逆向路徑轉(zhuǎn)發(fā)RPF

?DVMRP的最初想法是使用RPF。RPF是修正的

洪泛策略。

?在RPF中，路由器只轉(zhuǎn)發(fā)位于從該路由器到源

路由器的最短路徑上的分組，其它分組都丟掉。

-路由器在接收到報文后，必須根據(jù)源和目的地

址來確定上游（指向多播源）和下游方向，把報

文向下游（遠離多播源）方向轉(zhuǎn)發(fā)。

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逆向路徑轉(zhuǎn)發(fā)RPF

?RPF使用距離向量路由協(xié)議DVRP的單播路由又

表，判斷一個分組是否走過了最短路徑。即用分J

組的源地址在路由表中查找離開接口，（

-如果所查到的分組離開接口與到達接口相同，\

則該分組已經(jīng)走過了最短路徑，即該路由器到（

源端的路徑是最短的，則轉(zhuǎn)發(fā)該分組；）

-否則，不是最短路徑，丟棄該分組。/

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逆向路徑轉(zhuǎn)發(fā)RPF

最短路徑

到達n

離開離開

離開（

分組被轉(zhuǎn)發(fā)

當路由器在鏈路L上收到來自源節(jié)點S的分

組時，路由器將檢查L是否屬于針對S的最

短路徑。如果是，則該分組被轉(zhuǎn)發(fā)到所有

除了L的鏈路上；否則該分組被丟棄。

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RPF拒絕轉(zhuǎn)發(fā)分組示例

來自192.168.0.22

路由器RA的多播分組

路由器RB的單播路由表

目的網(wǎng)絡(luò)接口

192.168.0.0/16E1

172.16.32.0/24S0

202.194.210.0/24E0

由器RC路由器RD

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RPF同意轉(zhuǎn)發(fā)分組示例

來自172?16.32.33

路由器RB的單播路由表

目的網(wǎng)絡(luò)接口

192.168.0.0/16E1

172.16.32.0/24S0

202.194.210.0/24E0

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RPF存在的問題

?RPF中，一個網(wǎng)絡(luò)可能會收到兩個或多個副

本。其原因是一個網(wǎng)絡(luò)是圖，不是樹。

?例如：Net3有兩個父節(jié)點

；(

Tr**N—e—t—1一-------

R1

X，R2R3&

R4

Net3

Net3收至[]2個copy

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9.6.2逆向路徑廣播(RPB)和

截尾逆向路徑廣播(TRPB)

1.逆向路徑廣播RPB

?RPB對每個網(wǎng)絡(luò)只定義一個父路由器，即到源

端路徑最短的路由器。

?父節(jié)點的確定：選擇到源端路徑最短的路由器

作為指定的父路由器。若有多個這樣的路由

器，就選擇工P地址最小的一個。

?RPB創(chuàng)建了從源到目的端的一條最短路徑廣

播樹，它保證分組到達每個網(wǎng)絡(luò)，每個目的端

只接收到一份且只有一份分組的副本。

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RPF和RPB

Rl是Netl和Net2的父路由器

R2是Net3的父路由器

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2.截尾逆向路徑廣播TRPB

?截尾逆向路徑廣播(TruncatedReversePathJ

Broadcasting,TRPB)算法對RPB進行了改進。(

?TRPB多播路由器需要兩項信息：)

-單播路由表(

-通過每個網(wǎng)絡(luò)接口可達的多播組列表。J

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路由器使用RPF和多播組列表處理多播分組

?當多播分組到達時，路由器首先使用RPF規(guī)則?？h

RPF根據(jù)源地址查找單播路由表，來確定是轉(zhuǎn)飛

發(fā)分組還是丟棄分組。J

-如果RPF確定丟棄分組，則路由器丟棄之；（

-若RPF轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)該分組時，路由器根據(jù)目的）

地址檢查多播組列表，確定多播組成員通\

過某接口是可達的。J

?如果某接口沒有多播組可達，則路由器（

就會跳過該接口，并檢查下一個接口。J

_________J

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TRPB不向沒有組成員的網(wǎng)絡(luò)發(fā)送多播分;組

?在一個TRPB多播路由器接收到多播分組時，使氣

用源地址、目的地址、RPF和多播組列表決定是

否丟棄分組，或者是否轉(zhuǎn)發(fā)分組到某個接口上。(

?截尾的含義：若某路徑上不再有多播組成員時，'

路由器就會使轉(zhuǎn)發(fā)截止。這樣，TRPB算法就不?

