6.1IP 组播路由配置
6.1.1概述
简介
随着Internet网络的不断发展，网络数据、语音、视频信息等多种交互业务与日俱增。另外，新兴的电子商务、网上会议、网上拍卖、视频点播、远程教学等对带宽和实时数据交互要求较高的服务逐渐兴起，这些服务对信息安全性、可计费性、网络带宽提出了更高的要求。
当网络中需要某信息的用户量不确定时，单播和广播方式的效率会很低，IP组播技术的出现改变了这一现状。当网络中的某些用户需要特定信息时，组播信息发送者（即组播源）仅发送一次信息，借助组播路由协议为组播数据包建立树型路由，被传递的信息在距离用户端尽可能近的节点才开始复制和分发。
通过组播路由协议，多个接收者能跨越不同网络接收到组播数据。
• IGMP(Internet Group Management Protocol，因特网组管理协议)是TCP/IP协议族中负责IP组播成员管理的协议。它用来在IP主机和与其直接相邻的组播路由器之间建立、维护组播组成员关系。
• PIM（Protocol Independent Multicast，协议无关组播），用于组播路由器或多层交换机之间。为IP组播提供路由的单播路由协议，可以是静态路由、RIP、OSPF、IS-IS、BGP 等，组播路由和单播路由协议无关，只要单播路由协议能产生路由表项即可。借助RPF（Reverse Path Forwarding，逆向路径转发）机制，PIM实现了在网络中传递组播信息。为了描述上的方便，我们把由支持PIM协议的组播路由器所组成的网络称为PIM组播域，PIM有两种模式：密集模式和稀疏模式。
6.1.2配置举例
配置组播路由规格
步骤 1进入配置模式
Switch# configure terminal
步骤 2设置组播路由的最大规格
Switch(config)# ip multicast route-limit 1000
步骤 3退出配置模式
Switch(config)# end
步骤 4检查配置
Switch# show ip mroute route-limit
Max Multicast Route Limit Number: 1000
Multicast Route Limit Warning Threshold: 1000
Multicast Hardware Route Limit: 1023
Current Multicast Route Entry Number: 0
6.2IGMP配置
6.2.1概述
简介
参与IP组播的主机、路由器、多层交换机必须具备IGMP功能。该协议定义了查询器和主机角色：
• 网络设备的查询器发送查询消息给网络中特定组来发现组播中的成员。
• 主机发送IGMP报告报文(响应查询报文)来通知查询者主机要加入相应的组播组列表中。
• 一个组播组的成员是动态的，主机可以随时加入和离开。一个多播组成员在位置或数量上没有限制。
• 一个主机可同时加入多个组播组。在网络中，组播组的存在可以持续很长一段时间，也可以非常短暂。
IGMP报文使用下面的组播地址：
• IGMP普通组查询以224.0.0.1为目的地址(在一个子网中的所有系统)。
• IGMP特定组的查询以特定组IP地址为目的查询。
• IGMP组成员发送Report报文给特定的组播IP地址。
• IGMP版本2(IGMPv2)离开组播组时，发送离开消息给224.0.0.2。
原理描述
参考 RFC 1112，RFC 2236，RFC 3376
6.2.2配置举例
IGMP的使能依赖于组播路由协议的使能，当接口上使能PIM，IGMP将会在接口上自动启用。
在IGMP开始工作之前，IP播路由必须在全局模式启用。
系统支持动态学习IGMP组记录，也可以配置静态IGMP组记录。
步骤 1进入配置模式
Switch# configure terminal
步骤 2全局使能组播路由
Switch(config)# ip multicast-routing
步骤 3进入接口配置模式，配置接口属性和IP地址
Switch(config)# interface eth-0-1
Switch(config-if)# no switchport
Switch(config-if)# ip address 10.10.10.10/24
Switch(config-if)# exit
Switch(config)# interface eth-0-2
Switch(config-if)# no switchport
Switch(config-if)# ip address 10.10.11.10/24
Switch(config-if)# exit
步骤 4接口启用pim-sm
Switch(config)# interface eth-0-1
Switch(config-if)# ip pim sparse-mode
Switch(config-if)# exit
Switch(config)# interface eth-0-2
Switch(config-if)# ip pim sparse-mode
Switch(config-if)# exit
步骤 5配置接口IGMP参数
Switch(config)# interface eth-0-1
Switch(config-if)# ip igmp version 2
Switch(config-if)# ip igmp query-interval 120
Switch(config-if)# ip igmp query-max-response-time 12
Switch(config-if)# ip igmp robustness-variable 3
Switch(config-if)# ip igmp last-member-query-count 3
Switch(config-if)# ip igmp last-member-query-interval 2000
Switch(config-if)# exit
步骤 6配置最大IGMP组数目(可选)
全局和接口可以分别配置IGMP的组数目：
Switch(config)# ip igmp limit 2000
Switch(config)# interface eth-0-1
Switch(config-if)# ip igmp limit 1000
步骤 7配置静态IGMP组
Switch(config-if)# ip igmp static-group 228.1.1.1
Switch(config-if)# exit
步骤 8配置IGMP代理(可选)
Switch(config)# interface eth-0-1
Switch(config-if)# ip igmp proxy-service
Switch(config-if)# exit
Switch(config)# interface eth-0-2
Switch(config-if)# ip igmp mroute-proxy eth-0-1
Switch(config-if)# exit
步骤 9退出配置模式
Switch(config)# end
步骤 10检查配置
使用下列命令，显示IGMP接口信息：
Switch# show ip igmp interface
Interface eth-0-1 (Index 1)
IGMP Inactive, Version 2 (default) proxy-service
IGMP host version 2
IGMP global limit is 2000
IGMP global limit states count is currently 0
IGMP interface limit is 1000
IGMP interface has 0 group-record states
IGMP activity: 0 joins, 0 leaves
