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1 PIM

1.1 PIM简介

1.1.1 PIM-DM简介

1.1.2 PIM-SM简介

1.1.3 管理域机制简介

1.1.4 协议规范

1.2 配置PIM-DM

1.2.1 PIM-DM配置任务简介

1.2.2 配置准备

1.2.3 使能PIM-DM

1.2.4 使能状态刷新能力

1.2.5 配置状态刷新参数

1.2.6 配置PIM-DM定时器

1.3 配置PIM-SM

1.3.1 PIM-SM配置任务简介

1.3.2 配置准备

1.3.3 使能PIM-SM

1.3.4 配置RP

1.3.5 配置BSR

1.3.6 配置组播源注册

1.3.7 配置SPT切换

1.4 配置PIM公共特性

1.4.1 PIM公共特性配置任务简介

1.4.2 配置准备

1.4.3 配置组播数据过滤器

1.4.4 配置Hello报文过滤器

1.4.5 配置Hello报文选项

1.4.6 配置PIM公共定时器

1.4.7 配置加入/剪枝报文规格

1.4.8 配置PIM与BFD联动

1.5 PIM显示和维护

1.6 PIM典型配置举例

1.6.1 PIM-DM典型配置举例

1.6.2 PIM-SM非管理域配置举例

1.6.3 PIM-SM管理域配置举例

1.7 常见配置错误举例

1.7.1 无法正确建立组播分发树

1.7.2 组播数据异常终止在中间路由器

1.7.3 PIM-SM中RP无法加入SPT

1.7.4 PIM-SM中无法建立RPT或无法进行源注册

 

1 PIM

 

1.1  PIM简介

PIM（Protocol Independent Multicast，协议无关组播）协议利用单播静态路由或者任意单播路由协议（包括RIP、OSPF、IS-IS、BGP等）所生成的单播路由表为IP组播提供路由。组播路由与所采用的单播路由协议无关，只要能够通过单播路由协议产生相应的组播路由表项即可。PIM借助RPF（Reverse Path Forwarding，逆向路径转发）机制实现对组播报文的转发。当组播报文到达本地设备时，首先对其进行RPF检查：若RPF检查通过，则创建相应的组播路由表项，从而进行组播报文的转发；若RPF检查失败，则丢弃该报文。有关RPF的详细介绍，请参见“IP组播配置指导”中的“组播路由与转发”。

根据实现机制的不同，PIM分为以下几种类型：

·              PIM-DM（Protocol Independent Multicast-Dense Mode，协议无关组播—密集模式）

·              PIM-SM（Protocol Independent Multicast-Sparse Mode，协议无关组播—稀疏模式）

为了描述方便，本文中把由支持PIM协议的组播路由器所组成的网络简称为“PIM域”。

1.1.1  PIM-DM简介

PIM-DM属于密集模式的组播路由协议，使用“推（Push）模式”传送组播数据，通常适用于组播组成员相对比较密集的小型网络，其基本原理如下：

·              PIM-DM假设网络中的每个子网都存在至少一个组播组成员，因此组播数据将被扩散（Flooding）到网络中的所有节点。然后，PIM-DM对没有组播数据转发的分支进行剪枝（Prune），只保留包含接收者的分支。这种“扩散—剪枝”现象周期性地发生，被剪枝的分支也可以周期性地恢复成转发状态。

·              当被剪枝分支的节点上出现了组播组的成员时，为了减少该节点恢复成转发状态所需的时间，PIM-DM使用嫁接（Graft）机制主动恢复其对组播数据的转发。

一般说来，密集模式下数据包的转发路径是有源树（Source Tree），即以组播源为“根”、组播组成员为“叶子”的一棵转发树。由于有源树使用的是从组播源到接收者的最短路径，因此也称为SPT（Shortest Path Tree，最短路径树）。

PIM-DM的工作机制如下：

1. 邻居发现

在PIM域中，路由器上每个运行了PIM协议的接口通过定期向本网段的所有PIM路由器（224.0.0.13）组播PIM Hello报文（以下简称Hello报文），以发现PIM邻居，维护各路由器之间的PIM邻居关系，从而构建和维护SPT。

2. 构建SPT

构建SPT的过程也就是“扩散—剪枝”的过程：

(1)      在PIM-DM域中，组播源S向组播组G发送组播报文时，首先对组播报文进行扩散：路由器对该报文的RPF检查通过后，便创建一个（S，G）表项，并将该报文向网络中的所有下游节点转发。经过扩散，PIM-DM域内的每个路由器上都会创建（S，G）表项。

(2)      然后对那些下游没有接收者的节点进行剪枝：由没有接收者的下游节点向上游节点发剪枝报文（Prune Message），以通知上游节点将相应的接口从其组播转发表项（S，G）所对应的出接口列表中删除，并不再转发该组播组的报文至该节点。

 

剪枝过程最先由“叶子”路由器发起，如图1-1所示，由没有接收者（Receiver）的接口主动发起剪枝，并一直持续到PIM-DM域中只剩下必要的分支，这些分支共同构成了SPT。

图1-1 PIM-DM中构建SPT示意图

 

“扩散—剪枝”的过程是周期性发生的。各个被剪枝的节点提供超时机制，当剪枝超时后便重新开始这一过程。

3. 嫁接

当被剪枝的节点上出现了组播组的成员时，为了减少该节点恢复成转发状态所需的时间，PIM-DM使用嫁接机制主动恢复其对组播数据的转发，过程如下：

(1)      需要恢复接收组播数据的节点向其上游节点发送嫁接报文（Graft Message）以申请重新加入到SPT中；

(2)      当上游节点收到该报文后恢复该下游节点的转发状态，并向其回应一个嫁接应答报文（Graft-Ack Message）以进行确认；

(3)      如果发送嫁接报文的下游节点没有收到来自其上游节点的嫁接应答报文，将重新发送嫁接报文直到被确认为止。

4. 断言

在一个网段内如果存在多台组播路由器，则相同的组播报文可能会被重复发送到该网段。为了避免出现这种情况，就需要通过断言（Assert）机制来选定唯一的组播数据转发者。

图1-2 Assert机制示意图

 

如图1-2所示，当Router A和Router B从上游节点收到（S，G）组播报文后，都会向本地网段转发该报文，于是处于下游的节点Router C就会收到两份相同的组播报文，Router A和Router B也会从各自的下游接口收到对方转发来的该组播报文。此时，Router A和Router B会通过其下游接口向本网段的所有PIM路由器（224.0.0.13）以组播方式发送断言报文（Assert Message），该报文中携带有以下信息：组播源地址S、组播组地址G、到组播源的单播路由/组播静态路由的优先级和度量值。通过一定的规则对这些参数进行比较后，Router A和Router B中的获胜者将成为（S，G）组播报文在本网段的转发者，比较规则如下：

(1)      到组播源的优先级较高者获胜；

(2)      如果到组播源的优先级相等，那么到组播源的度量值较小者获胜；

(3)      如果到组播源的度量值也相等，则下游接口IP地址较大者获胜。

1.1.2  PIM-SM简介

PIM-DM使用以“扩散—剪枝”方式构建的SPT来传送组播数据。尽管SPT的路径最短，但是其建立的过程效率较低，并不适合大中型网络。而PIM-SM则属于稀疏模式的组播路由协议，使用“拉（Pull）模式”传送组播数据，通常适用于组播组成员分布相对分散、范围较广的大中型网络，其基本原理如下：

·              PIM-SM假设所有主机都不需要接收组播数据，只向明确提出需要组播数据的主机转发。PIM-SM实现组播转发的核心任务就是构造并维护RPT（Rendezvous Point Tree，共享树），RPT选择PIM域中某台路由器作为公用的根节点RP（Rendezvous Point，汇集点），组播数据通过RP沿着RPT转发给接收者；

·              接收者侧DR（Designated Router，指定路由器）向某组播组对应的RP发送加入报文（Join Message），该报文被逐跳送达RP，所经过的路径就形成了RPT的分支；

·              组播源如果要向某组播组发送组播数据，首先由组播源侧DR负责向RP进行注册，把注册报文（Register Message）通过单播方式发送给RP，该报文到达RP后触发建立SPT。之后组播源把组播数据沿着SPT发向RP，当组播数据到达RP后，被复制并沿着RPT发送给接收者。

 

PIM-SM的工作机制如下：

1. 邻居发现

PIM-SM使用与PIM-DM类似的邻居发现机制，具体请参见“1.1.1  1. 邻居发现”一节。

2. DR选举

DR是共享网络（如以太网）中组播数据的唯一转发者。无论是与组播源相连的网络，还是与接收者相连的网络，都需要选举DR。接收者侧的DR负责向RP发送加入报文；组播源侧的DR负责向RP发送注册报文。

DR对于PIM-SM有实际的意义，而对于PIM-DM来说，其本身并不需要DR，但如果PIM-DM域中的共享网络上运行了IGMPv1，则需要由DR来充当共享网络上的IGMPv1查询器。

 

图1-3 DR选举示意图

 

如图1-3所示，DR的选举过程如下：

(1)      共享网络上的各路由器相互之间发送Hello报文（携带有竞选DR优先级的参数），拥有最高优先级的路由器将成为DR；

(2)      如果优先级相同，或者网络中至少有一台路由器不支持在Hello报文中携带竞选DR优先级的参数，则根据各路由器的IP地址大小来竞选DR，IP地址最大的路由器将成为DR。