再向沒有多播組成員的網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送多播分組。

b_________________)

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9.6.3逆向路徑多播RPM(reverseQ

pathmulticasting)V

?RPF對分組不是進行多播，而是廣播，這是低效

率的。要做到高效率，多播分組必須只到達具有

特定多播組成員的網(wǎng)絡(luò)。

?而DVMRP使用廣播方式把第一個分組發(fā)送到每

一個網(wǎng)絡(luò)，然后分組還要經(jīng)歷兩個過程：修剪

Pruning和移植Grafting。

?RPM實現(xiàn)了具有逆向路徑轉(zhuǎn)發(fā)RPF和剪枝算法的

基于源的樹。RPM創(chuàng)建了多播最短路徑樹，在

RPB基礎(chǔ)上增加了修剪和移植，以支持動態(tài)成員

的變化。

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RPF,RPB,andRPM

mt[Lit

RI/\

CNetlJ)<Nfe>dNet3^/

CNetQCNet2Z>CNet3Z>

a.RPFb.RPB\

III11}\

Ri^aJ

/；淡剪苫的路由愉移植的路《

CNetQCNet2>C^NetOCNetQCNetQCjJetQr

c.RPM修剪pruning后d.RPM移植qraftinq后J

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9.6.4剪枝和嫁接

1、洪泛和修剪（剪枝）

?每個網(wǎng)絡(luò)的指定父路由器使用工GMP負責保持組

成員的關(guān)系。

?當路由器發(fā)現(xiàn)所有下游路由器或所連接的所有網(wǎng)

絡(luò)都對某個多播組沒有興趣時（已經(jīng)沒有多播組

的成員），那么，該路由器就向上游路由器發(fā)送

修剪報文，使它修剪相應(yīng)的接口，上游路由器就

會停止通過這個接口給該路由器發(fā)送多播分組。

?如果這個路由器從所有下游路由器收到了修剪報

文，則向它的上游路由器發(fā)送修剪報文。

-修剪報文用來刪除到達多播組成員不經(jīng)過的樹

枝。

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2、移植（嫁接）

?當已刪除樹枝上的一個新的主機再想加入多播q

組時，則會發(fā)送一種移植報文，用來使轉(zhuǎn)發(fā)樹/

中以前剪掉的樹枝重新接入。,

?由于新的成員可以在任何時候加入到多播組，\

而且新成員可能在某個被剪除的分枝加入，因（

此DVMRP就周期性地重新啟動多播樹的構(gòu)造\

過程。>

?移植報文強迫上游路由器繼續(xù)發(fā)送多播報文。\

管____________）

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3、默認壽命飛卜

■所有DVMRP修剪報文都有一個字段定義修剪壽士

命。默認值是2小時。氣

?修剪僅在分組的修剪壽命內(nèi)有效。之后，自動)

恢復(fù)接收多播報文。/

-例如，若某個路由器向上游路由器發(fā)送修剪\

報文，并指出修剪壽命為1小時，表示該路)

由器在1小時以內(nèi)不接收某個特定組的多播\

報文。在1小時后，若沒有第二個修剪報)

文，就可以接收多播分組了。(

?這需要每個路由器對每個活躍組都有一個修剪)

.計時器。)\

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9.6.5DVMRP的協(xié)議行為小

?DVMRP協(xié)議行為通過報文實現(xiàn)，DVMRP報文類型:

