H-实验手册：组播PIM-DM

实验20 PIM DM组播实验一、实验拓扑图，如图1.1所示：图1.1 PIM DM组播实验二、实验说明：1．R1通过ping模拟组播源;2．R4为组员；3．全网运行ospf同步路由信息。

三、预配置：1.R1的预配置：Router>enRouter#conf tEnter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.Router(config)#no ip do loRouter(config)#line 0Router(config-line)#no exec-tRouter(config-line)#logg sRouter(config-line)#Router(config-line)#ho R1R1(config)#int lo0R1(config-if)#ip add 1.1.1.1 255.255.255.0R1(config-if)#int s0/0R1(config-if)#ip add 12.0.0.1 255.255.255.0R1(config-if)#no sh2.R2的预配置：Router>enRouter#conf tEnter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.Router(config)#no ip do loRouter(config)#line 0Router(config-line)#no exec-tRouter(config-line)#logg sRouter(config-line)#R2(config)#int lo0R2(config-if)#ip add 2.2.2.2 255.255.255.0R2(config-if)#int s0/0R2(config-if)#ip add 12.0.0.2 255.255.255.0R2(config-if)#no shR2(config-if)#int s0/1R2(config-if)#ip add 23.0.0.2 255.255.255.0R2(config-if)#no sh3.R3的预配置：Router>enRouter#conf tEnter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.Router(config)#no ip do loRouter(config)#line 0Router(config-line)#no exec-tRouter(config-line)#logg sRouter(config-line)#Router(config-line)#ho R3R3(config)#int lo0R3(config-if)#ip add 3.3.3.3 255.255.255.0R3(config-if)#int s0/0R3(config-if)#ip add 34.0.0.3 255.255.255.0R3(config-if)#no shR3(config-if)#int s0/1R3(config-if)#ip add 23.0.0.3 255.255.255.0R3(config-if)#no sh4.R4的预配置：Router>enRouter#conf tEnter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.Router(config)#no ip do loRouter(config)#line 0Router(config-line)#no exec-tRouter(config-line)#logg sRouter(config-line)#Router(config-line)#ho R4R4(config)#int lo0R4(config-if)#ip add 4.4.4.4 255.255.255.0R4(config-if)#int s0/0R4(config-if)#ip add 34.0.0.4 255.255.255.0R4(config-if)#no sh四、配置及调试过程：1.在各路由器上配置IGP同步路由信息：R1(config-router)#router-id 1.1.1.1R1(config-router)#network 0.0.0.0 0.0.0.0 area 0R2(config-if)#router os 1R2(config-router)#router-id 2.2.2.2R2(config-router)#net 0.0.0.0 0.0.0.0 a 0R3(config-if)#router os 1R3(config-router)#router-id 3.3.3.3R3(config-router)#net 0.0.0.0 0.0.0.0 a 0R4(config-if)#router os 1R4(config-router)#router-id 4.4.4.4R4(config-router)#net 0.0.0.0 0.0.0.0 a 02.接口启用PIM-DMR2(config)#ip multicast-routing //全局开启多播协议R2(config)#int s0/0R2(config-if)#ip pim dense-mode //接口启用PIM-DMR2(config-if)#int s0/1R2(config-if)#ip pim dense-modeR3(config-router)#ip multicast-routingR3(config)#int s0/0R3(config-if)#ip pim dense-modeR3(config-if)#int s0/1R3(config-if)#ip pim dense-modeR4(config)#ip multicast-routingR4(config)#int s0/0R4(config-if)#ip pim dense-modeR4(config-if)#int lo 0R4(config-if)#ip igmp join-group 224.1.1.1 //将接口加入224.1.1.1，接受其流量3.用ping测试组播情况：//在R1上ping组播地址R1(config-router)#do ping 224.1.1.1Type escape sequence to abort.Sending 1, 100-byte ICMP Echos to 224.1.1.1, timeout is 2 seconds:Reply to request 0 from 34.0.0.4, 224 msR1(config-router)#do sh ip mroute 224.1.1.1Group 224.1.1.1 not foundR1(config-router)#do ping 224.1.1.1Type escape sequence to abort.Sending 1, 100-byte ICMP Echos to 224.1.1.1, timeout is 2 seconds:Reply to request 0 from 34.0.0.4, 188 ms//R4上调试ICMPR4(config-if)#do deb ip icmpICMP packet debugging is onR4(config-if)#*Mar 1 00:41:25.695: ICMP: echo reply sent, src 34.0.0.4, dst 12.0.0.1 //R4相应4.查看组播路由：R2(config-if)#do sh ip mroute 224.1.1.1IP Multicast Routing TableFlags: D - Dense, S - Sparse, B - Bidir Group, s - SSM Group, C - Connected,L - Local, P - Pruned, R - RP-bit set, F - Register flag,T - SPT-bit set, J - Join SPT, M - MSDP created entry,X - Proxy Join Timer Running, A - Candidate for MSDP Advertisement,U - URD, I - Received Source Specific Host Report, Z - Multicast TunnelY - Joined MDT-data group, y - Sending to MDT-data group Outgoing interface flags: H - Hardware switchedTimers: Uptime/ExpiresInterface state: Interface, Next-Hop or VCD, State/Mode(*, 224.1.1.1), 00:00:09/stopped, RP 0.0.0.0, flags: DIncoming interface: Null, RPF nbr 0.0.0.0Outgoing interface list:Serial0/1, Forward/Dense, 00:00:09/00:00:00(12.0.0.1, 224.1.1.1), 00:00:09/00:02:53, flags: TIncoming interface: Serial0/0, RPF nbr 0.0.0.0Outgoing interface list:Serial0/1, Forward/Dense, 00:00:09/00:00:00roup 224.1.1.1 not foundR3(config-if)#do sh ip mroute 224.1.1.1IP Multicast Routing TableFlags: D - Dense, S - Sparse, B - Bidir Group, s - SSM Group, C - Connected,L - Local, P - Pruned, R - RP-bit set, F - Register flag,T - SPT-bit set, J - Join SPT, M - MSDP created entry,X - Proxy Join Timer Running, A - Candidate for MSDP Advertisement,U - URD, I - Received Source Specific Host Report, Z - Multicast TunnelY - Joined MDT-data group, y - Sending to MDT-data group Outgoing interface flags: H - Hardware switchedTimers: Uptime/ExpiresInterface state: Interface, Next-Hop or VCD, State/Mode(*, 224.1.1.1), 00:01:35/stopped, RP 0.0.0.0, flags: D Incoming interface: Null, RPF nbr 0.0.0.0Outgoing interface list:Serial0/1, Forward/Dense, 00:01:35/00:00:00Serial0/0, Forward/Dense, 00:01:35/00:00:00(12.0.0.1, 224.1.1.1), 00:01:35/00:01:33, flags: T Incoming interface: Serial0/1, RPF nbr 23.0.0.2 Outgoing interface list:Serial0/0, Forward/Dense, 00:01:35/00:00:00。