如果DR出现故障，将导致其PIM邻居可达状态定时器超时，其余路由器将触发新的DR选举过程。

3. RP发现

RP是PIM-SM域中的核心设备。在结构简单的小型网络中，组播信息量少，整个网络仅依靠一个RP进行组播信息的转发即可，此时可以在PIM-SM域中的各路由器上静态指定RP的位置；但是在更多的情况下，PIM-SM域的规模都很大，通过RP转发的组播信息量巨大。为了缓解RP的负担并优化RPT的拓扑结构，可以在PIM-SM域中配置多个C-RP（Candidate-RP，候选RP），通过自举机制来动态选举RP，使不同的RP服务于不同的组播组，此时需要配置BSR（Bootstrap Router，自举路由器）。BSR是PIM-SM域的管理核心，一个PIM-SM域内只能有一个BSR，但可以配置多个C-BSR（Candidate-BSR，候选BSR）。这样，一旦BSR发生故障，其余C-BSR能够通过自动选举产生新的BSR，从而确保业务免受中断。

 

如图1-4所示，BSR负责收集网络中由C-RP发来的宣告报文（Advertisement Message），该报文中携带有C-RP的地址和优先级以及其服务的组范围，BSR将这些信息汇总为RP-Set（RP集，即组播组与RP的映射关系数据库），封装在自举报文（Bootstrap Message，BSM）中并发布到整个PIM-SM域。

图1-4 RP与BSR信息交互示意图

 

网络中的各路由器将依据RP-Set提供的信息，使用相同的规则从众多C-RP中为特定组播组选择其对应的RP，具体规则如下：

(1)      首先比较C-RP所服务的组范围，所服务的组范围较小者获胜。

(2)      若服务的组范围相同，再比较C-RP的优先级，优先级较高者获胜。

(3)      若优先级也相同，再使用哈希（Hash）函数计算哈希值，哈希值较大者获胜。

(4)      若哈希值也相同，则C-RP的IP地址较大者获胜。

4. 构建RPT

图1-5 PIM-SM中构建RPT示意图

 

如图1-5所示，RPT的构建过程如下：

(1)      当接收者加入一个组播组G时，先通过IGMP报文通知与其直连的DR；

(2)      DR掌握了组播组G的接收者的信息后，向该组所对应的RP方向逐跳发送加入报文；

(3)      从DR到RP所经过的路由器就形成了RPT的分支，这些路由器都在其转发表中生成了（*，G）表项，这里的“*”表示来自任意组播源。RPT以RP为根，以DR为叶子。

当发往组播组G的组播数据流经RP时，数据就会沿着已建立好的RPT到达DR，进而到达接收者。

当某接收者对组播组G的信息不再感兴趣时，与其直连的DR会逆着RPT向该组的RP方向逐跳发送剪枝报文；上游节点收到该报文后在其出接口列表中删除与下游节点相连的接口，并检查自己是否拥有该组播组的接收者，如果没有则继续向其上游转发该剪枝报文。

5. 组播源注册

组播源注册的目的是向RP通知组播源的存在。

图1-6 组播源注册示意图

 

如图1-6所示，组播源向RP注册的过程如下：

(1)      当组播源S向组播组G发送了一个组播报文时，与组播源直连的DR在收到该报文后，就将其封装成注册报文，并通过单播方式发送给相应的RP；

(2)      当RP收到该报文后，一方面解封装注册报文并将封装在其中的组播报文沿着RPT转发给接收者，另一方面向组播源方向逐跳发送（S，G）加入报文。这样，从RP到组播源所经过的路由器就形成了SPT的分支，这些路由器都在其转发表中生成了（S，G）表项。SPT以组播源侧的DR为根，以RP为叶子。

(3)      组播源发出的组播数据沿着已建立好的SPT到达RP，然后由RP把组播数据沿着RPT向接收者进行转发。当RP收到沿着SPT转发来的组播数据后，通过单播方式向与组播源直连的DR发送注册停止报文（Register-Stop Message），组播源注册过程结束。

 

6. SPT切换

在PIM-SM域中，一个组播组唯一对应一个RP和一棵RPT。在SPT切换前，所有发往该组的组播报文都必须先由组播源侧DR封装在注册报文中发往RP，由RP解封装后再沿RPT分发给接收者侧的DR，RP是所有组播数据必经的中转站。这个过程存在以下三个问题：

·              组播源侧的DR和RP必须对组播数据进行繁琐的封装/解封装处理。

·              组播数据的转发路径不一定是从组播源到接收者的最短路径。

·              当组播流量变大时，RP负担增大，容易引发故障。

为了解决上述问题，PIM-SM允许由RP或接收者侧的DR发起SPT切换：

(1)      RP发起的SPT切换

当RP收到第一个组播数据（S，G）包后，立即向组播源方向发送（S，G）加入报文，在组播源侧DR与RP之间建立起SPT分支，后续的组播报文都直接沿该分支到达RP。

由RP发起的SPT切换的详细过程，请参见“1.1.2  5. 组播源注册”一节。

(2)      接收者侧DR发起的SPT切换

当接收者侧DR收到第一个组播数据（S，G）包后，立即发起SPT切换，过程如下：

·              首先，接收者侧DR向组播源方向发送（S，G）加入报文，并最终送达组播源侧DR，沿途经过的所有路由器在其转发表中都生成了（S，G）表项，从而建立了SPT分支；

·              随后，当组播数据沿SPT到达RPT与SPT分叉的路由器时，该路由器开始丢弃沿RPT到达的组播数据，同时向RP逐跳发送含RP位的剪枝报文，RP收到该报文后继续向组播源方向发送剪枝报文（假设此时只有这一个接收者），从而完成了SPT切换；

·              最终，组播数据将沿SPT从组播源到达到接收者。

通过SPT切换，PIM-SM能够以比PIM-DM更经济的方式建立SPT。

7. 断言

PIM-SM使用与PIM-DM类似的断言机制，具体请参见“1.1.1  4. 断言”一节。

1.1.3  管理域机制简介

1. 两种域机制的划分

一般情况下，在一个PIM-SM域内只能有一个BSR，并由该BSR负责在整个PIM-SM域内宣告RP-Set信息，所有组播组的信息都在此BSR管理的网络范围内进行转发，我们称之为非管理域机制。

考虑到管理的精细化，可以将整个PIM-SM域划分为一个Global域（Global-scope Zone）和多个管理域（Admin-scope Zone），一方面可以有效分担单一BSR的管理压力，另一方面可以使用私有组地址为特定区域提供专门的服务。相应地，我们称之为管理域机制。

管理域与组播组相对应，针对不同组播组划分相应的管理域。管理域的边界由ZBR（Zone Border Router，区域边界路由器）构成，每个管理域各维护一个BSR，为特定范围的组播组服务，属于此范围的组播协议报文（如断言报文、BSR自举报文等）无法通过管理域边界。不同管理域所服务的组播组范围可以重叠，该范围内的组播组只在本管理域内有效，相当于私有组地址。而不属于任何管理域服务范围的组播组则一律属于Global域的服务范围，Global域中维护一个BSR，为剩余的所有组播组服务。

2. 管理域与Global域的关系

每个管理域以及Global域都有独立的C-RP和BSR设备，这些设备仅在其所属的域有效，也就是说BSR机制与RP选举在各管理域之间是隔离的；每个管理域都有自己的边界，各管理域所服务组播组范围内的组播信息不能进、出该边界。为了更清晰地理解管理域和Global域之间的关系，可以从以下两个角度进行考虑：

(1)      地域空间角度

管理域是针对特定范围组播组的逻辑管理区域，属于此范围的组播报文只能在本管理域的域内或域外传播，无法跨过管理域的边界。

图1-7 地域空间上管理域与Global域的关系

 

如图1-7所示，对于同一地址范围内的组播组而言，各管理域在地域上必须相互独立、相互隔离，即同一路由器不能从属于多个管理域，各管理域所包含的路由器也互不相同。而Global域则包含了PIM-SM域内的所有路由器，不属于任何管理域服务范围的组播报文，可以在整个PIM-SM域范围内传播。

(2)      组地址范围角度

每个管理域为特定的组播组提供服务，这些组播组地址只在本管理域内有效，不同管理域所服务的组播组地址范围可以重叠；而不属于任何管理域的组播组，则一律属于Global域的服务范围。

图1-8 组地址范围上管理域与Global域的关系

 

如图1-8所示，管理域1与管理域2所对应的组地址范围无交集，而管理域3的组地址是管理域1组地址的子集；其余不属于任何管理域的组播组（即G−G1−G2）则都属于Global域的服务范围。

1.1.4  协议规范

与PIM相关的协议规范有：

·              RFC 3973：Protocol Independent Multicast-Dense Mode (PIM-DM): Protocol Specification (Revised)

·              RFC 4601：Protocol Independent Multicast-Sparse Mode (PIM-SM): Protocol Specification (Revised)

·              RFC 5059：Bootstrap Router (BSR) Mechanism for Protocol Independent Multicast (PIM)

1.2  配置PIM-DM

1.2.1  PIM-DM配置任务简介

表1-1 PIM-DM配置任务简介

配置任务	说明	详细配置
使能PIM-DM	必选	1.2.3
使能状态刷新能力	可选	1.2.4
配置状态刷新参数	可选	1.2.5
配置PIM-DM定时器	可选	1.2.6
配置PIM公共特性	可选	1.4

