HCNP Routing&Switching之组播技术-组播路由协议PIM.doc

【HCNP Routing&Switching之组播技术-组播路由协议PIM】 PIM，全称为Protocol Independent Multicast，中文可译为协议无关组播。它是一种组播路由协议，其设计思想是独立于具体的单播路由协议，可以利用静态路由、RIP、OSPF、IS-IS或BGP等任何单播路由协议提供的信息来建立和维护组播路由表项。PIM的核心是利用单播路由信息进行Reverse Path Forwarding (RPF)检查，确保组播报文的正确转发。 PIM的主要目标是在组播源和多个接收者之间建立无环路的数据传输路径，即分发树。分发树有两种类型：源树和共享树。PIM有两种模式与其对应：PIM-DM（Dense Mode）和PIM-SM（Sparse Mode）。PIM-DM适用于成员相对密集的小型网络，采用"推"的方式传播数据；而PIM-SM则适合大规模网络环境，以"拉"的方式传输数据，特别是当接收者分布稀疏时。 **PIM-DM工作流程** 1. **邻居发现**： PIM路由器间通过周期性发送Hello报文发现彼此，建立和维护邻居关系。在IGMPv1下，PIM会选举DR作为查询器，因为IGMPv1自身不具备选举功能。Hello报文发送到224.0.0.13组播地址，所有运行PIM的路由器都会监听此地址。DR选举遵循优先级和IP地址的规则。 2. **组播报文扩散**： 扩散过程涉及到将组播报文发送到所有PIM-DM网段，每个路由器都会建立(s,g)表项。即使下游接口没有接收者，也会先扩散数据，但这样做会消耗带宽和内存资源。扩散仅发生在通过RPF检查的接口。 3. **剪枝过程**： 为了节省资源，对没有接收者的分支进行剪枝操作。上游路由器会收到下游接口发送的Prune消息，表明无需在此接口发送组播数据，相应地，上游路由器将不再建立(s,g)表项。 4. **状态刷新和嫁接**： 为了保持组播树的稳定性和应对网络变化，PIM-DM还包含状态刷新和嫁接机制。状态刷新用于确认剪枝操作的有效性，防止因链路故障导致的误剪枝。嫁接则是接收者重新加入组播时，向上游发送的请求，以恢复被剪枝的分支。 **PIM-SM工作流程** PIM-SM相比PIM-DM更复杂，它使用共享树和源树的组合。接收者通过IGMP报告向共享树注册，然后源通过源树将数据发送到接收者。源树仅在有接收者时建立，共享树用于接收者之间的数据分发。 **总结** PIM协议是实现组播路由的关键，其灵活性和高效性使其在不同规模的网络环境中都有应用。PIM-DM和PIM-SM的特性适应了不同的组播需求，通过有效的邻居发现、扩散、剪枝和状态管理，PIM能够在网络中构建高效且无环的组播数据传输路径。理解并熟练掌握PIM的运作机制，对于构建和维护高效组播网络至关重要。