PIM组播协议密集模式（DM模式）【实验名称】PIM组播协议密集模式（DM模式）【实验目的】熟悉如何配置PIM密集模式【背景描述】你是一个某单位的网络管理员，单位有存放资料的组播服务器，，服务器为用户提供组播服务，请你满足现在的网络需求。

采用PIM的密集模式来实现。

【实现功能】实现PIM密集模式下组播流量的传输，如果没有组成员，自动修剪组播发送信息。

【实验拓扑】【实验设备】S3550-24(2台)、S2126G（1台）、S2150G(1台)、PC(4台)【实验步骤】第一步：基本配置switch(config)#hostname S1S1(config)#vlan 10 ! 创建一个vlan10S1(config-vlan)#exiS1(config)#vlan 12S1(config-vlan)#exiS1(config)#vlan 20S1(config-vlan)#exiS1(config)#vlan 100S1(config-vlan)#exiS1(config)#interface f0/24S1(config-if)#switchport mode trunk ！把f0/24接口作为trunk接口S1(config-if)#switchport trunk allowed vlan remove 100 ! trunk链路不传输vlan 100的信息S1(config)#interface vlan 1S1(config-if)#ip address 192.168.1.253 255.255.255.0S1(config-if)#no shutdownS1(config)#interface vlan 10S1(config-if)#ip address 192.168.10.1 255.255.255.0 ！创建一个SVI地址S1(config-if)#no shutdownS1(config)#interface vlan 12S1(config-if)#ip address 192.168.12.1 255.255.255.0S1(config-if)#no shutdownS1(config)#interface vlan 20S1(config-if)#ip address 192.168.20.1 255.255.255.0S1(config-if)#no shutdownS1(config)#interface vlan 100S1(config-if)#ip address 192.168.100.1 255.255.255.0S1(config-if)#no shutdownS1(config)#interface fastethernet f0/1 ！把接口加入到vlan 10S1(config-if)#switchport access vlan 10S1(config)#interface fastethernet f0/2S1(config-if)#switchport access vlan 20S1(config)#interface fastethernet f0/12S1(config-if)#switchport access vlan 12switch(config)#hostname S2S2(config)#vlan 12S2(config-vlan)#exiS2(config)#vlan 50S2(config-vlan)#exiS2(config)#vlan 60S2(config-vlan)#exiS2(config)#vlan 100S2(config-vlan)#exiS2(config)#interface f0/24S2(config-if)#switchport mode trunkS2(config)#interface vlan 1S2(config-if)#ip address 192.168.2.253 255.255.255.0 S2(config-if)#no shutdownS2(config)#interface vlan 12S2(config-if)#ip address 192.168.12.2 255.255.255.0 S2(config)#interface vlan 50S2(config-if)#ip address 192.168.50.1 255.255.255.0 S2(config-if)#no shutdownS2(config)#interface vlan 60S2(config-if)#ip address 192.168.60.1 255.255.255.0 S2(config-if)#no shutdownS2(config)#interface fastethernet f0/1S2(config-if)#switchport access vlan 50S2(config)#interface fastethernet f0/2S2(config-if)#switchport access vlan 60S2(config)#interface fastethernet f0/12S2(config-if)#switchport access vlan 12switch(config)#hostname S2126S2126(config)#vlan 10S2126(config-vlan)#exiS2126(config)#vlan 20S2126(config-vlan)#exiS2126(config)#interface f0/1S2126(config-if)#switchport access vlan 10S2126(config)#interface f0/2S2126(config-if)#switchport access vlan 20S2126(config)#interface vlan 1S2126(config-if)#ip address 192.168.1.254S2126(config)#interface fastethernet 0/24S2126(config-if)#switchport mode trunkswitch(config)#hostname S2150S2150(config)#vlan 50S2150(config-vlan)#exiS2150(config)#vlan 60S2150(config-vlan)#exiS2150(config-if)#switchport access vlan 50S2150(config)#interface f0/2S2150(config-if)#switchport access vlan 60S2150(config)#interface vlan 1S2150(config-if)#ip address 192.168.2.254S2150(config)#interface fastethernet 0/24S2150(config-if)#switchport mode trunk第二步：配置路由协议S1(config)#router ospf ! 开启ospf进程S1(config-router)#network 192.168.1.0 0.0.0.255 area 0 ！将网段加入到区域0 S1(config-router)#network 192.168.10.0 0.0.0.255 area 0S1(config-router)#network 192.168.12.0 0.0.0.255 area 0S1(config-router)#network 192.168.20.0 0.0.0.255 area 0S1(config-router)#network 192.168.100.0 0.0.0.255 area 0S2(config)#router ospfS2(config-router)#network 192.168.2.0 0.0.0.255 area 0S2(config-router)#network 192.168.12.0 0.0.0.255 area 0S2(config-router)#network 192.168.50.0 0.0.0.255 area 0S2(config-router)#network 192.168.60.0 0.0.0.255 area 0第三步：配置组播S1(config)# ip multicast-routing ！开启组播功能S1(config)#interface vlan 1S1(config-if)#ip pim ！默认为DM模式S1(config)#interface vlan 10S1(config-if)#ip pimS1(config)#interface vlan 12S1(config-if)#ip pimS1(config)#interface vlan 20S1(config-if)#ip pimS1(config)#interface vlan 100S1(config-if)#ip pimS2(config)# ip multicast-routingS2(config)#interface vlan 1S2(config-if)#ip pimS2(config)#interface vlan 12S2(config-if)#ip pimS2(config)#interface vlan 50S2(config-if)#ip pimS2(config-if)#ip pimS2126(config)#ip igmp profile 1 ！进入igmp配置文件模式S2126(config-profile)#deny ！允许所有的组播组通过。