 

1.2.2  配置准备

在配置PIM-DM之前，需完成以下任务：

·              配置任一单播路由协议，实现域内网络层互通

1.2.3  使能PIM-DM

 

在进行各项PIM配置之前，必须先使能IP组播路由。

在接口上使能了PIM-DM后，路由器之间才能够建立PIM邻居，从而对来自PIM邻居的协议报文进行处理。在部署PIM-DM域时，建议在其所有非边界接口上均使能PIM-DM。

表1-2 使能PIM-DM

操作	命令	说明
进入系统视图	system-view	-
使能IP组播路由	multicast routing-enable	缺省情况下，IP组播路由处于关闭状态 本命令的详细介绍请参见“IP组播命令参考”中的“组播路由与转发”
进入接口视图	interface interface-type interface-number	-
使能PIM-DM	pim dm	缺省情况下，PIM-DM处于关闭状态

 

1.2.4  使能状态刷新能力

为了避免各路由器上被剪枝的接口因为超时而恢复转发，与组播源直连的路由器会周期性地发送（S，G）状态刷新报文，该报文沿着PIM-DM域最初的扩散路径逐跳进行转发，从而刷新沿途所有路由器上的剪枝定时器的状态。只有当一个共享网段内的所有PIM路由器上都使能了状态刷新能力时，该共享网段才具备状态刷新能力。

请在PIM-DM域内的所有路由器上进行如下配置。

表1-3 使能状态刷新能力

操作	命令	说明
进入系统视图	system-view	-
进入接口视图	interface interface-type interface-number	-
使能状态刷新能力	pim state-refresh-capable	缺省情况下，状态刷新能力处于使能状态

 

1.2.5  配置状态刷新参数

直连组播源的路由器会以一定的时间间隔周期性地发送状态刷新报文，可以在与组播源直连的路由器上通过配置来改变这个时间间隔。

路由器可能在短时间内收到多个状态刷新报文，而其中有些报文可能是重复的。为了避免接收这些重复的报文，可以配置接收新状态刷新报文的等待时间：路由器将丢弃在该时间内收到的状态刷新报文；当该时间超时后，路由器将正常接收新的状态刷新报文，并更新自己的PIM-DM状态，同时重置该等待时间。

在收到状态刷新报文时，路由器会将该报文的TTL值减1后转发给其下游，直至该报文的TTL值减为0，当网络规模很小时，状态刷新报文将在网络中循环传递。因此，为了有效控制刷新报文的传递范围，需要根据网络规模大小在与组播源直连的路由器上配置合适的TTL值。

表1-4 配置状态刷新参数

操作	命令	说明
进入系统视图	system-view	-
进入PIM视图	pim	-
配置发送状态刷新报文的时间间隔	state-refresh-interval interval	缺省情况下，发送状态刷新报文的时间间隔为60秒
配置接收新状态刷新报文的等待时间	state-refresh-rate-limit time	缺省情况下，接收新状态刷新报文的等待时间为30秒
配置状态刷新报文的TTL值	state-refresh-ttl ttl-value	缺省情况下，状态刷新报文的TTL值为255

 

1.2.6  配置PIM-DM定时器

嫁接报文是PIM-DM中唯一使用确认机制的报文。在PIM-DM域中，下游路由器发出嫁接报文后，如果在指定时间内没有收到来自其上游路由器的嫁接应答报文，则会重发嫁接报文，直到被确认。

有关PIM-DM其它定时器的相关配置，请参见“1.4.6  配置PIM公共定时器”。

表1-5 配置PIM-DM定时器

操作	命令	说明
进入系统视图	system-view	-
进入接口视图	interface interface-type interface-number	-
配置嫁接报文的重传时间	pim timer graft-retry interval	缺省情况下，嫁接报文的重传时间为3秒

 

1.3  配置PIM-SM

1.3.1  PIM-SM配置任务简介

表1-6 PIM-SM配置任务简介

配置任务		说明	详细配置
使能PIM-SM		必选	1.3.3
配置RP	配置静态RP	二者至少选其一，若只配置静态RP，则不必再配置BSR	1.3.4  1.
	配置C-RP		1.3.4  2.
配置BSR	配置C-BSR	必选	1.3.5  1.
	配置BSR服务边界	可选	1.3.5  2.
	关闭自举报文语义分片功能	可选	1.3.5  3.
配置组播源注册		可选	1.3.6
配置SPT切换		可选	1.3.7
配置PIM公共特性		可选	1.4

 

1.3.2  配置准备

在配置PIM-SM之前，需完成以下任务：

·              配置任一单播路由协议，实现域内网络层互通

1.3.3  使能PIM-SM

 

在进行各项PIM配置之前，必须先使能IP组播路由。

在接口上使能了PIM-SM后，路由器之间才能够建立PIM邻居，从而对来自PIM邻居的协议报文进行处理。在部署PIM-SM域时，建议在其所有非边界接口上均使能PIM-SM。

表1-7 使能PIM-SM

操作	命令	说明
进入系统视图	system-view	-
使能IP组播路由	multicast routing-enable	缺省情况下，IP组播路由处于关闭状态 本命令的详细介绍请参见“IP组播命令参考”中的“组播路由与转发”
进入接口视图	interface interface-type interface-number	-
使能PIM-SM	pim sm	缺省情况下，PIM-SM处于关闭状态

 

1.3.4  配置RP

一个RP可以为多个组播组服务，也可以为所有组播组服务。每个组播组在任意时刻，只能由唯一的一个RP为其转发数据，而不能由多个RP转发数据。

RP可以通过手工方式静态配置，也可以通过BSR机制动态选举。由于在大型PIM网络中配置静态RP将非常繁琐，因此，通常将静态RP作为动态选举RP机制的备份手段，以提高网络的健壮性，增强组播网络的运营管理能力。

1. 配置静态RP

当网络内仅有一个动态RP时，可以手工配置静态RP，既可避免因单一节点故障而引起的通信中断，也可避免C-RP与BSR之间频繁的信息交互而占用带宽。PIM-SM域内的所有路由器上都必须进行完全相同的静态RP配置。

表1-8 配置静态RP

操作	命令	说明
进入系统视图	system-view	-
进入PIM视图	pim	-
配置服务于PIM-SM的静态RP	static-rp rp-address [ acl-number | preferred ] *	缺省情况下，没有配置静态RP

 

2. 配置C-RP

 

在PIM-SM域中，可以把有意成为RP的路由器配置为C-RP。BSR通过接收来自C-RP的C-RP信息，或者接收来自其它路由器的自动RP宣告，收集C-RP信息并将其汇总为RP-Set信息，然后在全网内扩散。之后，网络内的其它路由器根据RP-Set信息计算出特定组播组范围所对应的RP。建议在骨干网路由器上配置C-RP。

为了使BSR能够在PIM-SM域内分发RP-Set信息，C-RP必须周期性地向BSR发送宣告报文，BSR从该报文中学习RP-Set信息，并将该信息与自己的IP地址一起封装在自举报文中向域中的所有PIM路由器进行宣告。

C-RP在其宣告报文中封装一个保持时间，BSR在收到该报文后，从中获得该时间值并启动C-RP超时定时器，如果超时后BSR仍没有收到来自C-RP后续的宣告报文，则认为目前网络中的C-RP失效或不可达。

为了防止C-RP欺骗，需要在BSR上配置合法的C-RP地址范围及其服务的组播组范围。同时由于每个C-BSR都可能成为BSR，因此必须在PIM-SM域内的所有C-BSR上都配置相同的过滤策略。

表1-9 配置C-RP

操作	命令	说明
进入系统视图	system-view	-
进入PIM视图	pim	-
配置C-RP	c-rp ip-address [ advertisement-interval adv-interval | group-policy acl-number | holdtime hold-time | priority priority ] *	缺省情况下，没有配置C-RP
（可选）配置合法的C-RP地址范围及其服务的组播组范围	crp-policy acl-number	缺省情况下，C-RP地址范围及其服务的组播组范围不受任何限制

 

1.3.5  配置BSR

如果配置了静态RP，则不需要配置BSR；但如果配置了C-RP来动态选举RP，则必须配置BSR。在一个PIM-SM域中只能有一个BSR，但需要配置至少一个C-BSR。任意一台路由器都可以被配置为C-BSR。在C-BSR之间通过自动选举产生BSR，BSR负责在PIM-SM域中收集并发布RP信息。

1. 配置C-BSR

 

C-BSR应配置在骨干网的路由器上，C-BSR间的自动选举机制简单描述如下：

·              最初，每个C-BSR都认为自己是本PIM-SM域的BSR，向其它路由器发送自举报文；

·              当某C-BSR收到其它C-BSR发来的自举报文时，首先比较自己与后者的优先级，优先级较高者获胜；在优先级相同的情况下，再比较自己与后者的BSR地址，拥有较大IP地址者获胜。如果后者获胜，则用后者的BSR地址替换自己的BSR地址，并不再认为自己是BSR；否则，保留自己的BSR地址，并继续认为自己是BSR。