-探測報文，用于發(fā)現(xiàn)鄰居；

-路由通告報文，用于路由信息交換；

-請求鄰居列表報文，用于請求鄰居列表；

-鄰居請求響應(yīng)報文，用于響應(yīng)鄰居列表請求；

-剪枝報文，用于剪掉廣播樹上的某些無用分支；

-嫁接報文，用于嫁接某些又開始起作用的分支；

-嫁接確認報文，用于確認嫁接報文。

?DVMRP的協(xié)議行為主要包括鄰居發(fā)現(xiàn)、路由交換

和多播路由表維護、源轉(zhuǎn)發(fā)樹構(gòu)造、多播轉(zhuǎn)發(fā)、剪

枝和嫁接。

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1.鄰居發(fā)現(xiàn)

?DVMRP路由器定期向所有路由器(224.0.0.4)

發(fā)送探測報文，向該接口所連接網(wǎng)絡(luò)上的其它

路由器說明自己的存在。

?并且要定時檢查接口上的鄰居信息。

?探測報文每10秒周期性地從接口轉(zhuǎn)發(fā)出去，接

口的鄰居列表的每個表項都有35秒定時器。

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探測報文是各個DVMRP路由器

定位自己和定位對方的方法

?每個接口將探測到的鄰居放在探測報文中，再從

該接口轉(zhuǎn)發(fā)出去。

?探測報文提供一種?；顧C制，使接口能夠快速地

檢測到鄰居的丟失。

?收到鄰居發(fā)來的探測報文后，如果在接口的鄰居

列表中能夠查到發(fā)送該報文的接口的工P地址，則

將鄰居列表中的對應(yīng)表項定時器刷新。

?如果一個鄰居丟失，那么該鄰居肯定不會向外發(fā)

送探測報文，導(dǎo)致定時器超時。通過這種方式能

檢測到鄰居的丟失。

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2.路由交換篇

?在DVMRP中，路由器在鄰居之間定期（60秒）發(fā)

送路由通告報文。t

?根據(jù)信息通告，各個路由器計算自己的路由表，

等路由表收斂后，針對每個源，路由器的上下游,

關(guān)系就確定了，上游接口和下游接口列表也就形\

成了。）

-上游接口是路由器從多播源接收多播分組的接\

口，上游接口也是RPF接口。J

-下游接口是多播分組的轉(zhuǎn)發(fā)接口。（

?經(jīng)過路由交換后，基于源網(wǎng)絡(luò)的多播轉(zhuǎn)發(fā)樹就形）

J、成了。）\

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3.源樹構(gòu)造關(guān)

?為了建立一個截尾廣播樹，DVMRP路由器通過

一個特殊的逆向抑制路由通告，來通知上游路由

器，說明它處于下游。

?逆向抑制路由通告告訴上游路由器，把“我”放在

該源網(wǎng)絡(luò)的截尾廣播樹上。即，把任何來自源的

多播分組從該接口上轉(zhuǎn)發(fā)出去，以便下游路由器

可以接收到它。

?當某個多播源開始傳輸多播分組的時候，多播分

組沿著截尾廣播樹向下傳送到網(wǎng)絡(luò)的所有節(jié)點。

?如果某些網(wǎng)絡(luò)中不存在接收者，DVMRP路由器就

會將不需要的分支剪枝掉。

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4.多播轉(zhuǎn)發(fā)

?在多播模型中，源主機根據(jù)工P分組的多播地

址，向該多播組的所有成員發(fā)送信息。

?DVMRP協(xié)議利用逆向路徑轉(zhuǎn)發(fā)（RPF）算

法，決定是否轉(zhuǎn)發(fā)多播分組。

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5、DVMRP的修剪與移植

?當修剪區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)了多播組成員時，下游不必等

待上游修剪狀態(tài)超時，而是主動向上游發(fā)送移植

報文，以使修剪狀態(tài)變?yōu)檗D(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。

?DVMRP是由數(shù)據(jù)觸發(fā)驅(qū)動建立多播路由表

-路由樹的建立過程可以概括為“廣播與修剪”