IGMP query interval is 120 seconds
IGMP querier timeout is 366 seconds
IGMP max query response time is 12 seconds
Last member query response interval is 2000 milliseconds
Group Membership interval is 372 seconds
Last memeber query count is 3
Robustness Variable is 3
Interface eth-0-2 (Index 2)
IGMP Inactive, Version 2 (default)
IGMP mroute-proxy interface is eth-0-1
IGMP global limit is 2000
IGMP global limit states count is currently 0
IGMP interface limit is 16384
IGMP interface has 0 group-record states
IGMP activity: 0 joins, 0 leaves
IGMP query interval is 125 seconds
IGMP querier timeout is 255 seconds
IGMP max query response time is 10 seconds
Last member query response interval is 1000 milliseconds
Group Membership interval is 260 seconds
Last memeber query count is 2
Robustness Variable is 2
使用下列命令，显示IGMP组信息：
Switch# show ip igmp groups
IGMP Connected Group Membership
Group Address Interface Uptime Expires Last Reporter
228.1.1.1 eth-0-1 00:00:05 stopped -
6.3PIM-SM配置
6.3.1概述
简介
协议无关组播稀疏模式(PIM-SM)是一个组播路由协议，用来将稀疏分散的组播设备联系起来协同工作。它将有助于分散的网络节点节约带宽和通过发送单一流量到多个接受着来降低网络流量。
PIM-SM使用的IP组播模型中，接收者需要主动发起请求成为组成员。支持共享和最短路径树，并使用软状态机制，以适应不断变化的网络条件。它依赖于单播路由协议来建立和维护路由器间的组播路由。
原理描述
参考 RFC 4601
以下是PIM-SM协议概念的简要描述：
• 汇聚点(RP / Rendezvous Point）：在SM模式中作为组播的汇聚点，发送者和接收者在RP处进行汇聚。对于所有的组播路由器，必须知道某个组播组对应哪个RP。组播数据需要在RP上注册，然后所有需要组播数据的接收者通过向RP发送JOIN报文来请求数据。源的注册机制就是让RP知道现在网络内有什么源的数据。
• 组播路由信息库(MRIB)：组播路由表是从单播路由表的获得的。在PIM-SM中，MRIB是用来决定向何处发送加入/剪枝消息。它还提供了目的网络的路由度量。发送和处理的Assert消息时将使用这些度量。
• 反向路径转发（RPF）：反向路径转发是指路由器在接受数据包从源A通过接口IF1时，只有IF1是到达源A的出接口时才会接受这个包。反向路径转发通过使用单播路由表来决定入端口是否正确。这个数据包将被转发是由于单播路由表表明了接口IF1是到达源A的最短路径。单播路由表为组播数据选择最短路径。
• 组播树状态信息库(TIB)：组播树状态信息库是组播路由器上保存所有组播转发树信息的一个信息库，通过收到PIM加入/剪枝消息，Assert消息和IGMP消息建立起来。
• 上游Upstream：朝向树根，树根可能是源或RP。
• 下游Downstream：远离树根，树根可能是源或RP。
• 基于源的树：基于源的树的转发路径是到达源的最短转发路径，如果单播路由度量是跳数，基于源的树的转发路径的跳数最小，如果单播路由度量是延迟，基于源的树的转发路径的延迟最小。对于每个组播源，有一个对应的组播转发树直接将源和接收者连接起来。所有发往指定组的流量沿着对应的转发树进行转发。
• 共享树：共享树依赖于汇聚点(RP)，所有流量从源都发往那个汇聚点，然后汇聚点再将流量发送给接收者。对于每一个组播组来说，不管有多少个源，只有一个转发树。共享树是单向的，流量只会从RP流向接收者。如果一个源要发送组播数据，首先组播数据要被发到RP，然后在从RP发送到接收者。
• 自举路由器(BSR)：当一个组播源开始发送组播数据或者一个接收者开始发送加入信息到RP，组播路由器必须知道汇聚点的信息。自举路由器负责在PIM-SM网络启动后，收集网络内的RP信息，为每个组选举出RP，然后将RP集（即组-RP映射数据库）发布到整个PIM-SM网络。
• 数据流从源到接收者：发送Hello消息|PIM路由器定期的发送Hello消息来发现PIM路由器邻居。Hello消息是组播报文，使用224.0.0.13这个地址。PIM路由器对Hello消息进行响应，Hello消息中的Hold时间来决定信息的有效时间。
• 选举指定路由器：在一个多路访问的网络中如果有多个组播路由器，只能有一个组播路由器被选为指定路由器，负责为本地网络的组播接收者往RP发送加入/剪枝消息。
• RP发现：PIM-SM通过自举路由器来产生自举消息，然后发布RP信息给所有的组播路由器。组播路由器接收和保存自举消息，当DR从直连host收到一个IGMP报文或组播数据，DR计算出该组播组的RP，然后发送加入/剪枝到RP或者封装reigster报文到RP。在小网络环境下可以静态指定RP。
• 加入共享树：要加入一个多播组，主机发送一个IGMP消息给上游路由器，组播路由器向RP方向的上游的PIM邻居发送加入报文。当组播路由器接收到下游设备的加入请求后，检查本地的组播组是否存在。如果存在，说明加入消息被送到共享树，收到消息的接口被成为outgoing的接口.如果不存在，条目将被创建，收到消息接口的被加入到outgoing中并再次向RP方向的上游的PIM邻居发送加入报文。
• 组播源注册：与组播源S直接相连的路由器接收到该组播报文后，就将该报文封装成Register注册报文，并单播发送给对应的RP。当RP接收到来自组播源S的注册消息后，一方面解封装注册消息并将组播信息沿着RPT树转发到接收者，另一方面朝组播源S逐跳发送（S，G）加入消息，从而让RP和组播源S之间的所有路由器上都生成了（S，G）表项，这些沿途经过的路由器就形成了SPT树的一个分支。SPT源树以组播源S为根，以RP为目的地组播源S发出的组播信息沿着已经建立好的SPT树到达RP，然后由RP将信息沿着RPT共享树进行转发。
• 发送注册停止消息：当RP从组播源接收到注册报文后也收到未封装的组播报文，将发送注册停止消息给组播源一侧的DR，当DR收到注册停止消息后将不再发送注册消息给RP了。
• 剪枝端口：接收者侧的组播路由器向RP方向的上游的PIM邻居发送剪枝报文，当上联组播路由器收到剪枝报文后，将收到剪枝报文的端口从转发端口中删除，当本路由器上没有其他接收者后会继续向RP方向的上游的PIM邻居发送剪枝报文。 转发组播数据：PIM-SM路由器将组播数据发往那些已经明确表示加入组播组的接收者。组播路由器将进行RPF检查，只有检查通过的组播数据包才将通过出端口发送出去。
6.3.2配置举例
图6-1Pim sm
PIM-SM是一个软状态协议。要求所需的接口上启用PIM-SM协议，并通过静态或动态的方法正确配置的RP信息。所有组播组的状态依据IGMP报告/离开和PIM加入/剪枝消息动态的维护。