在一个PIM-SM域中，从众多C-BSR中选举出唯一的BSR。PIM-SM域内的C-RP向BSR发送宣告报文，由BSR汇总为RP-Set，并向本PIM-SM域内的所有路由器进行宣告。所有路由器都使用统一的哈希算法，得到特定组播组所对应RP的地址。

通过在路由器上配置合法BSR的地址范围，可以对收到的自举报文按照地址范围进行过滤，从而防止某些恶意主机非法伪装成BSR，以避免合法的BSR被恶意取代。必须在PIM-SM域内的所有路由器上进行相同的配置。通常针对以下两类情况实施预防措施：

·              某些恶意主机通过伪造自举报文以欺骗路由器，试图更改RP映射关系。这种攻击通常发生在边缘路由器上，由于BSR处于网络内部，主机在网络外部，因此边缘路由器通过对收到的自举报文进行邻居检查和RPF检查，丢弃不符合要求的报文，就可以避免外部网络用户对内部网络BSR的攻击；

·              网络中某台路由器被攻击者控制，或者有非法接入的路由器时，攻击者可以将这样的路由器配置为C-BSR，并使其在竞争中获胜，从而控制网络中RP信息的发布权。由于在被配置为C-BSR后，路由器会自动向整个网络扩散自举报文，而自举报文是TTL值为1的组播报文，所以只要其邻居路由器不接收该自举报文，就不会影响整个网络。因此，通过在整个网络的所有路由器上都配置合法BSR的地址范围，从而丢弃合法范围之外的自举报文，就可以防止此类攻击。

以上两种预防措施可以部分地保护网络中BSR的安全。但是如果某台合法的BSR路由器被攻击者控制，还是可能导致问题。

表1-10 配置C-BSR

操作	命令	说明
进入系统视图	system-view	-
进入PIM视图	pim	-
配置C-BSR	c-bsr ip-address [ scope group-address { mask-length | mask } ] [ hash-length hash-length | priority priority ] *	缺省情况下，没有配置C-BSR
（可选）配置合法的BSR地址范围	bsr-policy acl-number	缺省情况下，BSR的地址范围不受任何限制

 

2. 配置BSR服务边界

BSR作为PIM-SM域中的管理核心，负责将收集到的RP-Set信息以自举报文的形式发向PIM-SM域中的所有路由器。

BSR的服务边界，即PIM-SM域的边界。BSR是针对特定的服务范围而言的，众多的BSR服务边界接口将网络划分成不同的PIM-SM域，自举报文无法通过PIM-SM域的边界，BSR服务边界之外的路由器也不能参与本PIM-SM域内的组播转发。

请在欲配置为BSR服务边界的路由器上进行如下配置。

表1-11 配置BSR服务边界

操作	命令	说明
进入系统视图	system-view	-
进入接口视图	interface interface-type interface-number	-
配置BSR的服务边界	pim bsr-boundary	缺省情况下，没有配置BSR的服务边界

 

3. 关闭自举报文语义分片功能

BSR周期性地向所在PIM-SM域发送自举报文以通告RP-Set信息。当RP-Set信息较少时，自举报文被封装在一个IP报文中发送出去；而当RP-Set信息较多时，自举报文的大小可能超过接口的MTU（Maximum Transmission Unit，最大传输单元）值，从而触发其在IP层的分片。在这种情况下，一个IP分片的丢失就会导致整个自举报文都被丢弃。

自举报文语义分片功能可以解决上述问题：当自举报文大于接口MTU时，会被分解为多个自举报文分片（Bootstrap Message Fragment，BSMF）。非BSR收到自举报文分片后，若发现某组范围对应的RP信息都在这一个分片中，便立即更新该组范围对应的RP-Set；若发现某组范围映射的RP信息被分在了多个分片中，则待收齐了这些分片后再更新该组范围对应的RP-Set。这样，由于不同分片所含组范围对应的RP信息不同，因此个别分片的丢失只影响该分片所含组范围对应的RP信息，而不会导致整个自举报文都被丢弃。

自举报文语义分片功能是缺省使能的，但由于不支持该功能的设备会将自举报文分片当作完整的自举报文处理，从而导致其学到的RP-Set信息不完整，因此当PIM-SM域中存在此类设备时，请在已配置为C-BSR的路由器上关闭本功能。

表1-12 关闭自举报文语义分片功能

操作	命令	说明
进入系统视图	system-view	-
进入PIM视图	pim	-
关闭自举报文语义分片功能	undo bsm-fragment enable	缺省情况下，自举报文语义分片功能处于使能状态

 

 

1.3.6  配置组播源注册

在PIM-SM域内，组播源侧DR向RP发送注册报文，而这些注册报文拥有不同的组播源或组播组地址。为了让RP服务于特定的组播组，可以对注册报文进行过滤。如果某个（S，G）表项被过滤规则拒绝，或者过滤规则中没有定义对它的操作，RP都会向DR发送注册停止报文，以停止该组播数据的注册过程。

考虑到注册报文在传递过程中的完整性，可以配置根据整个报文来计算校验和。但为了减少往注册报文中封装数据报文的工作量并考虑到互通性，一般情况下不建议配置根据注册报文的全部内容来计算校验和的方式。

表1-13 配置组播源注册

操作	命令	说明
进入系统视图	system-view	-
进入PIM视图	pim	-
配置注册报文的过滤规则	register-policy acl-number	缺省情况下，没有配置注册报文的过滤规则
配置根据注册报文的全部内容来计算校验和	register-whole-checksum	缺省情况下，仅根据注册报文头来计算校验和

 

1.3.7  配置SPT切换

缺省情况下，接收者侧DR和RP都能够在收到第一个组播数据包后立即发起SPT切换，用户可以通过下面的配置来指定SPT切换的条件。

 

表1-14 配置SPT切换

操作	命令	说明
进入系统视图	system-view	-
进入PIM视图	pim	-
配置发起SPT切换的条件	spt-switch-threshold { immediacy | infinity } [ group-policy acl-number ]	缺省情况下，设备收到第一个组播数据包后便立即向SPT切换

 

1.4  配置PIM公共特性

1.4.1  PIM公共特性配置任务简介

表1-15 PIM公共特性配置任务简介

配置任务	说明	详细配置
配置组播数据过滤器	可选	1.4.3
配置Hello报文过滤器	可选	1.4.4
配置Hello报文选项	可选	1.4.5
配置PIM公共定时器	可选	1.4.6
配置加入/剪枝报文规格	可选	1.4.7
配置PIM与BFD联动	可选	1.4.8

 

1.4.2  配置准备

在配置PIM公共特性之前，需完成以下任务：

·              配置任一单播路由协议，实现域内网络层互通

·              配置PIM-DM或PIM-SM

1.4.3  配置组播数据过滤器

无论在PIM-DM还是PIM-SM域内，各路由器都可以对流经自己的组播数据进行检查，通过比较是否符合过滤规则来决定是否继续转发组播数据。也就是说PIM域内的路由器能够成为组播数据的过滤器。过滤器的存在一方面有助于实现信息流量控制，另一方面可以在安全性方面限定下游接收者能够获得的信息。过滤器不仅过滤独立的组播数据，还过滤封装在注册报文中的组播数据。

通常，过滤器的位置距离组播源越近，过滤影响越明显。

表1-16 配置组播数据过滤器

操作	命令	说明
进入系统视图	system-view	-
进入PIM视图	pim	-
配置组播数据过滤器	source-policy acl-number	缺省情况下，没有配置组播数据过滤器

 

1.4.4  配置Hello报文过滤器

随着PIM协议的推广和应用，对其安全性的要求也越来越高。建立正确的PIM邻居是PIM协议安全应用的前提。如果在接口上指定了合法Hello报文的源地址范围，便能够保证PIM邻居的正确建立，从而有效防止各种PIM协议报文攻击，提高设备对PIM协议报文处理的安全性。

表1-17 配置Hello报文过滤器

操作	命令	说明
进入系统视图	system-view	-
进入接口视图	interface interface-type interface-number	-
配置合法Hello报文的源地址范围	pim neighbor-policy acl-number	缺省情况下，Hello报文的源地址范围不受任何限制

 

 

1.4.5  配置Hello报文选项

无论在PIM-DM域还是在PIM-SM域内，各路由器之间发送的Hello报文都包含很多可供配置的选项，对各选项的介绍如下：

·              DR_Priority（仅用于PIM-SM）：表示竞选DR的优先级，优先级高的设备被选举为DR。可以在与组播源或接收者直连的共享网络中的所有路由器上都配置此参数。

·              Holdtime：表示保持PIM邻居可达状态的时间，若超时后仍没有收到Hello报文，则认为PIM邻居失效或不可达。

·              LAN_Prune_Delay：表示在共享网络上传递剪枝报文的延迟时间，该选项由三部分组成：LAN-delay（发送剪枝报文的延迟时间）、Override-interval（剪枝否决时间）和禁止加入报文抑制能力。

LAN-delay表示路由器从收到下游路由器发来的剪枝报文到继续向上游路由器发送剪枝报文的延迟时间，Override-interval则表示允许下游路由器否决剪枝动作的时间，当共享网段内各PIM路由器的LAN-delay或Override-interval不同时，取其中最大的值。路由器在收到下游路由器发来的剪枝报文后并不立即执行剪枝动作，而是仍将当前的转发状态保持LAN-delay＋Override-interval时间。如果下游路由器需要继续接收组播数据，则必须在Override-interval时间内向上游路由器发送加入报文以否决这个剪枝动作，这就称为剪枝否决；如果Override-interval时间超时后未收到任何加入报文，上游路由器就会在LAN-delay＋Override-interval时间超时后执行剪枝动作。