?轉(zhuǎn)發(fā)特點可以概括為“被動接受，主動退出”。

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DVMRP嫁接機制使用嫁接確認報文0

?為了增加可靠性，上游路由器接收到嫁接報文Q

后，需要發(fā)送嫁接確認報文，確認嫁接己經(jīng)完2

.4O/A

-可以防止由于擁塞等原因而引起的嫁接報文\

丟失。)

-如果嫁接報文丟失或者嫁接確認報文丟失，\

則需要重傳嫁接報文。J

?嫁接報文被一跳一跳地向上游傳送，直到到達(

該多播源的多播轉(zhuǎn)發(fā)樹。同時，嫁接確認報文\

也一跳一跳向下傳送。(

_________)

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G

9.7MOSPF

多播開放最短路徑優(yōu)先協(xié)議

(MulticastOpenShortestPathFirstRouting)

____________________________________________________________________________________/

?MOSPF是OSPF的擴展，它使用多

播鏈路狀態(tài)路由選擇創(chuàng)建源端基準樹。

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1、O5PF的最短路徑生成樹

?在使用OSPF協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)中，每個路由器監(jiān)測

直接相連的鏈路狀態(tài)，當狀態(tài)改變時，向所有

其它路由器發(fā)送一個更新信息。

?每個路由器都可以基于一個共同的鏈路狀態(tài)數(shù)

據(jù)庫，了解整個網(wǎng)絡(luò)的拓撲圖。

?然后使用Dijkstra算法計算出以該路由器為根、

到達所有其它路由器的最短路徑樹。

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2、對OSPF的擴展

?在MOSPF中，路由器通過工GMP周期性地收

集多播組成員的信息。

?組成員信息和鏈路狀態(tài)信息一起被周期性地

傳送到這個路由區(qū)域中的其它路由器。

?這樣，每個路由器都知道各個多播組的所有

成員的位置。

?根據(jù)從鄰接路由器接收到的消息，路由器將

修改自己的鏈路狀態(tài)信息。

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路由器不預(yù)先計算特定源的多播樹

?使用Dijkstra算法計算從源到所有組成員的最'

短路徑生成樹。>

?計算很費時，所以路由器并不預(yù)先計算特定源（

的多播樹。）

?在接收到工P多播分組后，路由器才對該報文的\

源點計算到其組成員的生成樹。這樣可以節(jié)?。?/p>

時間。C

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MO5PF把A5劃分成路由區(qū)域

?與OSPF類似，MO5PF把整個AS劃分成多個.

路由區(qū)域，這些不同的路由區(qū)域與一個主干路/

由區(qū)域相互連接。\

?根據(jù)路由器功能的不同，MOSPF路由器可以J

分為域內(nèi)路由器、域間路由器、主干路由器和\

AS邊界路由器。)

才_____________)

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MO5PF的擴展性不好

?當組成員發(fā)生變化時，MOSPF將向區(qū)域內(nèi)的

所有路由器發(fā)布鏈路狀態(tài)通告L5A更新，導(dǎo)致

所有多播樹中路由器更新自己的路由狀態(tài)。/

?如果組成員變化頻繁，MOSPF將會發(fā)送大量\

的L5A更新，并且觸發(fā)大量的路由計算。所以)

MOSPF的擴展性并不好。\

?MOSPF沒有得到廣泛應(yīng)用。MOSPF不支持隧)