本节分别提供了静态PR和动态PR配置的例子。使用的网络拓扑如上图所示。
配置通用PIM Sparse-mode(静态RP)
以下例子中Switch1是RP，所有的路由器都配置静态RP
每个路由器配置静态RP地址11.1.1.1。
所有接口上必须启用PIM-SM功能。
步骤 1进入配置模式
Switch# configure terminal
步骤 2进入接口配置模式，配置接口属性和ip地址，并使能pim sm
在Switch1配置：
Switch(config)# interface eth-0-1
Switch(config-if)# no shutdown
Switch(config-if)# no switchport
Switch(config-if)# ip address 11.1.1.1/24
Switch(config-if)# ip pim sparse-mode
Switch(config-if)# exit
Switch(config)# interface eth-0-9
Switch(config-if)# no shutdown
Switch(config-if)# no switchport
Switch(config-if)# ip address 12.1.1.1/24
Switch(config-if)# ip pim sparse-mode
Switch(config-if)# exit
在Switch2配置：
Switch(config)# interface eth-0-1
Switch(config-if)# no shutdown
Switch(config-if)# no switchport
Switch(config-if)# ip address 22.1.1.2/24
Switch(config-if)# ip pim sparse-mode
Switch(config-if)# exit
Switch(config)# interface eth-0-9
Switch(config-if)# no shutdown
Switch(config-if)# no switchport
Switch(config-if)# ip address 12.1.1.2/24
Switch(config-if)# ip pim sparse-mode
Switch(config-if)# exit
步骤 3配置静态路由
在Switch1配置：
Switch(config)# ip route 22.1.1.0/24 12.1.1.2
在Switch2配置：
Switch(config)# ip route 11.1.1.0/24 12.1.1.1
步骤 4配置静态RP地址
Switch(config)# ip pim rp-address 11.1.1.1
步骤 5退出配置模式
Switch(config)# end
步骤 6检查配置
使用下列命令，显示rp对应映射关系。 11.1.1.1是对所有组播组224.0.0.0/4静态配置的RP：
Switch# show ip pim sparse-mode rp mapping
PIM group-to-RP mappings
Group(s): 224.0.0.0/4, Static
RP: 11.1.1.1
Uptime: 00:08:21
使用下列命令，显示接口的组播信息：
Switch# show ip pim sparse-mode interface
Address Interface VIFindex Ver/ Nbr DR DR HoldTime
Mode Count Prior
11.1.1.1 eth-0-1 2 v2/S 0 1 11.1.1.1 105
12.1.1.1 eth-0-9 0 v2/S 1 1 12.1.1.2 105
使用下列命令，显示PIM-SM的组播路由表：
Switch1：
Switch# show ip pim sparse-mode mroute detail
IP Multicast Routing Table
(*,*,RP) Entries: 0
(*,G) Entries: 1
(S,G) Entries: 0
(S,G,rpt) Entries: 0
FCR Entries: 0
(*, 224.1.1.1) Uptime: 00:01:32
RP: 11.1.1.1, RPF nbr: None, RPF idx: None
Upstream:
State: JOINED, SPT Switch: Enabled, JT: off
Macro state: Join Desired,
Downstream:
eth-0-9:
State: JOINED, ET Expiry: 179 secs, PPT: off
Assert State: NO INFO, AT: off
Winner: 0.0.0.0, Metric: 4294967295, Pref: 4294967295, RPT bit: on
Macro state: Could Assert, Assert Track
Join Olist:
eth-0-9
Switch2：
Switch# show ip pim sparse-mode mroute detail
IP Multicast Routing Table
(*,*,RP) Entries: 0
(*,G) Entries: 1
(S,G) Entries: 0
(S,G,rpt) Entries: 0
FCR Entries: 0
(*, 224.1.1.1) Uptime: 00:00:43
RP: 11.1.1.1, RPF nbr: 12.1.1.1, RPF idx: eth-0-9
Upstream:
State: JOINED, SPT Switch: Enabled, JT Expiry: 18 secs
Macro state: Join Desired,
Downstream:
eth-0-1:
State: NO INFO, ET: off, PPT: off
Assert State: NO INFO, AT: off
Winner: 0.0.0.0, Metric: 4294967295, Pref: 4294967295, RPT bit: on
Macro state: Could Assert, Assert Track
Local Olist:
eth-0-1
配置通用PIM Sparse-mode(动态RP)
在小型并且简单的网络中，组播信息量少，全网络仅依靠一个RP进行信息转发即可，此时可以在SM域中各路由器上静态指定RP位置。但是更多的情况下，PIM-SM网络规模都很大，通过RP转发的组播信息量巨大，为了缓解RP的负担同时优化共享树的拓扑结构，不同组播组应该对应不同的RP，此时就需要自举机制来动态选举RP。
步骤 1进入配置模式
Switch# configure terminal
步骤 2进入接口配置模式，配置接口属性和ip地址，并使能pim sm
在Switch1配置：
Switch(config)# interface eth-0-1
Switch(config-if)# no shutdown
Switch(config-if)# no switchport
Switch(config-if)# ip address 11.1.1.1/24
Switch(config-if)# ip pim sparse-mode
Switch(config-if)# exit
Switch(config)# interface eth-0-9
Switch(config-if)# no shutdown