通过在上游邻居上使能跟踪下游邻居的功能（即关闭加入报文抑制能力），可以记录已发送了加入报文且加入状态尚未超时的下游邻居的信息。使能该功能时，应在共享网段的所有PIM路由器上都使能，否则上游邻居无法跟踪每个下游邻居的加入报文。

在接口上使能PIM后，路由器会生成一个随机数作为Hello报文中的Generation ID。一台PIM路由器的Generation ID一般不会改变，除非其状态更新才会生成新的Generation ID。这样，当PIM路由器发现来自上游邻居的Hello报文中的Generation ID发生改变时，便认为上游邻居的状态发生了改变，从而触发发送加入报文以进行状态刷新。通过在接口上配置拒绝无Generation ID的Hello报文，可以实时了解上游邻居的状态。

对于既可在PIM视图又可在接口视图下进行的配置来说，前者对所有接口都生效，而后者只对当前接口生效，但后者的配置优先级较高。

1. 全局配置Hello报文选项

表1-18 全局配置Hello报文选项

操作	命令	说明
进入系统视图	system-view	-
进入PIM视图	pim	-
配置竞选DR的优先级	hello-option dr-priority priority	缺省情况下，竞选DR的优先级为1
配置保持PIM邻居可达状态的时间	hello-option holdtime time	缺省情况下，保持PIM邻居可达状态的时间为105秒
配置发送剪枝报文的延迟时间	hello-option lan-delay delay	缺省情况下，发送剪枝报文的延迟时间为500毫秒
配置剪枝否决时间	hello-option override-interval interval	缺省情况下，剪枝否决时间为2500毫秒
使能邻居跟踪功能	hello-option neighbor-tracking	缺省情况下，邻居跟踪功能处于关闭状态

 

2. 在接口上配置Hello报文选项

表1-19 在接口上配置Hello报文选项

操作	命令	说明
进入系统视图	system-view	-
进入接口视图	interface interface-type interface-number	-
配置竞选DR的优先级	pim hello-option dr-priority priority	缺省情况下，竞选DR的优先级为1
配置保持PIM邻居可达状态的时间	pim hello-option holdtime time	缺省情况下，保持PIM邻居可达状态的时间为105秒
配置发送剪枝报文的延迟时间	pim hello-option lan-delay delay	缺省情况下，发送剪枝报文的延迟时间为500毫秒
配置剪枝否决时间	pim hello-option override-interval interval	缺省情况下，剪枝否决时间为2500毫秒
使能邻居跟踪功能	pim hello-option neighbor-tracking	缺省情况下，邻居跟踪功能处于关闭状态
配置拒绝无Generation ID的Hello报文	pim require-genid	缺省情况下，接受无Generation ID的Hello报文

 

1.4.6  配置PIM公共定时器

 

PIM路由器通过周期性地发送Hello报文，以发现PIM邻居，并维护各路由器之间的PIM邻居关系。

为了避免多个PIM路由器同时发送Hello报文而导致冲突，当PIM路由器在收到新邻居发来的Hello报文时，将延迟一段时间再发送Hello报文，该时间值为小于“触发Hello报文的最大延迟时间”的一个随机值。

PIM路由器通过周期性地向其上游路由器发送加入/剪枝报文以更新状态，在该报文中携带有保持时间，上游路由器为被剪枝的下游接口设置保持加入/剪枝状态定时器。

当路由器没有收到来自组播源S的后续组播数据时，不会立即删除（S，G）表项，而是将其维持一段时间后再删除，这段时间就称为组播源的生存时间。

对于既可在PIM视图又可在接口视图下进行的配置来说，前者对所有接口都生效，而后者只对当前接口生效，但后者的配置优先级较高。

1. 全局配置PIM公共定时器

表1-20 全局配置PIM公共定时器

操作	命令	说明
进入系统视图	system-view	-
进入PIM视图	pim	-
配置发送Hello报文的时间间隔	timer hello interval	缺省情况下，发送Hello报文的时间间隔为30秒
配置发送加入/剪枝报文的时间间隔	timer join-prune interval	缺省情况下，发送加入/剪枝报文的时间间隔为60秒
配置保持加入/剪枝状态的时间	holdtime join-prune time	缺省情况下，保持加入/剪枝状态的时间为210秒
配置组播源生存时间	source-lifetime time	缺省情况下，组播源的生存时间为210秒

 

2. 在接口上配置PIM公共定时器

表1-21 在接口上配置PIM公共定时器

操作	命令	说明
进入系统视图	system-view	-
进入接口视图	interface interface-type interface-number	-
配置发送Hello报文的时间间隔	pim timer hello interval	缺省情况下，发送Hello报文的时间间隔为30秒
配置触发Hello报文的最大延迟时间	pim triggered-hello-delay delay	缺省情况下，触发Hello报文的最大延迟时间为5秒
配置发送加入/剪枝报文的时间间隔	pim timer join-prune interval	缺省情况下，发送加入/剪枝报文的时间间隔为60秒
配置保持加入/剪枝状态的时间	pim holdtime join-prune time	缺省情况下，保持加入/剪枝状态的时间为210秒

 

1.4.7  配置加入/剪枝报文规格

如果加入/剪枝报文的尺寸较大，则丢失一个报文将导致较多信息的遗失；如果加入/剪枝报文的尺寸较小，则单个报文的丢失所产生的影响也将降低。

表1-22 配置加入/剪枝报文规格

操作	命令	说明
进入系统视图	system-view	-
进入PIM视图	pim	-
配置加入/剪枝报文的最大长度	jp-pkt-size size	缺省情况下，加入/剪枝报文的最大长度为8100字节

 

1.4.8  配置PIM与BFD联动

 

PIM借助Hello报文在共享网段中选举出DR，使其成为该网段中组播数据的唯一转发者。当DR出现故障时，只有待其老化后才会触发新的DR选举过程，这个过程通常比较长。为了实现DR的快速切换，可以在共享网段的PIM邻居之间引入BFD（Bidirectional Forwarding Detection，双向转发检测）机制进行链路状态的快速检测。通过在共享网段内的所有PIM路由器上都使能PIM与BFD联动功能，可以使这些PIM邻居快速感知DR故障并重新选举DR。有关BFD的详细介绍，请参见“可靠性配置指导”中的“BFD”。

表1-23 配置PIM与BFD联动

操作	命令	说明
进入系统视图	system-view	-
进入接口视图	interface interface-type interface-number	-
使能PIM与BFD联动功能	pim bfd enable	缺省情况下，PIM与BFD联动功能处于关闭状态

 

1.5  PIM显示和维护

在完成上述配置后，在任意视图下执行display命令可以显示配置后PIM的运行情况，通过查看显示信息验证配置的效果。

表1-24 PIM显示和维护

操作	命令
显示PIM-SM域中的BSR信息	display pim bsr-info
显示PIM所使用的路由信息	display pim claimed-route [ source-address ]
显示PIM-SM域中的C-RP信息	display pim c-rp [ local ]
显示接口上的PIM信息	display pim interface [ interface-type interface-number ] [ verbose ]
显示PIM邻居信息	display pim neighbor [ neighbor-address | interface interface-type interface-number | verbose ] *
显示PIM路由表的内容	display pim routing-table [ group-address [ mask { mask-length | mask } ] | source-address [ mask { mask-length | mask } ] | flags flag-value | fsm | incoming-interface interface-type interface-number | mode mode-type | outgoing-interface { exclude | include | match } interface-type interface-number ] *
显示PIM-SM域中的RP信息	display pim rp-info [ group-address ]

 

1.6  PIM典型配置举例

1.6.1  PIM-DM典型配置举例

1. 组网需求

·              接收者通过组播方式接收视频点播信息，不同组织的接收者群体组成末梢网络，每个末梢网络中都存在至少一个接收者，整个PIM域采用DM方式。

·              Host A和Host C为两个末梢网络中的组播信息接收者；Switch D通过Vlan-interface300接口与组播源（Source）所在的网络连接；Switch A通过Vlan-interface100接口连接末梢网络N1，通过Vlan-interface103接口连接Switch D；Switch B和Switch C通过各自的Vlan-interface200接口连接末梢网络N2，分别通过Vlan-interface101和Vlan-interface102接口连接Switch D。

·              Switch A与末梢网络N1之间运行IGMPv2；Switch B和Switch C与末梢网络N2之间也运行IGMPv2。

2. 组网图

图1-9 PIM-DM典型配置组网图

设备	接口	IP地址	设备	接口	IP地址
Switch A	Vlan-int100	10.110.1.1/24	Switch D	Vlan-int300	10.110.5.1/24
	Vlan-int103	192.168.1.1/24		Vlan-int103	192.168.1.2/24
Switch B	Vlan-int200	10.110.2.1/24		Vlan-int101	192.168.2.2/24
	Vlan-int101	192.168.2.1/24		Vlan-int102	192.168.3.2/24
Switch C	Vlan-int200	10.110.2.2/24
	Vlan-int102	192.168.3.1/24

 