什么是组播？让我们⼀起解密组播协议（IGMP、PIM）写在前⾯：本⼈是⼀名计算机系⼤⼆的学⽣，会不定时的将我的学习笔记分享给⼤家！如果需要更多的学习资源可以通过我的⾃⾏下载！⽬录组播技术传统的点到点单播存在的问题重复流量过多消耗设备资源、带宽资源难以保证传输质量概述信息发送者：组播源接受相同的信息接受这过程⼀个组播组，并且接受者都是定义：⼀点发出，多点接应优势提⾼效率优化性能分布式应⽤缺点基于udp尽⼒⽽为报⽂重复报⽂失序缺少拥塞避免机制61、ip组播(1) 对于IP 组播，需要关注下列问题：组播源将组播信息传输到哪⾥?即组播寻址机制;⽹络中有哪些接收者?即主机注册;这些接收者需要从哪个组播源接收信息?即组播源发现;组播信息如何传输?即组播路由。

(2) IP 组播属于端到端的服务，组播机制包括以下四个部分：寻址机制：借助组播地址，实现信息从组播源发送到⼀组接收者;主机注册：允许接收者主机动态加⼊和离开某组播组，实现对组播成员的管理;组播路由：构建组播报⽂分发树(即组播数据在⽹络中的树型转发路径)，并通过该分发树将报⽂从组播源传输到接收者;组播应⽤：组播源与接收者必须安装⽀持视频会议等组播应⽤的软件，TCP/IP 协议栈必须⽀持组播信息的发送和接收。

为了让组播源和组播组成员进⾏通信，需要提供⽹络层组播地址，即IP 组播地址。

同时必须存在⼀种技术将IP 组播地址映射为链路层的组播MAC 地址。

(3) IP 组播地址IANA(Internet Assigned Numbers Authority，互联⽹编号分配委员会)将D类地址空间分配给IPv4组播使⽤，范围从224.0.0.0到239.255.255.255，具体分类及其含义如下表所⽰。

组播地址D类地址范围含义224.0.0.0-224.0.0.255为路由协议预留的永久组地址224.0.1.0-231.255.255.255 /233.0.0.0-238.255.255.255⽤户可⽤的asm临时组地址，全⽹范围有效232.0.0.0-232.255.255.255⽤户可⽤ssm临时组地址，全⽹范围内有效239.0.0.0-239.255.255.255⽤户可⽤的asm临时组地址，尽在特定的本地管理域内有效，陈伟本地管理组播地址D类地址范围含义IPv4 组播地址的范围及含义说明：组播组中的成员是动态的，主机可以在任何时刻加⼊或离开组播组。

RPF机制，PIM-DM工作机制，PIM-SM工作机制一、组播的RPF机制路由器在接收到由源S 向组播组G 发送的组播报文后，首先查找组播转发表。

∙如果存在对应（S，G）表项，且该组播报文实际到达接口与Incoming interface 一致，则向所有的outgoing interfaces 执行转发；∙如果存在对应（S，G）表项，但是报文实际到达接口与Incoming interface 不一致，则对此报文执行RPF 检查。

如果检查通过，则将Incoming interface 修改为报文实际到达接口，然后向所有的outgoing interfaces 执行转发。

∙如果不存在对应（S，G）表项，则对此报文执行RPF 检查。

如果检查通过，则根据相关路由信息，创建对应路由表项，然后向所有的outgoing interfaces 执行转发。

RPF 检查执行过程如下：在单播路由表中查找RPF接口。

单播路由表中汇集了到达各个目的地址的最短路径。

∙如果当前组播路径沿袭从组播源S 到客户端的SPT 或组播源S 到RP的源树，则路由器以源S 的IP 地址为目的地址查找单播路由表，对应表项中的出接口为RPF接口。

路由器认为由该RPF 接口接收到的组播报文所经历的路径是从源S 到本地的最短路径。

∙如果当前组播路径沿袭从RP 到客户端的RPT，则路由器以RP 的IP 地址为目的地址查找单播路由表，对应表项中的出接口为RPF 接口。

路由器认为由该RPF 接口接收到的组播报文所经历的路径是从RP 到本地的最短路径。

∙将RPF 接口与组播报文的实际到达接口相比较，判断到达路径的正确性，从而决定是否进行转发。

∙如果两接口相一致，那么就认为这个组播包是从正确路径而来，RPF 检查成功。

∙如果两接口不一致，将该组播报文丢弃。

作为路径判断依据的单播路由信息可以来源于任何一种单播路由协议、组播静态路由或者MBGP 路由协议。

当组播路径沿袭从组播源到客户端的SPT 时，RPF 检查过程如图13-1 所示。

S7500交换机PIM-DM组播协议典型配置一、组网需求：使用三台S7500交换机S75-A、S75-B、S75-C组网；S75-A连接一台组播源服务器，S75-B、S75-C分别连接客户端A、客户端B，连接端口如下：S75-A通过e1/0/1端口连接组播源，e1/0/2端口连接S75-B，e1/0/3端口连接S75-C；S75-B通过e1/0/1端口连接客户端A，e1/0/2端口连接S75-A；S75-C通过e1/0/1端口连接客户端B，e1/0/3端口连接S75-A；使用OSPF协议发布路由、组播协议使用PIM-DM协议和IGMP协议，视频服务器发送组播地址为225.0.0.1的组播数据，客户端A、B加入该组并用客户端软件接收组播数据。

