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路由协议和架构/组播路由2

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组播路由
组播路由协议
  • DVMRP: DV (TRPB, RPM),单播协议无关,源特定树;
  • MOSPF: LS,在 OSPF 协议上工作,源特定树;
  • PIM-DM: DV (RPM),单播协议无关,源特定树;
  • PIM-SM: CBT,单播协议无关,共享树和源特定树的混合;
  • BGMP: 基于 BGP 的跨域组播路由协议。

距离矢量组播路由协议 (DVMRP) 是第一个组播路由协议,最初在组播骨干网 (Mbone) 中使用,Mbone 是一个 1992 年在 IETF 范围内诞生的虚拟网络,它依赖于与互联网相同的物理结构,为用户提供利用组播进行多媒体通信的可能性。

DVMRP 基于 DV 算法

  • 版本 1:它采用 TRPB
  • 版本 3:它采用 RPM

DVMRP 协议实例与单播协议实例并行运行:DVMRP 忽略来自其他协议的路由信息,并计算可能与用于单播流量的路由不同的路由。

它使用基于跳数的度量,即支持 DVMRP 的 mrouter 的数量。在 DVMRP 中,隧道 可以手动配置:连接两个 DVMRP 邻居的路径可以包括不支持 DVMRP 的路由器(或在其中禁用 DVMRP 的路由器)

  • 本地端点:它指定隧道开始处的 mrouter;
  • 远程端点:它指定隧道另一端的 mrouter;
  • 度量:它指定隧道的成本度量;
  • 阈值:它指定数据包要通过隧道路由所需的最小的 TTL 值→ 它允许定义数据包的可见性:不得退出公司网络的数据包以等于阈值的 TTL 生成。

组播 OSPF (MOSPF) 是一个基于 LS 算法 的组播路由协议,它扩展了 OSPF,使单个路由器能够完全了解网络拓扑结构和与单个链路相关的成本。

MOSPF 与 OSPF 向后兼容:MOSPF 路由器可以与仅 OSPF 路由器混合使用,尽管组播数据包仅在 MOSPF 路由器之间转发,并且为组播数据包选择的路径不会穿过仅 OSPF 路由器。

MOSPF 添加了LSA 类型 6

  • MOSPF 内部路由器 生成 LSA 类型 6 以通知其区域内的其他路由器其网络上处于活动状态的组播组;
  • MOSPF ABR 生成 LSA 类型 6 以通知区域 0 内的其他路由器其边缘区域上处于活动状态的组播组(即使通过聚合)。

协议无关组播 (PIM) 直接使用包含路由信息的表格,独立于构建这些表格的底层单播协议(DV 或 LS)。

它存在于两个版本中,它们之间不兼容,处理与接收器空间性相关的不同问题

  • 密集模式 (DM)
    • 它适合于小型网络 (LAN/MAN),具有许多集中式接收器
    • 它在带宽方面很贪婪:数据包可以转发到对特定组播组不感兴趣的区域;
    • 它采用基于 DV 的RPM 算法(如 DVMRPv3);
    • 隐式加入协议:在没有明确的剪枝消息的情况下,数据包会转发到某个网络;
    • 剪枝消息 应该被生成以停止组播流量(如 DVMRP);
  • 稀疏模式 (SM)
    • 它适合于广域网 (WAN),具有少量分散式接收器
    • 它尽可能地限制带宽开销:它从不使用泛洪;
    • 它是对CBT 算法的演变:它始终从共享树开始,当有利时会变成源特定树;
    • 显式加入协议:在没有明确的加入消息的情况下,数据包不会转发到某个网络(路由信息会传送到所有路由器,而不仅仅是将接收流量的路由器);
    • 加入消息 应该被生成以启动组播流量(如 MOSPF)。

PIM-SM 处理两种类型的分发树

  • RP 树 (RPT):它是最初用于组播组中所有数据包的共享树,但没有根据源进行优化→ 传输的第一个数据包可以在很短的时间内传递给接收器,而无需等待树计算
    • 不使用最短路径;
    • 流量集中;
    • 每个组播组对应一个树;
  • 最短路径树 (SPT):它是后来构建的源特定树,如果路由器认为方便(并非强制性)。
    • 使用最短路径;
    • 流量分布;
    • 每个 (组,源) 对对应一个树。

PIM-SM 定义了三个特殊节点

  • 汇合点 (RP):它是核心路由器,根据从称为 RP 集的列表开始的算法公式选举,负责
    • 接收 DR 发送的加入消息;
    • 接收源发送的注册请求;
    • 接收并向 DR 发送源发送的第一个组播数据包;
  • 指定路由器 (DR):它是路由器,根据到 RP 的最短路径选举(如果出现平局则根据更高的 IP 地址选举),负责
    • 接收某个 LAN 中主机发送的订阅请求;
    • 向 RP 发送加入消息以加入 RPT;
    • 向源发送加入消息以加入 SPT;
    • 定期发送加入消息以适应组的变化;
  • 引导路由器 (BSR):它是路由器,根据最佳管理成本选举(如果出现平局则根据更高的 IP 地址选举),负责将 RP 集分发到整个 PIM-SM 域。
RPT
  1. DR 作为接收器订阅:每个 DR 向 RP 发送加入消息;
  2. 源作为发射器注册:源向 RP 发送注册请求;
  3. RP 作为接收器注册:RP 向源发送加入消息;
  4. 沿着 RPT 传输:源以组播方式发送第一个数据包,由中间路由器转发到 RP;
  5. 沿着 RPT 传播:RP 以组播方式传播接收到的数据包,由中间路由器转发到 DR。
SPT
  1. DR 作为接收器订阅:每个 DR 向源发送加入消息;
  2. 沿着 SPT 传输:源以组播方式发送数据包,由中间路由器转发到每个 DR(除了 RP);
  3. 从 RPT 分离:每个 DR 向 RP 发送剪枝消息;
  4. 加入 SPT:另一个 DR 向 RP 发送加入消息,然后向源发送加入消息。
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