3. 配置步骤

(1)      配置IP地址和单播路由协议

请按照图1-9配置各接口的IP地址和子网掩码，具体配置过程略。

配置PIM-DM域内的各交换机之间采用OSPF协议进行互连，确保PIM-DM域内部在网络层互通，并且各交换机之间能够借助单播路由协议实现动态路由更新，具体配置过程略。

(2)      使能IP组播路由，并使能PIM-DM和IGMP

# 在Switch A上使能IP组播路由，在各接口上使能PIM-DM，并在其连接末梢网络的接口Vlan-interface100上使能IGMP。

<SwitchA> system-view

[SwitchA] multicast routing-enable

[SwitchA] interface vlan-interface 100

[SwitchA-Vlan-interface100] igmp enable

[SwitchA-Vlan-interface100] pim dm

[SwitchA-Vlan-interface100] quit

[SwitchA] interface vlan-interface 103

[SwitchA-Vlan-interface103] pim dm

[SwitchA-Vlan-interface103] quit

Switch B和Switch C的配置与Switch A相似，配置过程略。

# 在Switch D上使能IP组播路由，并在各接口上使能PIM-DM。

<SwitchD> system-view

[SwitchD] multicast routing-enable

[SwitchD] interface vlan-interface 300

[SwitchD-Vlan-interface300] pim dm

[SwitchD-Vlan-interface300] quit

[SwitchD] interface vlan-interface 103

[SwitchD-Vlan-interface103] pim dm

[SwitchD-Vlan-interface103] quit

[SwitchD] interface vlan-interface 101

[SwitchD-Vlan-interface101] pim dm

[SwitchD-Vlan-interface101] quit

[SwitchD] interface vlan-interface 102

[SwitchD-Vlan-interface102] pim dm

[SwitchD-Vlan-interface102] quit

4. 验证配置

通过使用display pim interface命令可以查看交换机接口上PIM的配置和运行情况。例如：

# 显示Switch D上PIM的配置信息。

[SwitchD] display pim interface

 Interface           NbrCnt HelloInt   DR-Pri     DR-Address

 Vlan300             0      30         1          10.110.5.1     (local)

 Vlan103             1      30         1          192.168.1.2    (local)

 Vlan101             1      30         1          192.168.2.2    (local)

 Vlan102             1      30         1          192.168.3.2    (local)

通过使用display pim neighbor命令可以查看交换机之间的PIM邻居关系。例如：

# 显示Switch D上PIM的邻居关系信息。

[SwitchD] display pim neighbor

 Total Number of Neighbors = 3

 

 Neighbor        Interface           Uptime   Expires  Dr-Priority

 192.168.1.1     Vlan103             00:02:22 00:01:27 1

 192.168.2.1     Vlan101             00:00:22 00:01:29 3

 192.168.3.1     Vlan102             00:00:23 00:01:31 5

假如Host A需要接收组播组G（225.1.1.1）的信息，当组播源S（10.110.5.100/24）向组播组G发送组播数据时，通过扩散生成SPT，SPT路径中各交换机（Switch A和Switch D）上都存在（S，G）表项，Host A向Switch A发送IGMP报告以加入组播组G，在Switch A上生成（*，G）表项。通过使用display pim routing-table命令可以查看交换机的PIM路由表信息。例如：

# 显示Switch A上的PIM路由表信息。

[SwitchA] display pim routing-table

 Total 1 (*, G) entry; 1 (S, G) entry

 

 (*, 225.1.1.1)

     Protocol: pim-dm, Flag: WC

     UpTime: 00:04:25

     Upstream interface: NULL

         Upstream neighbor: NULL

         RPF prime neighbor: NULL

     Downstream interface(s) information:

     Total number of downstreams: 1

         1: Vlan-interface100

             Protocol: igmp, UpTime: 00:04:25, Expires: never

 

 (10.110.5.100, 225.1.1.1)

     Protocol: pim-dm, Flag: ACT

     UpTime: 00:06:14

     Upstream interface: Vlan-interface103

         Upstream neighbor: 192.168.1.2

         RPF prime neighbor: 192.168.1.2

     Downstream interface(s) information:

     Total number of downstreams: 1

         1: Vlan-interface100

             Protocol: pim-dm, UpTime: 00:04:25, Expires: never

# 显示Switch D上的PIM路由表信息。

[SwitchD] display pim routing-table

 Total 0 (*, G) entry; 1 (S, G) entry

 

 (10.110.5.100, 225.1.1.1)

     Protocol: pim-dm, Flag: LOC ACT

     UpTime: 00:03:27

     Upstream interface: Vlan-interface300

         Upstream neighbor: NULL

         RPF prime neighbor: NULL

     Downstream interface(s) information:

     Total number of downstreams: 2

         1: Vlan-interface103

             Protocol: pim-dm, UpTime: 00:03:27, Expires: never

         2: Vlan-interface102

             Protocol: pim-dm, UpTime: 00:03:27, Expires: never

1.6.2  PIM-SM非管理域配置举例

1. 组网需求

·              接收者通过组播方式接收视频点播信息，不同组织的接收者群体组成末梢网络，每个末梢网络中都存在至少一个接收者，整个PIM域采用SM非管理域方式。

·              Host A和Host C为两个末梢网络中的组播信息接收者；Switch D通过Vlan-interface300接口与组播源（Source）所在网络连接；Switch A通过Vlan-interface100接口连接末梢网络N1，通过Vlan-interface101接口和Vlan-interface102接口分别连接Switch D和Switch E；Switch B和Switch C通过各自的Vlan-interface200接口连接末梢网络N2，分别通过Vlan-interface103和Vlan-interface104接口连接Switch E。

·              将Switch D的Vlan-interface105接口和Switch E的Vlan-interface102接口都配置为C-BSR和C-RP，其中Switch E上C-BSR的优先级较高。C-RP所服务的组播组范围为225.1.1.0/24，通过改变哈希掩码长度使此范围内的组地址间隔映射到这两个C-RP上。

·              Switch A与末梢网络N1之间运行IGMPv2；Switch B和Switch C与末梢网络N2之间也运行IGMPv2。

2. 组网图

图1-10 PIM-SM非管理域配置组网图

设备	接口	IP地址	设备	接口	IP地址
Switch A	Vlan-int100	10.110.1.1/24	Switch D	Vlan-int300	10.110.5.1/24
	Vlan-int101	192.168.1.1/24		Vlan-int101	192.168.1.2/24
	Vlan-int102	192.168.9.1/24		Vlan-int105	192.168.4.2/24
Switch B	Vlan-int200	10.110.2.1/24	Switch E	Vlan-int104	192.168.3.2/24
	Vlan-int103	192.168.2.1/24		Vlan-int103	192.168.2.2/24
Switch C	Vlan-int200	10.110.2.2/24		Vlan-int102	192.168.9.2/24
	Vlan-int104	192.168.3.1/24		Vlan-int105	192.168.4.1/24

 

3. 配置步骤

(1)      配置IP地址和单播路由协议

请按照图1-10配置各接口的IP地址和子网掩码，具体配置过程略。

配置PIM-SM域内的各交换机之间采用OSPF协议进行互连，确保PIM-SM域内部在网络层互通，并且各交换机之间能够借助单播路由协议实现动态路由更新，具体配置过程略。

(2)      使能IP组播路由，并使能PIM-SM和IGMP

# 在Switch A上使能IP组播路由，在各接口上使能PIM-SM，并在其连接末梢网络的接口Vlan-interface100上使能IGMP。

<SwitchA> system-view

[SwitchA] multicast routing-enable

[SwitchA] interface vlan-interface 100

[SwitchA-Vlan-interface100] igmp enable

[SwitchA-Vlan-interface100] pim sm

[SwitchA-Vlan-interface100] quit

[SwitchA] interface vlan-interface 101

[SwitchA-Vlan-interface101] pim sm

[SwitchA-Vlan-interface101] quit

[SwitchA] interface vlan-interface 102

[SwitchA-Vlan-interface102] pim sm

[SwitchA-Vlan-interface102] quit

Switch B和Switch C的配置与Switch A相似，Switch D和Switch E除了不需要在相应接口上使能IGMP外，其它的配置也与Switch A相似，配置过程略。

(3)      配置C-BSR和C-RP

# 在Switch D上配置RP通告的服务范围，以及C-BSR和C-RP的位置，并指定哈希掩码长度为32，C-BSR的优先级为10。

<SwitchD> system-view

[SwitchD] acl number 2005

[SwitchD-acl-basic-2005] rule permit source 225.1.1.0 0.0.0.255

[SwitchD-acl-basic-2005] quit

[SwitchD] pim

[SwitchD-pim] c-bsr 192.168.4.2 hash-length 32 priority 10

[SwitchD-pim] c-rp 192.168.4.2 group-policy 2005

[SwitchD-pim] quit

# 在Switch E上配置RP通告的服务范围，以及C-BSR和C-RP的位置，并指定哈希掩码长度为32，C-BSR的优先级为20。

<SwitchE> system-view

[SwitchE] acl number 2005

[SwitchE-acl-basic-2005] rule permit source 225.1.1.0 0.0.0.255

[SwitchE-acl-basic-2005] quit

[SwitchE] pim

[SwitchE-pim] c-bsr 192.168.9.2 hash-length 32 priority 20

[SwitchE-pim] c-rp 192.168.9.2 group-policy 2005

[SwitchE-pim] quit

4. 验证配置

通过使用display pim interface命令可以查看接口上的PIM信息。例如：

# 显示Switch A的接口上的PIM信息。

[SwitchA] display pim interface

 Interface           NbrCnt HelloInt   DR-Pri     DR-Address

 Vlan100             0      30         1          10.110.1.1     (local)