二、组网图：三、配置步骤：1.配置OSPF协议在S7500交换机的虚接口上启动OSPF路由协议，属于area 0，使用network命令发布路由，确保各交换机OSPF路由表可以正确建立，从客户端A、B可以ping 通组播源服务器地址10.0.2.1/24。

2.启动组播路由协议[H3C] multicast routing-enable3.在接口上启动IGMP和PIM-DM协议S75-A：[H3C] vlan 2[H3C-vlan2] port ethernet 1/0/1[H3C-vlan2] quit[H3C] vlan 100[H3C-vlan100] port ethernet 1/0/2[H3C-vlan100] quit[H3C] vlan 200[H3C-vlan200] port ethernet 1/0/3[H3C-vlan200] quit[H3C] interface vlan-interface 2[H3C-vlan-interface2] ip address 10.0.2.254 255.255.255.0 [H3C-vlan-interface2] pim dm[H3C-vlan-interface2] quit[H3C] interface vlan-interface 100[H3C-vlan-interface100] ip address 10.0.100.252 255.255.255.0 [H3C-vlan-interface100] pim dm[H3C-vlan-interface100] quit[H3C] interface vlan-interface 200[H3C-vlan-interface200] ip address 10.0.200.252 255.255.255.0 [H3C-vlan-interface200] pim dmS75-B：[H3C] vlan 10[H3C-vlan10] port ethernet 1/0/1[H3C-vlan10] quit[H3C] vlan 100[H3C-vlan100] port ethernet 1/0/2[H3C-vlan100] quit[H3C] interface vlan-interface 10[H3C-vlan-interface10] ip address 10.0.10.254 255.255.255.0 [H3C-vlan-interface10] pim dm[H3C-vlan-interface10] quit[H3C] interface vlan-interface 100[H3C-vlan-interface100] ip address 10.0.100.253 255.255.255.0 [H3C-vlan-interface100] pim dm[H3C-vlan-interface100] quitS75-C：[H3C] vlan 20[H3C-vlan20] port ethernet 1/0/1[H3C-vlan20] quit[H3C] vlan 200[H3C-vlan200] port ethernet 1/0/3[H3C-vlan200] quit[H3C] interface vlan-interface 20[H3C-vlan-interface20] ip address 10.0.20.254 255.255.255.0[H3C-vlan-interface20] pim dm[H3C-vlan-interface20] quit[H3C] interface vlan-interface 200[H3C-vlan-interface200] ip address 10.0.200.253 255.255.255.0[H3C-vlan-interface200] pim dm四、配置关键点：1.二、三层组播可以同时运行在交换机上，但是在同一个VLAN或该VLAN对应的虚接口上是不能同时运行二层和三层组播协议的。

组播pim-dm工作原理
PIM-DM（Protocol Independent Multicast - Dense Mode）是一种用于组播路由的协议，其工作原理如下：
1. 组播源：当一个主机作为组播源时，它将开始发送组播数据包。

它首先需要加入到一个特定的组播组，并选择一个初始的组播树根。

2. 初始组播树：组播源会向所有邻居节点发送组播数据包，并标记它们为活跃邻居。

邻居节点会收到数据包后，将它们转发到它们自己的邻居节点。

这样就形成了一个初始的组播树，从源节点到所有的邻居节点。

3. 刷新树的构建：一旦初始组播树构建完成，PIM-DM将尝试优化这个树。

它会更新树的分支，删除不必要的分支，并选择最短路径进行转发。

这样可以减少树的深度和跳数，提高传输的效率。

4. 邻居维护：PIM-DM使用了倒数计数器来维护邻居节点的活跃性。

每个邻居节点在接收到组播数据包后会重新计数，并把它们传播给它们自己的邻居。

如果计数器达到0，那么节点将被认为是不活跃的，并从组播树中移除。

5. 沉默源检测：PIM-DM使用沉默源检测来识别不再发送组播数据包的源节点。

当一个主机不再发送组播数据包时，它的邻居节点将察觉到这种情况，并进行相应的处理。

如果一个源节点沉默一段时间，邻居节点将把它从组播树中剪枝。

总体来说，PIM-DM使用了初始组播树的构建和维护机制，以及邻居节点的活跃性维护和源节点的沉默源检测机制，来进行组播路由的建立和维护。

它提供了一种基于密集模式的组播路由解决方案，适用于网络中组播的高密度区域。

第一章 PIM的密集模式在组播的初期的时候使用的模式就是PIM的密集模式，这种模式使用一种推的方式通过网络传输组播数据包。

用简单的术语来说，组播路由器通过所有的接口发送组播数据，知道其他的设备告诉它停止传送。

本试验主要测试PIM密集模式的运行状态，启动路由器的组播功能：Ip multicast-routing在PIM密集模式在接口下的配置：Ip pim dense-modePIM需要单播路由的支持，在每个借口上打开组播的理由是因为IP组播路由选择是颠倒的路由，它转发（或者不转发）组播包取决与该组播包从那里来（源IP地址）而不是到那里去（组播组地址）。

因此，整个组播传输路径上的控制机制与单播路由机制是很大的差别。

配置PIM-DM相对容易，但另一件事是要完全理解路由器在收到组播信息、剪枝、嫁接等信息时所用的一系列的响应。

在Cisco路由器中，组播转发状态表现形式为组播路由表或者“mroute”表中的（*，G）和（S，G）项，通过执行“show ip mroute”命令可以显示这些信息。