Switch(config-if)# no switchport
Switch(config-if)# ip address 12.1.1.1/24
Switch(config-if)# ip pim sparse-mode
Switch(config-if)# exit
在Switch2配置：
Switch(config)# interface eth-0-1
Switch(config-if)# no shutdown
Switch(config-if)# no switchport
Switch(config-if)# ip address 22.1.1.2/24
Switch(config-if)# ip pim sparse-mode
Switch(config-if)# exit
Switch(config)# interface eth-0-9
Switch(config-if)# no shutdown
Switch(config-if)# no switchport
Switch(config-if)# ip address 12.1.1.2/24
Switch(config-if)# ip pim sparse-mode
Switch(config-if)# exit
步骤 3配置静态路由
在Switch1配置：
Switch(config)# ip route 22.1.1.0/24 12.1.1.2
在Switch2配置：
Switch(config)# ip route 11.1.1.0/24 12.1.1.1
步骤 4配置候选RP接口
在Switch1配置：
Switch(config)# ip pim rp-candidate eth-0-1
在Switch2配置：
Switch(config)# ip pim rp-candidate eth-0-9
Switch(config)# ip pim bsr-candidate eth-0-9
选择最高优先级的路由器为RP。如果有两个或多个路由器的优先级相同，使用BSR机制的哈希函数来选择RP，确保在PIM域内所有路由器的同一个组都选择相同的RP。可以使用ip pim rp-candidate IFNAME PRIORITY命令来改变候选RP的默认的优先级。
步骤 5退出配置模式
Switch(config)# end
步骤 6检查配置
使用show ip pim sparse-mode rp mapping命令，来显示组-RP的映射的详细信息，输出内容是候选RP信息。对组的范围224.0.0.0 / 4的组有两个候选RP。候选RP 11.1.1.1默认的优先级192，而候选RP 12.1.1.2的优先级被配置为2。由于候选RP 12.1.1.2由于具有更高的优先权，它被选中作为组播组224.0.0.0/24的RP。
Switch2：
switch# show ip pim sparse-mode rp mapping
PIM group-to-RP mappings
This system is the bootstrap router (v2)
Group(s): 224.0.0.0/4
RP: 12.1.1.2
Info source: 12.1.1.2, via bootstrap, priority 2
Uptime: 01:55:20, expires: 00:02:17
RP: 11.1.1.1
Info source: 11.1.1.1, via bootstrap, priority 192
Uptime: 01:55:23, expires: 00:02:13
要显示特定组的RP路由器的信息，使用下面的命令。此输出显示，12.1.1.2已经选择224.1.1.1的组播组的RP。
Switch2：
switch# show ip pim sparse-mode rp-hash 224.1.1.1
RP: 12.1.1.2
Info source: 12.1.1.2, via bootstrap
RP信息需要通知域中的所有PIM路由器，通过各种状态机保持所有路由器的组成员的加入/剪枝的结果。要显示接口的详细信息和组播路由表的信息，请参见以上配置RP的静态部分。
配置自举路由器
1.组网拓扑
图6-2bsr
每个组播组需要有一个为它服务的RP，这个RP作为基于组播组的分发树的根。为了组播数据能从发送者到达接收者，在一个组播域内的组播路由器需要使用同样的组播组-RP的映射。为了选择指定组播组的RP，组播路由器需要维护一系列的组播组-RP的映射关系，这被称为RP集。自举路由器的机制就是用来让在同一个组播域内的组播路由器能够学习到这个RP集。
BSR是PIM-SM网络里的管理核心，主要负责：
• 负责收集网络中Candidate-RP（C-RP）发来的Advertisement宣告信息。
• 为每个组播组选择部分C-RP信息以组成RP-Set集（即组播组和RP的映射数据库）。
• 发布到整个PIM-SM网络，从而使网络内的所有路由器（包括DR）都会知道RP的位置。
PIM域中，需要配置一个或多个候选BSR，候选BSR之间通过自动选举，产生自举路由器BSR，负责收集并发布RP信息。下面简单描述一下候选BSR之间的自动选举：
• 在将路由器配置为候选BSR时，必须同时指定一个启动了PIM-SM的接口。
• 每个候选BSR开始都认为自己是本PIM-SM的BSR，并使用这个接口的IP地址作为BSR地址，发送自举报文（Bootstrap message）。
• 当候选BSR收到其它路由器发来的自举报文时，它将新收到的自举报文的BSR地址与自己的BSR地址进行比较，比较标准包括优先级和IP地址，优先级相同的情况下，较大的IP地址被认为是更好的。如果前者更好，则将这个新的BSR地址替换自己的BSR地址，并且不再认为自己是BSR。否则，保留自己的BSR地址，继续将自己视为BSR。
• 备选RP将自己的RP信息报告给自举路由器，然后自举路由器将汇聚的RP集通过自举报文发布到整个组播域的所有路由器。
2.配置步骤
步骤 1进入配置模式
Switch# configure terminal
步骤 2配置BSR候选端口
Switch1：
Switch(config)# ip pim bsr-candidate eth-0-1
Switch2：
Switch(config)# ip pim bsr-candidate eth-0-1 10 25
Switch(config)# ip pim rp-candidate eth-0-1 priority 0
步骤 3配置rp候选端口
Switch(config)# ip pim rp-candidate eth-0-1 priority 0
步骤 4配置dr优先级，使能单播收发bsm报文
Switch(config)# interface eth-0-1
Switch(config-if)# ip pim dr-priority 10
Switch(config-if)# ip pim unicast-bsm
步骤 5退出配置模式
Switch(config-if)# end
步骤 6检查配置
检查候选BSR路由器
Switch# show ip pim sparse-mode bsr-router
PIMv2 Bootstrap information
This system is the Bootstrap Router (BSR)
BSR address: 20.0.1.21
Uptime: 00:37:12, BSR Priority: 64, Hash mask length: 10
Next bootstrap message in 00:00:04
Role: Candidate BSR
State: Elected BSR
检查候选BSR路由器