 Vlan101             1      30         1          192.168.1.2

 Vlan102             1      30         1          192.168.9.2

通过使用display pim bsr-info命令可以查看PIM-SM域中的BSR信息。例如：

# 显示Switch A上PIM-SM域中的BSR信息。

[SwitchA] display pim bsr-info

   Scope: non-scoped

     State: Accept Preferred

     Bootstrap timer: 00:01:44

     Elected BSR address: 192.168.9.2

       Priority: 20

       Hash mask length: 32

       Uptime: 00:40:40

# 显示Switch D上PIM-SM域中的BSR信息。

[SwitchD] display pim bsr-info

   Scope: non-scoped

     State: Candidate

     Bootstrap timer: 00:01:44

     Elected BSR address: 192.168.9.2

       Priority: 20

       Hash mask length: 32

       Uptime: 00:05:26

     Candidate BSR address: 192.168.4.2

       Priority: 10

       Hash mask length: 32

# 显示Switch E上PIM-SM域中的BSR信息。

[SwitchE] display pim bsr-info

   Scope: non-scoped

     State: Elected

     Bootstrap timer: 00:01:44

     Elected BSR address: 192.168.9.2

       Priority: 20

       Hash mask length: 32

       Uptime: 00:01:18

     Candidate BSR address: 192.168.9.2

       Priority: 20

       Hash mask length: 32

通过使用display pim rp-info命令可以查看PIM-SM域中的RP信息。例如：

# 显示Switch A上所有组播组对应的RP信息。

[SwitchA] display pim rp-info

   BSR RP information:

   Scope: non-scoped

     Group/MaskLen: 225.1.1.0/24

       RP address               Priority  HoldTime  Uptime    Expires

       192.168.4.2              192       150       00:51:45  00:02:22

       192.168.9.2              192       150       00:51:45  00:02:22

1.6.3  PIM-SM管理域配置举例

1. 组网需求

·              接收者通过组播方式接收视频点播信息，整个PIM域采用SM管理域方式，划分为管理域1、管理域2和Global域，Switch B、Switch C和Switch D为各管理域的ZBR。

·              Source 1和Source 2分别向组播组239.1.1.1发送内容不同的组播信息，Host A和Host B则分别只接收来自Source 1和Source 2的组播信息；Source 3向组播组224.1.1.1发送组播信息，Host C为其接收者。

·              Switch B的Vlan-interface101接口为管理域1的C-BSR和C-RP，服务于239.0.0.0/8；Switch D的Vlan-interface105接口为管理域2的C-BSR和C-RP，服务于239.0.0.0/8；Switch F的Vlan-interface109为Global域的C-BSR和C-RP，服务于239.0.0.0/8以外的所有组播组。

·              Switch A、Switch E和Switch I分别与各自所连接的接收者之间运行IGMPv2。

2. 组网图

图1-11 PIM-SM管理域配置组网图

设备	接口	IP地址	设备	接口	IP地址
Switch A	Vlan-int100	192.168.1.1/24	Switch D	Vlan-int105	10.110.5.2/24
	Vlan-int101	10.110.1.1/24		Vlan-int108	10.110.7.1/24
Switch B	Vlan-int200	192.168.2.1/24		Vlan-int107	10.110.8.1/24
	Vlan-int101	10.110.1.2/24	Switch E	Vlan-int400	192.168.4.1/24
	Vlan-int103	10.110.2.1/24		Vlan-int104	10.110.4.2/24
	Vlan-int102	10.110.3.1/24		Vlan-int108	10.110.7.2/24
Switch C	Vlan-int300	192.168.3.1/24	Switch F	Vlan-int109	10.110.9.1/24
	Vlan-int104	10.110.4.1/24		Vlan-int107	10.110.8.2/24
	Vlan-int105	10.110.5.1/24		Vlan-int102	10.110.3.2/24
	Vlan-int103	10.110.2.2/24	Switch G	Vlan-int500	192.168.5.1/24
	Vlan-int106	10.110.6.1/24		Vlan-int109	10.110.9.2/24
Switch H	Vlan-int110	10.110.10.1/24	Source 1	-	192.168.2.10/24
	Vlan-int106	10.110.6.2/24	Source 2	-	192.168.3.10/24
Switch I	Vlan-int600	192.168.6.1/24	Source 3	-	192.168.5.10/24
	Vlan-int110	10.110.10.2/24

 

3. 配置步骤

(1)      配置IP地址和单播路由协议

请按照图1-11配置各接口的IP地址和子网掩码，具体配置过程略。

配置PIM-SM域内的各交换机之间采用OSPF协议进行互连，确保PIM-SM域内部在网络层互通，并且各交换机之间能够借助单播路由协议实现动态路由更新，具体配置过程略。

(2)      使能IP组播路由，并使能PIM-SM和IGMP

# 在Switch A上使能IP组播路由，在各接口上使能PIM-SM，并在其连接有接收者的接口Vlan-interface100上使能IGMP。

<SwitchA> system-view

[SwitchA] multicast routing-enable

[SwitchA] interface vlan-interface 100

[SwitchA-Vlan-interface100] igmp enable

[SwitchA-Vlan-interface100] pim sm

[SwitchA-Vlan-interface100] quit

[SwitchA] interface vlan-interface 101

[SwitchA-Vlan-interface101] pim sm

[SwitchA-Vlan-interface101] quit

Switch E和Switch I的配置与Switch A相似，配置过程略。

# 在Switch B上使能IP组播路由，并在各接口上使能PIM-SM。

<SwitchB> system-view

[SwitchB] multicast routing-enable

[SwitchB] interface vlan-interface 200

[SwitchB-Vlan-interface200] pim sm

[SwitchB-Vlan-interface200] quit

[SwitchB] interface vlan-interface 101

[SwitchB-Vlan-interface101] pim sm

[SwitchB-Vlan-interface101] quit

[SwitchB] interface vlan-interface 102

[SwitchB-Vlan-interface102] pim sm

[SwitchB-Vlan-interface102] quit

[SwitchB] interface vlan-interface 103

[SwitchB-Vlan-interface103] pim sm

[SwitchB-Vlan-interface103] quit

Switch C、Switch D、Switch F、Switch G和Switch H的配置与Switch B相似，配置过程略。

(3)      配置管理域边界

# 在Switch B上将接口Vlan-interface102和Vlan-interface103配置为管理域1的边界。

[SwitchB] interface vlan-interface 102

[SwitchB-Vlan-interface102] multicast boundary 239.0.0.0 8

[SwitchB-Vlan-interface102] quit

[SwitchB] interface vlan-interface 103

[SwitchB-Vlan-interface103] multicast boundary 239.0.0.0 8

[SwitchB-Vlan-interface103] quit

# 在Switch C上将接口Vlan-interface103和Vlan-interface106配置为管理域2的边界。

<SwitchC> system-view

[SwitchC] interface vlan-interface 103

[SwitchC-Vlan-interface103] multicast boundary 239.0.0.0 8

[SwitchC-Vlan-interface103] quit

[SwitchC] interface vlan-interface 106

[SwitchC-Vlan-interface106] multicast boundary 239.0.0.0 8

[SwitchC-Vlan-interface106] quit

# 在Switch D上将接口Vlan-interface107配置为管理域2的边界。

<SwitchD> system-view

[SwitchD] interface vlan-interface 107

[SwitchD-Vlan-interface107] multicast boundary 239.0.0.0 8

[SwitchD-Vlan-interface107] quit

(4)      配置C-BSR和C-RP

# 在Switch B上配置RP通告的服务范围，并将接口Vlan-interface101配置为管理域1的C-BSR和C-RP。

[SwitchB] acl number 2001

[SwitchB-acl-basic-2001] rule permit source 239.0.0.0 0.255.255.255

[SwitchB-acl-basic-2001] quit

[SwitchB] pim

[SwitchB-pim] c-bsr 10.110.1.2 scope 239.0.0.0 8

[SwitchB-pim] c-rp 10.110.1.2 group-policy 2001

[SwitchB-pim] quit

# 在Switch D上配置RP通告的服务范围，并将接口Vlan-interface105配置为管理域2的C-BSR和C-RP。

[SwitchD] acl number 2001

[SwitchD-acl-basic-2001] rule permit source 239.0.0.0 0.255.255.255

[SwitchD-acl-basic-2001] quit

[SwitchD] pim

[SwitchD-pim] c-bsr 10.110.5.2 scope 239.0.0.0 8

[SwitchD-pim] c-rp 10.110.5.2 group-policy 2001

[SwitchD-pim] quit

# 在Switch F上将接口Vlan-interface109配置为Global域的C-BSR和C-RP。

<SwitchF> system-view

[SwitchF] pim

[SwitchF-pim] c-bsr 10.110.9.1

[SwitchF-pim] c-rp 10.110.9.1

[SwitchF-pim] quit

4. 验证配置

通过使用display pim bsr-info命令可以查看PIM-SM域中的BSR信息。例如：

# 显示Switch B上PIM-SM域中的BSR信息。

[SwitchB] display pim bsr-info

   Scope: non-scoped

     State: Accept Preferred

     Bootstrap timer: 00:01:44

     Elected BSR address: 10.110.9.1

       Priority: 64

       Hash mask length: 30

       Uptime: 00:01:45

 