1．1 PIM-DM（*，G）状态规则虽然PIM-DM规范中没有要求，但无论何时只要创建（S，G）状态，Cisco 的执行成学就自动创建父（*，G）状态。

主要理由是在Cisco的执行程序中所有（S，G）数据结构是与其父（*，G）数据结构链接在一起的。

这样做不仅由于各种PIM内部的最佳化效果获得补偿。

由次产生PIM通过规则。

密集模式（*，G）项不用于组播转发，他们的主要功能是维护那些与组有关的信息使之成为一个整体。

例如，（*，G）项表示组运行的模式（在次为密集模式）,而密集模式也映射了连接其他邻居或直接连在组现有成员上的接口。

由此产生了第1条密集模式规则：密集模式（*，G）项的输出接口列表映射了现有的PIM-DM邻居接口或直接连接的组成员接口。

1．2 PIM-DM（S，G）状态规则在PIM-DM中，组播信息流到达后创建（S，G）项，如果父（*，G）项不存在，首先创建它，而其所提供的输出接口列表和上面的讲述的模式一样。

组播⼀、组播概述：（基于UDP）在IP⽹络中，节点之间的通信通常采⽤点到点的⽅式。

点到多点的传输：使⽤⼴播：占⽤不必要的带宽，不需要的⼈，也会接收到。

数据源发送⼀份数据包链路上传输⼀份数据包所有主机都会接收数据包使⽤单播：需要向每⼀个接收者单独发送⼀份数据，当接收者数量增加时，发送源复制的⼯作负荷会⽐例增加，当接收者数据巨⼤时，⼀些接收者接收数据的延时⼤⼤增加，对延时敏感的应⽤如多媒体会议、视频监控。

数据源发送多份数据包链路上传输多份数据包只有数据接收者才会收到数据包使⽤组播：数据源发送⼀份数据包链路上传输⼀份数据包只有数据接收者才会收到数据包组播优缺点：只要是组播都是⽤UDP优点：增强效率，控制⽹路流量，减少服务器和CPU的负载优化性能，消除流量冗余分布式应⽤，使多点传输成为可能缺点：尽最⼤努⼒交付（UDP），不会重传⽆拥塞控制（qos），⽆法保证优先传输数据包重复数据包的⽆需交付组播典型应⽤：多媒体会议、IP视频监控，QQ共享⽩板等多对⼀。

组⽹技术需求：组播地址：224.0.0.0-- 239.255.255.255（没有什么⼴播地址和⽹络地址）本地协议预留组播地址：224.0.0.0--224.0.1.255（保留给某些协议具体使⽤）仅供本地⽹段上的⽹络协议使⽤。

本地管理组地址：（私⽹）239.0.0.0--239.255.255.255⽤户组播地址：（公⽹）224.0.2.0--238.255.255.255组播MAC地址：以太⽹：01-00-5e-xx-xx-xx组播IP地址到组播MAC地址的映射：组播中：32个IP地址对应⼀个MAC组播MAC地址，第⼀个字节的最后⼀位为1。

单播MAC地址，第⼀个字节的最后⼀位为0。

⼆、组播组管理协议：（1）IGMP简介：是运⾏在主机和路由设备之间的协议→ 主机通过组播组管理协议加⼊或离开某些组播组→ 路由设备通过组播组管理协议管理和维护本地的组播组信息常⽤的组播组管理协议为IGMP（管理和维护本地组的信息）加⼊、查询、离开离开时，得表⽰⾃⼰是不是最后⼀个⼈，如果是最后⼀个⼈，路由设备得删除组播组信息（2）、组播分发树模型（路由器和路由器之间）是组播数据的转发路径根据树根位置的不同，组播分发树模型分为：→ 最短路径树模型：源到每⼀个接收者的最短路径（⽐较耗资源）→ 共享树模型：源到每⼀个接收者的路径不⼀定是最短的（3）.组播转发机制：组播转发机制和单播转发机制不同：→ 单播转发关⼼报⽂到哪⾥去（只关⼼报⽂的⽬的地址）→ 组播转发关⼼报⽂从哪⾥来组播转发机制-----当收到两个数据包，会通过单播路由表查询到组播源最短的路径，从⽽确认收哪个数据包，不收哪个数据包，所有没有单播路由表，就不可能有组播转发表。

pim协议PIM（Protocol Independent Multicast）协议是一种网络组播协议，旨在实现高效的组播数据传输。

PIM协议并不依赖于任何特定的单播协议，而是可以与各种单播协议结合使用。

它可以在不同的网络环境下实现多播数据的传输，包括以IPv4和IPv6为基础的网络。

PIM协议的主要目标是实现高效的组播数据传输，以减少网络带宽的消耗和提高数据传输的速度。

PIM协议使用两种基本的路由协议来实现组播转发：PIM-DM（PIM-Dense Mode）和PIM-SM（PIM-Sparse Mode）。

PIM-DM是一种基于洪泛(flooding)的路由协议，适用于网络中的密集型组播场景。

当组播数据包到达一个路由器时，该路由器会将数据包发送到所有的接口上，直到数据包到达组播组的所有成员。

然而，这种方法会产生大量的数据副本，造成网络带宽的浪费。

因此，在网络拓扑中使用PIM-DM协议需要谨慎考虑。

与之相对的，PIM-SM采用一种树状结构的路由方式，只在需要的时候才将组播数据发送到具体的接口。

PIM-SM通过建立组播树（Multicast Tree）来实现组播数据的传输。

这个树的根节点是源节点，叶节点是接收组播数据的成员节点。

PIM-SM 协议使用广播及其他技术来构建和维护组播树，以动态地调整组播数据的传输路径。

这种方式可以有效地减少组播数据在网络中的传播范围，节约了网络资源的开销。

除了PIM-DM和PIM-SM，还有扩展的PIM协议：PIM-SSM （PIM-Source Specific Multicast）和PIM-BSR（PIM-Bootstrap Router）。

