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组播路由协议PIM-SM 概述PIM-SM (Protocol Independent Multicast-Sparse Mode)––––––独立于协议的组播稀疏模式。
PIM，独立于协议，这主要是指PIM不依赖于某种特定的单播路由协议，它只是利用单播路由协议建立起来的单播路由表来完成RPF校验，而非维护一个组播路由表来实现组播的转发。
因为PIM不需要保持自己的路由表，所以它不需要象其它协议那样发送或接收组播路由更新，这样PIM的开销也就低了许多。
以下我将结合例子来简单讲述PIM-SM协议：一．P IM-SM的工作过程（共享树的加入剪枝）PIM-SM的操作是围绕着一个单向的共享树来展开的，这里的单向是指：从源到接收者方向。
在共享树上，有一个根节点----RP，共享树上的组播数据流要依赖于RP来向下转发，因此共享树也叫RP树，通常称作RPT。
那么源的数据流是如何到达接收者的呢？见下图：ReceiverB是个接收者，想接收HostA的数据流，则它向路由器C发送一个IGMP加入报文（该报文中包含一个组播组，即B想接收的那个组播流的多播地址），RouterC收到这个加入报文后，它要检查看是否存在有关于该多播地址的路由条目，没有，则创建一个（*，G）路由条目（这里的G就是目标多播组的组地址），并将收到加入报文的接口添加在这个路由条目的出接口中。
同时这也引发了RouterC向RP（图中的RouterD）发送一个PIM（*，G）加入消息，以便能够加入共享树。
至于routerC 是如何知道RP的，我们将在以后讨论。
RP收到这个（*，G）加入消息，也检查看是否存在有关于该多播地址的路由条目，有则将收到消息的接口加入到相应条目的出接口表中（即自己与RouterC相连的接口），如果没有相应的路由条目，则创建，并也在其出接口表中添加收到消息的接口。
其实组播路由器在转发组播数据流的时候，并不关心其下面有多少个接收者，他们分别位于何处，它只关心组播数据流是否有相应的出接口，有就将它们从出接口转发出去，没有就丢掉。
PIM-SM协议注册效率的研究与改进近年来，随着互联网的快速发展和日益普及，出现了很多新应用，包括高带宽多媒体应用，如音频/视频网络广播，网络视频会议，股票市场行情发放，大规模协同计算，远程教育等，由此引发了急剧的带宽消耗和网络拥塞等问题。
为了缓解网络瓶颈问题，人们已经提出了IP组播技术，该技术为单点发送和多点接收问题提供了有效的解决方法，网络中用点到多点进行数据传输，传输数据效率高，能够极大地节省网络带宽开销，从而减轻网络负载压力，此外还可以提供包括流媒体、视频会议、IPTV等在内的各种宽带增值业务。
当前域内组播路由技术的首选是PIM-SM组播路由协议，该协议具有良好的扩展性和从RPT向SPT 切换的能力。
同时，如何提高网络中组播数据包的转发效率是目前广泛讨论的议题之一。
本文首先简单介绍了组播方面的基本知识，之后对现在网络中最常用的组播路由协议PIM-SM进行详细的介绍和分析。
PIM-SM协议的实现复杂度和对报文负载的控制是制约协议广泛使用的主要问题，因此PIM-SM协议的高效运行无疑是需要优先得到保证的，从协议本身来分析,注册消息所消耗的路由器处理负载是最大的，因此我们对PIM-SM协议注册流程进行深入研究，同时研究了当前IP报文在网络中的分片重组、多个队列的调度和三层路由分层结构等，围绕注册过程中存在的低效问题，提出了一些改进思路和改进算法，并给出了改进后协议的实验结果，最后通过实际的网络环境测试来证明这些改进能够增加多播数据包的传输数量和提高PIM-SM协议的运行效率，同时可满足兼容性、通用性、可靠性等需求。
本文工作的主要研究点和创新点在于：1. PIM-SM协议注册过程的深入研究。
包括DR端对注册报文的封装流程，封装方式和报文格式，RP端对注册报文的处理方式和实现机制等。
2.分析DR端原有封装方式的不足，即一个多播数据包封装成一个注册报文，因而DR会发送许多多播数据包到同一个目的RP，封装后的报文占用更多的带宽，封装和解封需要耗费大量的路由器资源。
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。
PIM-SM组播协议的软件设计与实现的开题报告设计题目：PIM-SM组播协议的软件设计与实现选题背景：随着互联网的快速发展，网络通信已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分，特别是对于大型企业和机构，网络通信更是至关重要的。
在网络通信中，组播技术已经被广泛应用，它可以有效地提高数据传输效率，减少网络负荷，降低网络成本，提供更好的服务质量等等。
PIM-SM（Protocol Independent Multicast-Sparse Mode）组播协议是一种基于IP组播的路由协议，它是一种非常流行的组播协议，被广泛应用于各种网络环境中。
选题目的：本设计课题旨在通过对PIM-SM组播协议的软件设计与实现，深入了解PIM-SM组播协议的工作原理、数据结构以及各种协议特性，掌握PIM-SM组播协议核心技术，了解其在实际应用中的表现和优缺点，提升对组播技术的理解和实践水平，为今后的网络通信和开发工作打下坚实基础。
研究内容和技术路线：1. 了解PIM-SM组播协议的相关理论知识，包括组播地址、IGMP协议、PIM-SM协议等。
2. 深入学习PIM-SM协议的工作原理和路由算法，包括组播数据包的转发、加入过程、源树剪枝等。
3. 基于Linux操作系统环境，使用C语言进行程序设计，实现PIM-SM组播协议的核心功能，包括路由器IGMP查询和加入处理、RP的选举和维护、PIM-SM协议的数据包收发和处理等功能。
4. 在软件测试过程中，使用Wireshark等抓包工具，对组播数据包转发的正确性和效率进行测试和评估，进一步优化程序性能和数据处理效率。
5. 尝试应用PIM-SM协议进行实际网络组播，比较不同算法对数据传输效率、网络负载和服务质量等影响，在实际应用中探讨其优化方向和改进空间。
可行性分析：1. PIM-SM组播协议是一个相对成熟和广泛使用的协议，已有大量相关文献和学术资源可供借鉴和应用。
2. 软件实现的过程中，可以结合网络模拟器等虚拟环境进行初步测试和优化，提升实现效率和成功率。