Switch# show ip pim sparse-mode bsr-router
PIMv2 Bootstrap information
BSR address: 20.0.1.21
Uptime: 00:02:39, BSR Priority: 64, Hash mask length: 10
Expires: 00:00:03
Role: Candidate BSR
State: Pending BSR
Switch# show ip pim sparse-mode bsr-router
PIMv2 Bootstrap information
BSR address: 20.0.1.21
Uptime: 00:40:20, BSR Priority: 64, Hash mask length: 10
Expires: 00:02:07
Role: Candidate BSR
State: Candidate BSR
在 E-BSR上检查RP
Switch# sh ip pim sparse-mode rp mapping
PIM Group-to-RP Mappings
This system is the Bootstrap Router (v2)
Group(s): 224.0.0.0/4
RP: 20.0.1.11
Info source: 20.0.1.11, via bootstrap, priority 0
Uptime: 00:00:30, expires: 00:02:04
在C-BSR上检查RP
Switch# show ip pim sparse-mode rp mapping
PIM Group-to-RP Mappings
Group(s): 224.0.0.0/4
RP: 20.0.1.11
Info source: 20.0.1.21, via bootstrap, priority 0
Uptime: 00:00:12, expires: 00:02:18
配置PIM-SSM
PIM-SSM是借助PIM-SM的部分技术和IGMPv3来实现的，其建立组播转发树的过程与PIM-SM创建SPT树的过程相似，即接收者DR在知道组播数据源的具体位置后，直接向组播数据源发送Join消息，将组播数据流发送到接收者。
默认情况下，SSM组播组地址的范围为232.0.0.0~232.255.255.255。当用户加入的组播组属于SSM 组地址范围内，通过PIM-SSM的进行处理；当用户加入的组播组不属于SSM 组地址范围，通过PIM-SM的进行处理。
PIM-SSM的特点是网络用户能够预先知道组播源的具体位置。因此用户在加入组播组时，可以明确指定从哪些源接收信息。组成员端DR了解到用户的需求后，直接向组播源的方向发送Join 消息。Join消息逐跳向上传输，在源与组成员之间建立SPT。
PIM-SSM只使用了PIM-SM的部分技术：无需维护RP、无需构建RPT、无需注册组播源，可以直接在源与组成员之间建立SPT。
PIM-SSM可以跟PIM-SM在组播路由器上一起工作。PIM-SSM默认是disable的
步骤 1进入配置模式
Switch# configure terminal
步骤 2使能PIM-SSM
使能ssm：
Switch(config)# ip pim ssm default
或者根据指定的acl来设置PIM-SSM的组范围：
Switch(config)# ip pim ssm range ipacl
以上两种配置方式只能同时存在一种，二选一。后配覆盖先配。
步骤 3退出配置模式
Switch(config)# end
步骤 4检查配置
Switch# show running-config | include pim
ip pim ssm range ipacl
6.4PIM-DM配置
6.4.1概述
简介
协议无关组播密集模式(PIM-DM)是一个组播路由协议，用来将密集分布的组播设备联系起来协同工作。它将有助于分散的网络节点节约带宽和通过发送单一流量到多个接收者来降低网络流量。
PIM-DM设想当一个组播源开始发送组播流的时候，所有的下游系统都期望接受这个组播流。刚开始组播流被泛洪到整个网络。当泛洪的时候，PIM-DM使用RPF来防止组播流的环路。如果某些网络区域没有该组播组的接收成员，PIM-DM会把转发分支通过剪枝来删除掉。
剪枝状态有一个生命周期，当生命周期超时后，组播数据将再一次开始转发，每个(S,G)对应的组播组都有自己的剪枝状态。当某个组播组有新的接收者出现在已经被剪枝的区域里，路由器会通过朝组播源发送”graft”消息来把剪枝状态转换成转发路径。
原理描述
在PIM-DM模块是基于以下的IETF标准：RFC 3973
6.4.2配置举例
1.组网拓扑
图6-3Pim dm
PIM-DM是一个软状态协议，要求在所需的接口上启用PIM-DM协议，所有组播组的状态通过IGMP报告/离开消息和PIM消息来动态的维护。
本节提供了两个PIM-DM配置的相关的场景。下面的例子中使用的网络拓扑如上图；
组播流从Switch1的eth-0-1口进来，接收者来与Switch2的eth-0-1相连。
2.配置步骤
步骤 1进入配置模式
Switch# configure terminal
步骤 2进入接口配置模式，配置接口属性和IP地址，并使能pim-dm
在Switch1 配置：
Switch1(config)# interface eth-0-1
Switch1(config-if)# no shutdown
Switch1(config-if)# no switchport
Switch1(config-if)# ip address 11.1.1.1/24
Switch1(config-if)# ip pim dense-mode
Switch1(config-if)# exit
Switch1(config)# interface eth-0-9
Switch1(config-if)# no shutdown
Switch1(config-if)# no switchport
Switch1(config-if)# ip address 12.1.1.1/24
Switch1(config-if)# ip pim dense-mode
Switch1(config-if)# exit
在Switch2 配置：
Switch2(config)# interface eth-0-1
Switch2(config-if)# no shutdown
Switch2(config-if)# no switchport
Switch2(config-if)# ip address 22.1.1.2/24
Switch2(config-if)# ip pim dense-mode
Switch2(config-if)# exit
Switch2(config)# interface eth-0-9
Switch2(config-if)# no shutdown
Switch2(config-if)# no switchport
Switch2(config-if)# ip address 12.1.1.2/24
Switch2(config-if)# ip pim dense-mode
Switch2(config-if)# exit
步骤 3配置静态路由
在Switch1 配置：
Switch1(config)# ip route 22.1.1.0/24 12.1.1.2
在Switch2 配置：
Switch2(config)# ip route 11.1.1.0/24 12.1.1.1
步骤 4退出配置模式
Switch(config)# end
步骤 5检查配置
用 show ip pim dense-mode interface来显示Switch1上接口的详细信息.