道機制，也不支持增量部署。C

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0

9.8CBT

核心基干樹

?CBT是共享樹，即多播中的所有源節(jié)點共享這

棵樹，使用一個核心作為樹根。

?自治系統(tǒng)劃分為多個區(qū)，每個區(qū)選擇一個核

心-匯集路由器。

9.8.1樹的形成

9.8.2發(fā)送多播分組

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9.8.1樹的形成《

?當匯集路由器選好后，就將它的單播地址通知給A

每個路由器。每個路由器發(fā)送單播“加入報文”4

（類似于移植報文）表示它愿意加入該組。j

?在“加入報文”發(fā)送到匯集路由器的路徑中，所有（

中間路由器從報文中提取必要的信息（例如：發(fā)\

送站的單播地址、該報文到達的接口），然后將（

報文轉(zhuǎn)發(fā)給下一個路由器。\

?當匯集路由器收到一個多播組的每個成員發(fā)來的/

所有加入報文后，樹就形成了。\

?每個路由器都知道它的上游路由器（通往樹根的（

?路由器）和下游路由器（通往樹葉的路由器）。）

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具有匯集路由器的組共享樹

?若某個路由器想退出該組，就給它的上游路由器發(fā)，

送“退出”報文。上游路由器就從樹中刪除到該路由）

器的鏈路，并把該報文轉(zhuǎn)發(fā)給它的上游路由器。\

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CBT構(gòu)造過程

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CBT多播樹是雙向的q

?在CBT中，接口沒有父子關(guān)系，接口只有兩個

狀態(tài)：要么在樹中，要么不在樹中。

?非多播組成員的源節(jié)點向著核心路由器的方向

發(fā)送分組，直到到達某個已經(jīng)在樹中的節(jié)點。

?從這個節(jié)點開始，分組被轉(zhuǎn)發(fā)到在多播組中的

所有接口，除了收到分組的那個接口。

-并不是所有分組都通過核心路由器轉(zhuǎn)發(fā)，從而

減輕核心路由器進行分組轉(zhuǎn)發(fā)的負擔。

_)

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CBT不采用逆向路徑檢查機制關(guān)

?CBT通過保證join報文和join-ack報文經(jīng)過完'

全相同(方向相反)的路徑進行傳遞，來保證/

不出現(xiàn)循環(huán)。\

?如果join報文和join-ack報文的路徑不一致，)

CBT就認為出現(xiàn)了路由循環(huán)，并重新啟動加入\

過程。)

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9.8.2發(fā)送多播分組“

-形成了多播樹后，任何一個源端都可以向該組的成員

發(fā)送多播分組。

?使用單播地址就可以把分組發(fā)送給這個匯集路由器；

?然后匯集路由器再把這個分組分發(fā)到所有組的成員。

成

成

員

員

多播分組從源端向組成員

發(fā)送分組的過程<

?CBT中，分組從源端向組成員發(fā)送的過程如下：Q

-源端將多播分組封裝在一個單播分組中。J

單播地址就是該核心（匯集路由器）地（

址，把分組發(fā)送給核心。）

-核心拆封單播分組，然后轉(zhuǎn)發(fā)給所有感興（

趣的接口。J

-接著，收到多播分組的每個路由器再把它（

轉(zhuǎn)發(fā)到所有感興趣的接口。）

管）

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CBT與DVMRP和MO5PF的不同於

-在樹的形成上，！

-CBT是從樹葉制作的，DVMRP和MOSPF是'

從樹根制作的。

-DVMRP中，先構(gòu)造廣播樹，然后再修剪；

而在CBT中，開始并沒有樹，使用加入（移

植）的方法逐漸地建立樹。

?單播協(xié)議相關(guān)上，

-CBT使用單播路由表就可以獲得通往匯集路

由器的下一跳路由器信息，這樣CBT就可以

與任何一個單播路由協(xié)議協(xié)同工作。

-DVMRP和MOSPF都只能與特定的單播路由

協(xié)議協(xié)同工作。

鄭州八.多向麗

一

PIM

協(xié)議無關(guān)多播

Protocol-independentmulticast

?P工M不依賴任何具體的底層單播路由算法

?P工M采用了P工M-DM(densemode)和

PIM-SM(sparsemode)協(xié)議

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P工M有兩種不同的多播分布情形

稠密模式,,稀疏模式:A

口相對于互連網(wǎng)絡(luò)來說，由(

口多播成員位置分布

小組成員組成的網(wǎng)絡(luò)很小)

稠密

口小組成員“廣泛分散”(

□帶寬很充足

□帶寬不是很充足)