PIM-SSM是一种源特定的组播协议，只允许源IP 地址和组播组的IP地址相匹配的数据通过，极大地减少了组播数目。

PIM-BSR则是用来识别和维护网络中的组播源和组播组的协议。

总而言之，PIM协议是一种实现高效组播数据传输的协议。

实验三十九（1）、交换机组播PIM-DM 实验一、实验目的1、了解组播的概念；2、了解PIM-DM 特点；3、学会PIM-DM 组播协议应用的相关设置。

二、应用环境当信息（包括数据、语音和视频）传送的目的地是网络中的少数用户时，可以采用多种传送方式。

可以采用单播（Unicast）的方式，即为每个用户单独建立一条数据传送通路；或者采用广播（Broadcast）的方式，把信息传送给网络中的所有用户，不管他们是否需要，都会接收到广播来的信息。

例如，在一个网络上有200个用户需要接收相同的信息时，传统的解决方案是用单播方式把这一信息分别发送200次，以便确保需要数据的用户能够得到所需的数据；或者采用广播的方式，在整个网络范围内传送数据，需要这些数据的用户可直接在网络上获取。

这两种方式都浪费了大量宝贵的带宽资源，而且广播方式也不利于信息的安全和保密。

IP组播技术的出现及时解决了这个问题。

组播源仅发送一次信息，组播路由协议为组播数据包建立树型路由，被传递的信息在尽可能远的分叉路口才开始复制和分发，因此，信息能够被准确高效地传送到每个需要它的用户。

PIM-DM（Protocol Independent Multicast，Dense Mode，协议独立组播－密集模式）属于密集模式的组播路由协议，适用于小型网络，在这种网络环境下，组播组的成员相对比较密集。

三、实验设备1、DCRS-7604（或6804）交换机1 台2、DCS-3926S 交换机1-2 台3、PC 机2-4 台4、Console 线1-2 根5、直通网线2-8 根四、实验拓扑五、实验要求1、在交换机C 上划分基于端口的VLAN：2、PC1-PC4 的都是组播客户端：在Video Server 上运行组播服务器软件Acgen.exe，在PC1 和PC2 上运行组播客户端软件Acrec.exe，查看组播状态。

六、实验步骤第一步：交换机全部恢复出厂设置，配置交换机的VLAN信息DCRS-7604(Config)#vlan 2DCRS-7604(Config-Vlan2)#switchport interface ethernet 1/2Set the port Ethernet1/2 access vlan 2 successfullyDCRS-7604(Config-Vlan2)#exDCRS-7604(Config)#vlan 3DCRS-7604(Config-Vlan3)#switchport interface ethernet 1/3Set the port Ethernet1/3 access vlan 3 successfullyDCRS-7604(Config-Vlan3)#exitDCRS-7604(Config)#vlan 4DCRS-7604(Config-Vlan4)#switchport interface ethernet 1/4Set the port Ethernet1/4 access vlan 4 successfullyDCRS-7604(Config-Vlan4)#exitDCRS-7604(Config)#DCRS-7604(Config)#interface v 2DCRS-7604(Config-If-Vlan2)#ip address 192.168.2.1 255.255.255.0DCRS-7604(Config-If-Vlan2)#exitDCRS-7604(Config)#in v 3DCRS-7604(Config-If-Vlan3)#ip address 192.168.3.1 255.255.255.0DCRS-7604(Config-If-Vlan3)#DCRS-7604(Config-If-Vlan3)#exitDCRS-7604(Config)#int v 4DCRS-7604(Config-If-Vlan4)#ip add 192.168.4.1 255.255.255.0DCRS-7604(Config-If-Vlan4)#exitDCRS-7604(Config)#第二步：启动PIM-DM协议交换机C：DCRS-7604(Config)#int v 2DCRS-7604(Config-If-Vlan2)#ip pim dense-modeDCRS-7604(Config-If-Vlan2)#exitDCRS-7604(Config)#int v 3DCRS-7604(Config-If-Vlan3)#ip pim dense-modeDCRS-7604(Config-If-Vlan3)#exitDCRS-7604(Config)#int v 4DCRS-7604(Config-If-Vlan4)#ip pim dense-modeDCRS-7604(Config-If-Vlan4)#exitDCRS-7604(Config)#交换机A：如果交换机A上还有其他vlan信息，则先配置vlan信息，trunk端口等，与交换机C连通，再进行如下配置：switch(Config)#ip igmp snoopingswitch(Config)#ip igmp snooping vlan 2IGMP snooping is started on Vlan 2!switch(Config)#ip igmp snooping vlan 2 mrouter interface ethernet 0/0/24switch(Config)#交换机B：同交换机A验证配置DCRS-7604#sh ip igmp groupsIGMP Connect Group MembershipGroup Address Interface Uptime Expires Last Reporter239.255.255.250 Vlan2 00:20:58 00:03:30 192.168.2.76225.2.1.1 Vlan3 00:00:13 00:03:31 192.168.3.252234.5.6.7 Vlan3 00:00:13 00:03:35 192.168.3.252234.5.6.7 Vlan4 00:32:24 00:03:56 192.168.4.253DCRS-5526S#show ip pim mroute dmBIT Proto: DVMRP 0x2, PIM 0x8, PIMSM 0x10, PIMDM 0x20;Flags: RPT 0x1, WC 0x2, SPT 0x4, NEG CACHE 0x8, JOIN SUPP 0x10;Downstream: IGMP 0x1, NBR 0x2, WC 0x4, RP 0x8, STATIC 0x10;PIMDM Group Table, inodes 3 routes 2:(192.168.2.76, 234.5.6.7), protos: 0x8, flags: 0x4, 00:09:45/00:03:25Incoming interface : Vlan2, RPF Nbr 0.0.0.0, pref 0, metric 0Outgoing interface list:(Vlan3), protos: 0x1, UpTime: 00:09:41, Exp:/(Vlan4), protos: 0x1, UpTime: 00:05:34, Exp:/Prune interface list:七、注意事项和排错1、PIM的工作过程可以概括为：1、邻居发现：PIM-DM 路由器刚开始启动时，需要使用Hello 报文来发现邻居；2、扩散—剪枝过程（Flooding&Prune):采用RPF检查，利用现存的单播路由表构建一棵从数据源始发的组播转发树；3、嫁接（Graft): 当被剪枝的下游节点需要恢复到转发状态时，该节点使用嫁接报文通知上游节点恢复组播数据转发。