Switch1# show ip pim dense-mode interface
Address Interface VIFIndex Ver/ Nbr
Mode Count
11.1.1.1 eth-0-1 0 v2/D 0
12.1.1.1 eth-0-9 1 v2/D 1
用 show ip pim dense-mode neighbor 来显示Switch1上邻居的详细信息：
Switch1# show ip pim dense-mode neighbor
Neighbor-Address Interface Uptime/Expires Ver
12.1.1.2 eth-0-9 00:01:00/00:01:44 v2
用 show ip pim dense-mode mroute detail 来显示PIM-DM组播路由表的信息：
Switch1：
Switch1# show ip pim dense-mode mroute
PIM-DM Multicast Routing Table
(11.1.1.2, 225.1.1.1)
Source directly connected on eth-0-1
State-Refresh Originator State: Originator
Upstream IF: eth-0-1
Upstream State: Forwarding
Assert State: NoInfo
Downstream IF List:
eth-0-9, in 'olist':
Downstream State: NoInfo
Assert State: NoInfo
Switch2：
Switch2# show ip pim dense-mode mroute
PIM-DM Multicast Routing Table
(11.1.1.2, 225.1.1.1)
RPF Neighbor: none
Upstream IF: eth-0-9
Upstream State: AckPending
Assert State: NoInfo
Downstream IF List:
eth-0-1, in 'olist':
Downstream State: NoInfo
Assert State: NoInfo
6.5IGMP Snooping配置
6.5.1概述
简介
IGMP Snooping（Internet Group Management Protocol Snooping，IGMP侦听）是运行在二层以太网交换机上的组播约束机制，用于管理和控制组播组。
二层交换机通过IGMP Snooping来控制组播流量的泛洪。当二层以太网交换收到主机和路由器之间传递的IGMP报文时，IGMP Snooping将对IGMP报文所带的信息进行分析，将端口和MAC组播地址建立起映射关系，并根据这样的映射关系转发组播数据。组播路由器定期发送通用组查询来维护组播组成员关系。所有接收者将将发送IGMP报告报文来响应这个查询，交换机通过这个监听IGMP报告报文来建立转发表项。
二层的组播组可以通过IGMP报文动态建立，也可以静态配置。静态配置的组播组将覆盖动态学的组播组。
限制和指导：
VRRP，RIP，OSPF等协议使用了组播IP，因此在使能了IGMP Snooping的网络中，要避免使用这些IP组播地址，以免产生冲突而导致异常：
• VRRP使用了224.0.0.18，因此组播MAC 0100.5E00.0012映射出的组播IP在IGMP Snooping和VRRP的网络中避免使用。
• RIP使用了224.0.0.9，因此组播MAC 0100.5E00.0009映射出的组播IP在IGMP Snooping和RIP的网络中避免使用。
• OSPF使用了224.0.0.5，因此组播MAC 0100.5E00.0005映射出的组播IP在IGMP Snooping和OSPF的网络中避免使用。
6.5.2配置举例
配置启用IGMP Snooping
IGMP Snooping需要在全局和VLAN启用。当IGMP Snooping在全局模式下关闭时，此时仅仅在VLAN下启用IGMP Snooping是无效的。当IGMP Snooping在全局模式下开启时，可以选择性的在某些VLAN下关闭IGMP Snooping。
默认情况下，IGMP Snooping在全局和每个VLAN上都已使能。
步骤 1进入配置模式
Switch#configure terminal
步骤 2分别在全局和vlan上使能igmp snooping
Switch(config)# ip igmp snooping
Switch(config)# ip igmp snooping vlan 1
步骤 3退出配置模式
Switch(config)# end
步骤 4检查配置
使用下列命令检查vlan上的igmp snooping状态：
Switch # show ip igmp snooping vlan 1
Global Igmp Snooping Configuration
-------------------------------------------------
Igmp Snooping :Enabled
Igmp Snooping Fast-Leave :Disabled
Igmp Snooping Version :2
Igmp Snooping Robustness Variable :2
Igmp Snooping Max-Member-Number :2048
Igmp Snooping Unknown Multicast Behavior :Flood
Igmp Snooping Report-Suppression :Enabled
Vlan 1
-----------
Igmp Snooping :Enabled
Igmp Snooping Fast-Leave :Disabled
Igmp Snooping Report-Suppression :Enabled
Igmp Snooping Version :2
Igmp Snooping Robustness Variable :2
Igmp Snooping Max-Member-Number :2048
Igmp Snooping Unknown Multicast Behavior :Flood
Igmp Snooping Group Access-list :N/A
Igmp Snooping Mrouter Port :
Igmp Snooping Mrouter Port Aging Interval(sec) :255
配置IGMP Snooping快速离开
正常情况下，IGMP Snooping在接收到IGMP离开报文后不会直接将端口从组播组中删除，而是发送IGMP特定组查询报文，如果等待一段时间后没有得到响应，才将该端口从组播组中删除。启动快速删除功能后，IGMP Snooping收到IGMP离开报文时，直接将端口从组播组中删除。当端口下只有一个用户时，快速删除可以节省带宽。
步骤 1进入配置模式
Switch#configure terminal
步骤 2分别在全局和vlan上使能igmp快速离开功能
Switch(config)#ip igmp snooping fast-leave
Switch(config)#ip igmp snooping vlan 1 fast-leave
步骤 3退出配置模式
Switch(config)# end
步骤 4检查配置
Switch # show ip igmp snooping vlan 1
Global Igmp Snooping Configuration
-------------------------------------------------
Igmp Snooping :Enabled
Igmp Snooping Fast-Leave :Enabled
Igmp Snooping Version :2
Igmp Snooping Robustness Variable :2
Igmp Snooping Max-Member-Number :2048
Igmp Snooping Unknown Multicast Behavior :Flood
Igmp Snooping Report-Suppression :Enabled
Vlan 1
-----------
Igmp Snooping :Enabled
Igmp Snooping Fast-Leave :Enabled
Igmp Snooping Report-Suppression :Enabled
Igmp Snooping Version :2
Igmp Snooping Robustness Variable :2
Igmp Snooping Max-Member-Number :2048
Igmp Snooping Unknown Multicast Behavior :Flood
Igmp Snooping Group Access-list :N/A
Igmp Snooping Mrouter Port :
Igmp Snooping Mrouter Port Aging Interval(sec) :255
配置IGMP Snooping查询参数
三层交换机在所连接的网段上周期性的发送IGMP通用查询报文，通过解析返回的IGMP主机报告报文，获知该网段内哪些组播组有成员。组播路由器周期性地发送查询报文，当得到某一组成员的IGMP主机报告报文的时候，刷新该网段相应的组成员关系信息。
步骤 1进入配置模式
Switch#configure terminal
步骤 2配置igmp snooping 全局参数
Switch(config)# ip igmp snooping query-interval 100
Switch(config)# ip igmp snooping query-max-response-time 5
Switch(config)# ip igmp snooping last-member-query-interval 2000
Switch(config)# ip igmp snooping discard-unknown
步骤 3配置igmp snooping vlan参数