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稀疏-稠密劃分的結(jié)果

DenseSparse；q

?假定路由器都是小組成?假定路由器都不是小組1

員，除非路由器明確剪成員，除非路由器明確（

枝加入\

?數(shù)據(jù)驅(qū)動多播樹的構(gòu)造■接收者驅(qū)動多播樹的構(gòu)）

（例如,RPF）造（例如，基于中心點）\

?對帶寬和非多播路由器?對帶寬和非多播路由器/

的處理比較浪費的處理比較保守（

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9.9P工M-密集模式P工M-DM於

?P工M-DM適合于密集多播的環(huán)境。\

?P工M-DM是基于源端的路由選擇協(xié)議。

?P工M-DM工作原理類似于DVMRP,使用逆向

路徑轉(zhuǎn)發(fā)算法RPF和修剪/移植策略來構(gòu)造多

播樹。但是也有所不同：

-P工M-DM獨立于任何單播路由協(xié)議，假定

有某種單播協(xié)議已經(jīng)構(gòu)造好了路由表1

-P工M-DM較簡單\

管____________)

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P工M-DM中的RPF算法q

?當路由器R收到從源5到多播組G的多播分組

時，首先在單播路由表中檢查：到達端口是否

是向S發(fā)送單播分組時的輸出端口，

-若是，路由器將把該分組從所有沒有收到剪

枝報文的端口發(fā)送出去

?如果所有端口都被剪枝了，則通過分組到達端口

發(fā)送剪枝報文

-否則，分組將被丟棄，并向分組到達端口發(fā)

送剪枝報文。

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9.10PIM-SM心

9.10.1匯聚點RP的選定Q

9.10.2RP共享樹的構(gòu)建J

9.10.3共享樹的剪枝(

9.10.4發(fā)送多播分組1

9.10.5從共享樹切換到基于源的樹\

9.10.6多播源到多播組成員的SPT樹的建立J

9.10.7P1M-SM的特點\

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9.10PIM-SM

?PIM-SM(RFC2362)適用于稀疏模式。

PIM-SM協(xié)議結(jié)合了SPT和CBT的優(yōu)點，是

前景最為廣闊的一種協(xié)議。

?P工M-SM使用單向共享樹，根節(jié)點稱為匯聚點

RP,相當于CBT的核心路由器。P工M-SM域內(nèi)

的所有路由器必須知道RP地址。

?CBT(RFC2189)與P工M-SM相似，二者不同：

-CBT只使用共享樹進行數(shù)據(jù)傳輸，并且無法

從共享樹切換到基于源的多播轉(zhuǎn)發(fā)樹

-P工M-SM可以這樣做。

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P工M-5M支持基于源的樹

和共享樹兩種多播樹。

?它首先生成共享樹，通過共享樹傳送最初的多j

播分組，以及使多播組成員發(fā)現(xiàn)本組的活動源f

主機。\

?由于共享樹導(dǎo)致多播分組傳送的低效性，在多（

播組成員接收多播分組的速率超過一定的門限1

后，多播組成員會將多播分組切換到基于源的/

樹上。\

/_____________________）

9.10.1匯聚點RP的選定飛卜

?P工M-SM的共享樹為單向樹。X

-多播分組只能從RP沿共享樹向下傳遞到多播組氣

成員。j

?P工M-SM的RP的選取方式：r

-⑴靜態(tài)指定RP路由器；\

-⑵通過開放標準的自舉協(xié)議指定和通告RP；（

-⑶通過Cisco的私有協(xié)議即Auto-RP協(xié)議指定）

和通告RP。

?Auto-RP協(xié)議是Cisco的私有協(xié)議，故僅介紹⑴

和⑵兩種方式。

_________________________________

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1.靜態(tài)指定RP路由器

?此方式是在P工M-SM域（域指一個P工M路由器2

的集合）中，人工指定一個RP,為該RP分配一J

個地址，此地址一般采用Loopback接口地址。（

然后對每個路由器進行配置，告知其本域中RP