组播之PIM 篇拟制Prepared by 王君菠 Date 日期 2006-02 评审人 Reviewed byDate 日期 批准 Approved byDate 日期华为三康技术有限公司Huawei-3Com Technologies Co., Ltd.版权所有 侵权必究 All rights reserved修订记录Revision Record目录1 PIM-DM篇 (5)1.1 简介 (5)1.2 RPF 逆向路径查询 (5)1.3 PIM的组播转发方式 (7)1.4 PIM-DM 的剪枝（prune） (8)1.5 PIM-DM的嫁接（Graft） (9)1.6 剪枝否决（pruning override） (10)1.7 断言（Assert） (11)1.8 PIM-DM的状态维护 (11)1.9 DR的选取 (12)2 PIM－SM篇 (13)2.1 引述 (13)2.2 PIM-SM表项建立和转发过程 (13)2.3 PIM-SM 注册与注册停止 (15)2.4 PIM-SM 剪枝 (16)2.5 PIM-SM的状态维护 (16)2.6 组播分发树模型和RPT到SPT的切换 (16)3 参考资料 (20)前言近几年，随着网络应用的发展，多媒体会议普及、IPTV炒作的越来越热，组播变的越来越热，应用的越来越多。

组播要完成从组播源到客户端传递信息，可分成两个部分理解：客户端主机和路由器之间的组播数据传输及实现；路由器与路由器之间的组播数据传输及实现。

其中客户端和主机之间是IGMP来完成的；路由器与路由器之间，是组播路由协议，常见的有DVMRP，CBT，MOSPF，MBGP，MSDP，PIM等。

PIM （Protocol Independent Multicast）分为两种模式：PIM-SM （SparseMode稀疏模式）和 PIM-DM（DenseMode密集模式），本文就这两部分分别展开讨论。

PIM-DM (Protocol Independent Multicast-Dense Mode)是一种密集模式的组播路由协议，合用于网络规模比较小、组播成员相对集中的情况。

因为PIM-DM 不依赖于任何特定的单播路由协议，所以被称作是协议无关的( Protocol Independent)组播路由协议。

PIM-DM 在RFC 3973 文档中定义。

PIM-DM 设备之间通过Hello 消息来发现邻居。

一旦PIM-DM 设备启动，它就周期性地在每一个配置了PIM-DM 的接口上发送Hello 消息。

Hello 消息有一个保持时间(Hello Hold Time)字段，这个时间参数定义了邻居等待下一个Hello 消息的最长期。

如果邻居在这个时间内没有收到另一个Hello 消息，就会将这个设备从邻居关系表中删除。

PIM-DM 使用扩散与剪枝(flood and prune)来建立组播树。

PIM-DM 假定当组播源开始发送组播数据报文时，网络中的所有系统都需要接收该报文，因此报文被转发给每一个系统。

从设备上游接口接收到的报文都要经过RPF (Reverse Path Forwarding，反向路径转发)检查，没有通过RPF 检查的报文将被丢弃。

对于通过了RPF 检查的组播报文，设备根据报文的(S, G)对，即根据组播报文的源地址和组地址计算外出接口。

如果计算出的外出接口不为空，则对该(S, G)对建立一个外出接口的表项，并且将该组播报文由外出接口转发；如果计算出的外出接口为空，则向RPF 邻居发送一个剪枝报文，通知上游邻居不要再向本接口转发来自该(S, G)的组播报文。

上游接口接收到剪枝报文以后，把发送该剪枝报文的接口记为剪枝状态(Pruned)，并设置一个剪枝状态计时器。

这样就建立了一棵以组播源为根的组播转发树。

PIM-DM 使用Assert 机制来消除冗余路由。

如图1 所示，组播数据报文同时到达设备A 和设备B 时，设备A 和设备B 都向设备C 转发，这时设备C 就会收到同一份报文的两个拷贝，这是不允许的。

组播原理及配置介绍组播是一种网络通信方式，能够实现一对多或多对多的通信。

其原理是将一份数据包同时发送给多个主机，而不是复制多份数据分别发送给每个主机。

组播技术在实时应用程序、视频流以及跨网络广播等场景中具有广泛的应用。

组播的原理是基于 Internet Group Management Protocol (IGMP) 和 Protocol Independent Multicast (PIM) 协议。

IGMP用于主机与网络设备之间的通信，PIM则是一种路由协议，用于组播数据包在整个网络中的传播。

组播的传输过程主要包括如下几个步骤：1.主机发送组播请求：当主机加入组播组时，它会向网络设备发送IGMP报文，请求加入特定的组播组。

2.路由器收到请求：网络设备如路由器会接收并处理IGMP报文，通过PIM协议更新组播路由表，确定组播数据应该转发到哪些接口。

3.组播数据转发：一旦路由器确定了数据的转发路径，它会将组播数据包进行复制，并沿着生成的路径发送到相应的接口。

4.主机接收组播数据：网络中的其他主机会根据自己的加入请求和IGMP报文进行过滤，只有与组播组相匹配的数据包才会被接收。

为了实现组播功能，需要进行相关的配置。

在路由器端，需要配置IGMP和PIM协议。

在 IGMP 配置中，需要启用 IGMP 管理，以便路由器能够接收和处理主机的 IGMP 报文。

PIM 配置用于启用和配置 PIM-DM （Dense Mode）或 PIM-SM（Sparse Mode）路由模式，以及指定 RPH（RP Holder）和 Rendezvous Point（RPs）等参数。

另外，在主机端，也需要进行一些配置。

主机需要配置并加入相应的组播组，在 Windows 操作系统中，可以使用 mcast.exe 命令来配置和管理组播组，并使用 netsh 命令来配置 IGMP 相关参数。