Switch(config)# ip igmp snooping vlan 1 querier address 10.10.10.1
Switch(config)# ip igmp snooping vlan 1 querier
Switch(config)# ip igmp snooping vlan 1 query-interval 200
Switch(config)# ip igmp snooping vlan 1 query-max-response-time 5
Switch(config)# ip igmp snooping vlan 1 querier-timeout 100
Switch(config)# ip igmp snooping vlan 1 last-member-query-interval 2000
Switch(config)# ip igmp snooping vlan 1 discard-unknown
步骤 4退出配置模式
Switch(config)# end
步骤 5检查配置
Switch # show ip igmp snooping querier
Global Igmp Snooping Querier Configuration
-------------------------------------------------
Version :2
Last-Member-Query-Interval (msec) :2000
Last-Member-Query-Count :2
Max-Query-Response-Time (sec) :5
Query-Interval (sec) :100
Global Source-Address :0.0.0.0
TCN Query Count :2
TCN Query Interval (sec) :10
TCN Query Max Respose Time (sec) :5
Vlan 1: IGMP snooping querier status
--------------------------------------------
Elected querier is : 0.0.0.0
--------------------------------------------
Admin state :Enabled
Admin version :2
Operational state :Non-Querier
Querier operational address :10.10.10.1
Querier configure address :10.10.10.1
Last-Member-Query-Interval (msec) :2000
Last-Member-Query-Count :2
Max-Query-Response-Time (sec) :5
Query-Interval (sec) :200
Querier-Timeout (sec) :100
配置IGMP Snooping组播路由端口
组播路由端口是交换机上连接到组播路由器的端口，可以动态学习或者静态配置。当某个VLAN的端口上收到IGMP通用组查询报文或者是PIMv2 Hello报文，该端口成为这个VLAN的组播路由端口。所有从组播路由端口上收到的的IGMP查询报文要在所属VLAN内广播。所有VLAN上收到IGMP报告/离开报文也将从组播路由端口转发(报文抑制关闭的情况下)，另外所有从该VLAN上收到的组播流量将从组播路由端口转发。
步骤 1进入配置模式
Switch#configure terminal
步骤 2全局启用IGMP Snooping的报告抑制功能
Switch(config)# ip igmp snooping report-suppression
步骤 3vlan上配置静态组播路由端口，启用报告抑制功能，配置动态组播路由端口老化时间
Switch(config)# ip igmp snooping vlan 1 mrouter interface eth-0-1
Switch(config)# ip igmp snooping vlan 1 report-suppression
Switch(config)# ip igmp snooping vlan 1 mrouter-aging-interval 200
步骤 4退出配置模式
Switch(config)# end
步骤 5检查配置
Switch# show ip igmp snooping vlan 1
Global Igmp Snooping Configuration
-------------------------------------------------
Igmp Snooping :Enabled
Igmp Snooping Fast-Leave :Disabled
Igmp Snooping Version :2
Igmp Snooping Robustness Variable :2
Igmp Snooping Max-Member-Number :2048
Igmp Snooping Unknown Multicast Behavior :Flood
Igmp Snooping Report-Suppression :Enabled
Vlan 1
-----------
Igmp Snooping :Enabled
Igmp Snooping Fast-Leave :Disabled
Igmp Snooping Report-Suppression :Enabled
Igmp Snooping Version :2
Igmp Snooping Robustness Variable :2
Igmp Snooping Max-Member-Number :2048
Igmp Snooping Unknown Multicast Behavior :Flood
Igmp Snooping Group Access-list :N/A
Igmp Snooping Mrouter Port :eth-0-1
Igmp Snooping Mrouter Port Aging Interval(sec) :200
配置IGMP Snooping查询TCN
可以通过配置TCN的时间间隔以及查询次数来适应STP收敛拓扑后的组播组学习以及更新。
步骤 1进入配置模式
Switch#configure terminal
步骤 2设置TCN的查询次数和TCN的查询时间间隔
Switch(config)# ip igmp snooping querier tcn query-count 5
Switch(config)# ip igmp snooping querier tcn query-interval 20
步骤 3退出配置模式
Switch(config)# end
步骤 4检查配置
Switch # show ip igmp snooping querier
Global Igmp Snooping Querier Configuration
-------------------------------------------------
Version :2
Last-Member-Query-Interval (msec) :1000
Max-Query-Response-Time (sec) :10
Query-Interval (sec) :125
Global Source-Address :0.0.0.0
TCN Query Count :5
TCN Query Interval (sec) :20
Vlan 1: IGMP snooping querier status
--------------------------------------------
Elected querier is : 0.0.0.0
--------------------------------------------
Admin state :Disabled
Admin version :2
Operational state :Non-Querier
Querier operational address :0.0.0.0
Querier configure address :N/A
Last-Member-Query-Interval (msec) :1000
Max-Query-Response-Time (sec) :10
Query-Interval (sec) :125
Querier-Timeout (sec) :255
配置IGMP Snooping报告抑制
交换机使用IGMP报告抑制功能来防止同一个IGMP报文重复发送给组播路由器。当IGMP路由器抑制使能时(默认情况下使能抑制)，交换机将第一个IGMP报告报文发送给组播路由器，其余同样的IGMP报告报文将不再发送给组播路由器。这样就阻止了重复IGMP报告报文发送给组播路由器了。
步骤 1进入配置模式
Switch#configure terminal
步骤 2在全局和vlan使能报告抑制
Switch(config)# ip igmp snooping report-suppression
Switch(config)# ip igmp snooping vlan 1 report-suppression
步骤 3退出配置模式
Switch(config)# end
步骤 4检查配置
Switch # show ip igmp snooping
Global Igmp Snooping Configuration
-------------------------------------------------
Igmp Snooping :Enabled
Igmp Snooping Fast-Leave :Disabled
Igmp Snooping Version :2
Igmp Snooping Robustness Variable :2
Igmp Snooping Max-Member-Number :2048
Igmp Snooping Unknown Multicast Behavior :Flood
Igmp Snooping Report-Suppression :Enabled
Vlan 1