   Scope: 239.0.0.0/8

     State: Elected

     Bootstrap timer: 00:00:06

     Elected BSR address: 10.110.1.2

       Priority: 64

       Hash mask length: 30

       Uptime: 00:04:54

     Candidate BSR address: 10.110.1.2

       Priority: 64

       Hash mask length: 30

# 显示Switch D上PIM-SM域中的BSR信息。

[SwitchD] display pim bsr-info

   Scope: non-scoped

     State: Accept Preferred

     Bootstrap timer: 00:01:44

     Elected BSR address: 10.110.9.1

       Priority: 64

       Hash mask length: 30

       Uptime: 00:01:45

 

   Scope: 239.0.0.0/8

     State: Elected

     Bootstrap timer: 00:01:12

     Elected BSR address: 10.110.5.2

       Priority: 64

       Hash mask length: 30

       Uptime: 00:03:48

     Candidate BSR address: 10.110.5.2

       Priority: 64

       Hash mask length: 30

# 显示Switch F上PIM-SM域中的BSR信息。

[SwitchF] display pim bsr-info

   Scope: non-scoped

     State: Elected

     Bootstrap timer: 00:00:49

     Elected BSR address: 10.110.9.1

       Priority: 64

       Hash mask length: 30

       Uptime: 00:11:11

     Candidate BSR address: 10.110.9.1

       Priority: 64

       Hash mask length: 30

通过使用display pim rp-info命令可以查看PIM-SM域中的RP信息。例如：

# 显示Switch B上所有组播组对应的RP信息。

[SwitchB] display pim rp-info

   BSR RP information:

   Scope: non-scoped

     Group/MaskLen: 224.0.0.0/4

       RP address               Priority  HoldTime  Uptime    Expires

       10.110.9.1               192       150       00:03:39  00:01:51

   Scope: 239.0.0.0/8

     Group/MaskLen: 239.0.0.0/8

       RP address               Priority  HoldTime  Uptime    Expires

       10.110.1.2 (local)       192       150       00:07:44  00:01:51

# 显示Switch D上所有组播组对应的RP信息。

[SwitchD] display pim rp-info

   BSR RP information:

   Scope: non-scoped

     Group/MaskLen: 224.0.0.0/4

       RP address               Priority  HoldTime  Uptime    Expires

       10.110.9.1               192       150       00:03:42  00:01:48

   Scope: 239.0.0.0/8

     Group/MaskLen: 239.0.0.0/8

       RP address               Priority  HoldTime  Uptime    Expires

       10.110.5.2 (local)       192       150       00:06:54  00:02:41

# 显示Switch F上所有组播组对应的RP信息。

[SwitchF] display pim rp-info

   BSR RP information:

   Scope: non-scoped

     Group/MaskLen: 224.0.0.0/4

       RP address               Priority  HoldTime  Uptime    Expires

       10.110.9.1 (local)       192       150       00:00:32  00:01:58

1.7  常见配置错误举例

1.7.1  无法正确建立组播分发树

1. 故障现象

网络中各路由器（包括直连组播源或接收者的路由器）上都没有组播转发项，也就是说无法正确建立组播分发树，客户端无法接收组播数据。

2. 故障分析

·              当全网运行PIM-DM时，组播数据由直连组播源的第一跳路由器扩散到直连客户端的最后一跳路由器。无论组播数据扩散到哪一台路由器，只有该路由器存在到达组播源的路由，才会创建（S，G）表项。反之，如果没有到达组播源的路由或者到达组播源的RPF接口没有使能PIM-DM，该路由器就无法创建（S，G）表项。

·              当全网运行PIM-SM时，路由器在准备加入SPT时，只有存在到达组播源的路由，才会创建（S，G）表项。反之，如果没有到达组播源的路由或者到达组播源的RPF接口没有使能PIM-SM，该路由器就无法创建（S，G）表项。

·              对于某个RPF检查对象，在现存的单播路由表中查找到达该对象的最优路由，该路由的出接口作为RPF接口，下一跳作为RPF邻居。RPF接口完全依赖于现存的单播路由，并且与PIM本身无关。RPF接口上必须使能PIM，而且RPF邻居也必须是PIM邻居。如果RPF接口或RPF邻居所在路由器上没有使能PIM，必然使组播分发树无法正确建立，导致组播数据转发异常。

·              Hello报文并不携带PIM的模式信息，所以运行PIM的路由器无法掌握自己的PIM邻居运行的是何种模式的PIM。如果RPF接口和RPF邻居所在路由器的对应接口没有使能相同模式的PIM，必然使组播分发树无法正确建立，导致组播数据转发异常。

·              全网必须运行相同模式的PIM。否则，组播分发树必然无法正确建立，导致组播数据转发异常。

3. 处理过程

(1)      检查单播路由。使用命令display ip routing-table命令检查是否有到达组播源或RP的单播路由。

(2)      检查接口上是否使能了PIM，尤其是RPF接口上是否使能了PIM。通过命令display pim interface命令查看接口上的PIM信息。若接口上未使能PIM，请使用pim dm或pim sm命令使能PIM-DM或PIM-SM。

(3)      检查RPF邻居是否是PIM邻居。通过display pim neighbor命令查看PIM邻居的信息。

(4)      检查直连组播源或接收者的路由器接口上是否使能了PIM和IGMP。

(5)      检查PIM模式是否一致。通过命令display pim interface verbose检查RPF接口和RPF邻居所在路由器的对应接口上是否使能了相同模式的PIM。

(6)      检查全网各路由器上的PIM模式是否一致。通过命令display current-configuration查看接口上的PIM模式信息，确保全网所有路由器配置有相同模式的PIM。如果都配置为PIM-SM，则还需检查BSR以及C-RP的配置是否正确。

1.7.2  组播数据异常终止在中间路由器

1. 故障现象

组播数据可以到达中间路由器，但无法到达最后一跳路由器。中间路由器某接口上收到组播数据，但PIM路由表中没有创建相应的（S，G）表项。

2. 故障分析

·              命令multicast boundary用于在接口上设置组播转发边界，如果组播数据无法通过该边界，PIM将无法创建路由项。

·              此外，source-policy命令用于过滤接收到的组播数据报文。如果组播数据报文无法通过该命令中的ACL规则，PIM也无法创建路由项。

3. 处理过程

(1)      检查组播转发边界的配置。通过命令display current-configuration查看组播转发边界上的设置，使用multicast boundary命令更改组播转发边界的设置，使组播数据能够通过该边界。

(2)      检查组播过滤器配置。通过命令display current-configuration查看组播过滤器的配置，更改source-policy命令的ACL规则，使组播数据的源/组地址通过ACL过滤。

1.7.3  PIM-SM中RP无法加入SPT

1. 故障现象

RPT无法正确建立，或者RP无法加入到达组播源的SPT。

2. 故障分析

·              RP是PIM-SM网络的核心，为特定的组播组服务，网络中可以同时存在多个RP。必须保证所有路由器上的RP信息完全一致，并且相同的组播组映射到相同的RP，否则将导致组播数据转发异常。

·              如果使用了静态RP，必须在全网所有路由器上配置完全相同的静态RP，否则将导致组播数据转发异常。

3. 处理过程

(1)      检查是否有到达RP的单播路由。通过命令display ip routing-table查看各路由器上是否有到达RP的单播路由。

(2)      检查动态RP的信息。通过命令display pim rp-info查看各路由器上的RP信息是否一致。

(3)      检查静态RP的配置。通过命令display pim rp-info查看全网所有路由器上的静态RP配置是否完全相同。

1.7.4  PIM-SM中无法建立RPT或无法进行源注册

1. 故障现象

C-RP无法向BSR单播通告报文，BSR没有发布包含C-RP的自举报文，BSR上没有到达各C-RP的单播路由，RPT无法正确建立，或者DR无法向RP进行源注册。

2. 故障分析

·              C-RP周期性地向BSR单播宣告报文，如果C-RP没有到达BSR的单播路由就无法发送宣告报文，BSR就收不到C-RP宣告报文，也就不会发布包含该C-RP的自举报文。

·              另外，如果BSR没有到达C-RP的单播路由，就会丢弃C-RP发来的宣告报文，也不会发布包含该C-RP的自举报文。

·              RP是PIM-SM网络的核心。必须保证全网所有路由器的RP信息完全一致，并且特定的组G映射到相同的RP，以及存在到达RP的单播路由。

3. 处理过程

(1)      检查是否有到各C-RP、BSR的单播路由。通过命令display ip routing-table查看各路由器上是否有到达C-RP和BSR的路由，以及C-RP和BSR之间的路由是否可达。确保各C-RP上存在到达BSR的路由，BSR上存在到达各C-RP的路由，全网所有路由器上存在到达C-RP的路由。

(2)      检查RP和BSR信息。PIM-SM协议需要有RP和BSR的支持，首先使用命令display pim bsr-info查看各路由器上是否有BSR的信息，使用display pim rp-info命令查看各路由器上的RP信息是否正确。

(3)      检查PIM邻居关系。通过命令display pim neighbor查看各路由器之间是否正确建立了邻居关系。