配置组播还需考虑网络拓扑、带宽和负载均衡等因素。

1.1 PIM-DM协议简介协议独立组播－密集模式PIM-DM（Protocol Independent Multicast,Dense Mode）属于密集模式的组播路由协议。

PIM-DM适用于小型网络，在这种网络环境下，组播组的成员相对比较密集。

PIM-DM的工作过程可以概括为：邻居发现、扩散—剪枝过程、嫁接阶段。

1. 邻居发现PIM-DM路由器刚开始启动时，需要使用Hello报文来进行邻居发现。

各个运行PIM-DM的网络节点之间使用Hello报文保持相互之间的联系。

PIM-DM的Hello报文是周期性发送的。

2. 扩散—剪枝过程（Flooding&Prune）PIM-DM假设网络上的所有主机都准备接收组播数据。

当某组播源S开始向组播组G发送数据时，路由器接收到组播报文后，首先根据单播路由表进行RPF检查，如果检查通过，路由器创建一个（S，G）表项，然后将数据向网络上所有下游PIM-DM节点转发（Flooding）。

如果没有通过RPF检查，即组播报文从错误的接口输入，则将报文丢弃。

经过这个过程，在PIM-DM组播域内，都会创建一个（S，G）表项。

如果下游节点没有组播组成员，则向上游节点发剪枝（Prune）消息，通知上游节点不用再向下游节点转发数据。

上游节点收到剪枝消息后，就将相应的接口从其组播转发表项（S，G）对应的输出接口列表中删除，这样就建立了一个以源S为根的SPT（Shortest Path Tree）树。

剪枝过程最先由叶子路由器发起。

这个过程就称为扩散—剪枝过程。

各个被剪枝的节点同时提供了超时机制，当剪枝超时时，每台路由器又重新开始扩散—剪枝过程。

PIM-DM的扩散—剪枝机制周期性地不断进行。

在这个过程中，PIM-DM采用RPF检查，利用现存的单播路由表构建了一棵从数据源始发的组播转发树。

当一个组播包到达的时候，路由器首先判断到达路径的正确性。

如果到达接口是单播路由指示的通往组播源的接口，那么认为这个组播包是从正确路径而来；否则，这个组播包将作为冗余报文而被丢弃，不进行组播转发。

组播-PIM需要补充PIM相关的报文格式与相关的流程图。

根据课本上的来即可。

1 PIM简介作用PIM（Protocol Independent Multicast）称为协议无关组播。

与单播路由协议无关。

作为组播路由解决方案，它直接利用单播路由表的路由信息，对组播报文执行RPF （Reverse Path Forwarding，逆向路径转发）检查，检查通过后创建组播路由表项，从而转发组播报文。

目前设备实际支持的PIM协议包括：PIM-DM（PIM-Dense Mode密集模式）、PIM-SM（PIM-Sparse Mode稀疏模式）。

组播分发树PIM网络以组播组为单位在路由器上建立一点到多点的组播转发路径。

由于组播转发路径呈现树型结构，也称为组播分发树MDT（Multicast Distribution Tree）。

组播分发树主要包括以下两种：•以组播源为根，组播组成员为叶子的组播分发树称为SPT（Shortest Path Tree）。

SPT同时适用于PIM-DM网络和PIM-SM网络。

•以RP（Rendezvous Point）为根，组播组成员为叶子的组播分发树称为RPT （RP Tree）。

RPT适用于PIM-SM网络。

PIM路由器在接口上使能了PIM协议的路由器即为PIM路由器。

在建立组播分发树的过程中，PIM路由器又分为以下几种：•叶子路由器：与用户主机相连的PIM路由器，但连接的用户主机不一定为组成员。

•第一跳路由器：组播转发路径上，与组播源相连且负责转发该组播源发出的组播数据的PIM路由器。

•最后一跳路由器：组播转发路径上，与组播组成员相连且负责向该组成员转发组播数据的PIM路由器。

•中间路由器：组播转发路径上，第一跳路由器与最后一跳路由器之间的PIM 路由器。

PIM路由表项与转发流程PIM路由表项即通过PIM协议建立的组播路由表项。

PIM网络中存在两种路由表项：（S，G）路由表项或（ * ，G）路由表项。

组播实验一实验目的1)理解Multicast的一些基本概念。

2)掌握pim dense-mode的基本配置。

3)理解pim dense-mode的flood和prune过程。

4)理解 pim dense-mode 的assert机制5)掌握cgmp的配置，及其优点。

6)掌握pim sparse-mode的基本配置。

二、实验拓扑和器材Server 192.168.5.x拓扑如上所示，需要路由器四台、交换机一台，主机三台（一台能作组播的服务器，需要Server级的windows操作系统）。

三、实验原理1．组播基本原理Multicast应用在一点对多点、多点对多点的网络传输中，可以大大的减少网络的负载。

因此，Multicast广泛地应用在流媒体的传输、远程教学、视频/音频会议等网络应用方面。

Multicast采用D类IP地址，即224.0.0.0~239.255.255.255。

其中224.0.0.0~224.0.0.255是保留地址，239.0.0.0~239.255.255.255是私有地址，类似于unicast的私有地址。

Multicast的IP地址与MAC地址的映射：MAC地址有48位，前面24位规定为01-00-5E，接着一位为0，后面23位是IP地址的后23位。

路由器间要通过组播协议（如DVMRP、MOSPF、PIM）来建立组播树和转发组播数据包。

组播树有两类：源树和共享树。

多播时，路由器采用组管理协议IGMP来管理和维护主机参与组播。

IGMP协议v1中，主机发送report包来加入组；路由器发送query包来查询主机（地址是224.0.0.1），同一个组的同一个子网的主机只有一台主机成员响应，其它主机成员抑制响应。

一般路由器要发送3次query包，如果3次都没响应，才认为组超时（约3分钟）。

IGMPv2中，主机可以发送leave信息给路由器（地址224.0.0.2）；路由器收到信息后，发送一个特别的query包，在3秒内没收到组成员响应，就认为组超时。