-----------
Igmp Snooping :Enabled
Igmp Snooping Fast-Leave :Disabled
Igmp Snooping Report-Suppression :Enabled
Igmp Snooping Version :2
Igmp Snooping Robustness Variable :2
Igmp Snooping Max-Member-Number :2048
Igmp Snooping Unknown Multicast Behavior :Flood
Igmp Snooping Group Access-list :N/A
Igmp Snooping Mrouter Port :
Igmp Snooping Mrouter Port Aging Interval(sec) :255
配置静态组播组
交换机在二层端口上收到IGMP报文时会建立IGMP Snooping的组记录。目前系统中也支持静态配置IGMP Snoopoing的组记录，在静态配置时需要指定组地址，二层端口，以及二层端口所属的VLAN。
步骤 1进入配置模式
Switch#configure terminal
步骤 2配置静态组播组
Switch(config)# ip igmp snooping vlan 1 static-group 229.1.1.1 interface eth-0-2
步骤 3退出配置模式
Switch(config)# end
步骤 4检查配置
Switch# show ip igmp snooping groups
VLAN Interface Group-Address Uptime Expires-time
1 eth-0-2 229.1.1.1 00:01:08 stopped
6.6MVR配置
6.6.1概述
简介
在传统的组播点播方式下，汇聚组播路由器下连一些接入交换机，接入交换机上连接了分布在不同VLAN中的用户。当这些不同VLAN的用户点播相同Group的节目时，汇聚的组播路由器需要为每个VLAN内的用户复制一份数据，每个VLAN的组播流量都要占用接入交换机的带宽。这样即增加了汇聚路由器的负担，也浪费接入设备的带宽。
MVR(组播VLAN注册)功能能够很好的解决这个问题。在靠近用户侧的接入交换机上启用组播VLAN，汇聚路由器只需把组播数据在源VLAN内发送给接入交换机，而不必在每个用户VLAN内都复制一份，接入交换机收到组播数据后再根据用户请求进行复制，给每个VLAN内的用户发送一份组播数据。从而节省了网络带宽，也减轻了三层设备的负担。
MVR依赖于IGMP Snooping进行工作，而且只有MVR全局配置的Group才会生效。如果在MVR的下游口上接收的IGMP报文中组播组不在MVR全局Group中，该报文将被忽略。通过在MVR的下游口上接收的IGMP报告/离开报文来维护接收者信息，MVR上游口收到组播数据后根据下游口的组播组信息来决定将组播数据从哪些VLAN的端口转发出去。
原理描述
以下是MVR协议概念的简要描述：
• MVR：组播VLAN注册
• Source vlan：组播VLAN的源VLAN
• Source port：MVR网络中的上游口，连接组播路由器的端口
• Receiver port：MVR网络中的下游口，连接接收者的端口
6.6.2配置举例
1.组网拓扑
图6-4mvr
在Switch1的eth-0-1上启用IGMP&PIM-SM。
配置Switch2：eth-0-1属于vlan111，eth-0-2属于vlan10，eth-0-3属于vlan30。
在Switch2启用MVR，从Switch1到Switch2上拷贝一份组播流，在Switch2上再将这个组播流进行复制，从eth-0-2和eth-0-3发送出去。
2.配置步骤
步骤 1进入配置模式
Switch# configure terminal
步骤 2进入vlan配置模式，创建vlan
在Switch2配置：
Switch2(config)# vlan database
Switch2(config-vlan)# vlan 111,10,30
Switch2(config-vlan)# quit
步骤 3进入接口配置模式，设置接口属性，使能pim
在Switch1配置：
switch1(config)# interface eth-0-1
switch1(config-if)# no switchport
switch1(config-if)# no shutdown
switch1(config-if)# ip address 12.12.12.12/24
switch1(config-if)# ip pim sparse-mode
switch1(config-if)# exit
在Switch2配置：
Switch2(config)# interface vlan 111
Switch2(config-if)# exit
Switch2(config)# interface vlan 10
Switch2(config-if)# exit
Switch2(config)# interface vlan 30
Switch2(config-if)# exit
Switch2(config)# interface eth-0-1
Switch2(config-if)# switchport access vlan 111
Switch2(config)# interface eth-0-2
Switch2(config-if)# switchport access vlan 10
Switch2(config)# interface eth-0-3
Switch2(config-if)# switchport access vlan 30
Switch2(config-if)# exit
步骤 4启用MVR
在Switch2配置：
Switch2(config)# no ip multicast-routing
Switch2(config)# mvr
Switch2(config)# mvr vlan 111
Switch2(config)# mvr group 238.255.0.1 64
Switch2(config)# mvr source-address 12.12.12.1
Switch2(config)# interface eth-0-1
Switch2(config-if)# mvr type source
Switch2(config-if)# exit
Switch2(config)# interface eth-0-2
Switch2(config-if)# mvr type receiver vlan 10
Switch2(config-if)# exit
Switch2(config)# interface eth-0-3
Switch2(config-if)# mvr type receiver vlan 30
Switch2(config-if)# exit
步骤 5退出配置模式
Switch(config)# end
步骤 6检查配置
Switch1
Switch1# show ip igmp groups
IGMP Connected Group Membership
Group Address Interface Uptime Expires Last Reporter
238.255.0.1 eth-0-1 00:01:16 00:03:49 12.12.12.1
238.255.0.2 eth-0-1 00:01:16 00:03:49 12.12.12.1
238.255.0.3 eth-0-1 00:01:16 00:03:49 12.12.12.1
238.255.0.4 eth-0-1 00:01:16 00:03:49 12.12.12.1
238.255.0.5 eth-0-1 00:01:16 00:03:49 12.12.12.1
238.255.0.6 eth-0-1 00:01:16 00:03:49 12.12.12.1
238.255.0.7 eth-0-1 00:01:16 00:03:49 12.12.12.1
238.255.0.8 eth-0-1 00:01:16 00:03:49 12.12.12.1
238.255.0.9 eth-0-1 00:01:16 00:03:49 12.12.12.1
238.255.0.10 eth-0-1 00:01:16 00:03:49 12.12.12.1
……
238.255.0.64 eth-0-1 00:01:16 00:03:49 12.12.12.1
Switch2
Switch2# show mvr
MVR Running: TRUE
MVR Multicast VLAN: 111
MVR Source-address: 12.12.12.1
MVR Max Multicast Groups: 1024
MVR Hw Rt Limit: 508
MVR Current Multicast Groups: 255
Switch2# show mvr groups
VLAN Interface Group-Address Uptime Expires-time
10 eth-0-2 238.255.0.1 00:03:23 00:02:03
10 eth-0-2 238.255.0.2 00:02:16 00:02:03
10 eth-0-2 238.255.0.3 00:02:16 00:02:03
10 eth-0-2 238.255.0.4 00:02:16 00:02:03
10 eth-0-2 238.255.0.5 00:02:16 00:02:03
10 eth-0-2 238.255.0.6 00:02:16 00:02:04
10 eth-0-2 238.255.0.7 00:02:16 00:02:04
10 eth-0-2 238.255.0.8 00:02:16 00:02:04
10 eth-0-2 238.255.0.9 00:02:16 00:02:04
10 eth-0-2 238.255.0.10 00:02:16 00:02:04
……
10 eth-0-2 238.255.0.64 00:01:50 00:02:29