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13-IPv6组播路由与转发配置
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IPv6组播路由与转发中有以下三种表：
· 每个IPv6组播路由协议都有一个协议自身的路由表，如IPv6 PIM路由表。
· 各IPv6组播路由协议的IPv6组播路由信息经过综合形成一个总的IPv6组播路由表，该表由一系列（S，G）表项组成，即一系列由IPv6组播源S向IPv6组播组G发送IPv6组播数据的IPv6组播路由信息。IPv6组播路由表中包含了由一或多种IPv6组播路由协议生成的IPv6组播路由。
· IPv6组播转发表直接用于控制IPv6组播数据包的转发，它与IPv6组播路由表保持一致，IPv6组播路由表中最优的IPv6组播路由会直接下发到IPv6组播转发表中。
IPv6组播路由协议在创建和维护IPv6组播路由表项时，运用了RPF（Reverse Path Forwarding，逆向路径转发）检查机制，以确保IPv6组播数据能够沿正确的路径传输，同时还能避免由于各种原因而造成的环路。
执行RPF检查的过程如下：
(1) 首先，以“报文源”的IPv6地址为目的地址，分别从IPv6单播路由表和IPv6 MBGP路由表中各选出一条最优路由。
根据IPv6组播报文传输的具体情况不同，“报文源”所代表的具体含义也不同：
· 如果当前报文沿从组播源到接收者或RP（Rendezvous Point，汇集点）的SPT（Shortest Path Tree，最短路径树）进行传输，则以组播源为“报文源”进行RPF检查。
· 如果当前报文沿从RP到接收者的RPT（Rendezvous Point Tree，共享树）进行传输，或者沿从组播源到RP的组播源侧RPT进行传输，则都以RP为“报文源”进行RPF检查。
· 如果当前报文为BSR（Bootstrap Router，自举路由器）报文，沿从BSR到各路由器的路径进行传输，则以BSR为“报文源”进行RPF检查。
有关SPT、RPT、组播源侧RPT、RP和BSR的详细介绍，请参见“IP组播配置指导”中的“IPv6 PIM”。
(2) 然后，从这些最优路由中再选出一条作为RPF路由。选取规则如下：
· 如果配置了按照最长匹配选择路由，则：
¡ 选择前缀长度最长的路由。
¡ 如果前缀长度相同，则选择路由优先级最高的路由。
¡ 如果路由优先级也相同，则按照IPv6 MBGP路由、IPv6单播路由的顺序进行选择。
· 如果没有配置按照最长匹配选择路由，则：
¡ 选择路由优先级最高的路由。
¡ 如果路由优先级相同，则按照IPv6 MBGP路由、IPv6单播路由的顺序进行选择。
RPF路由中包含有RPF接口和RPF邻居的信息，不论RPF路由为IPv6单播路由还是IPv6 MBGP路由，该路由表项的出接口都是RPF接口，下一跳都是RPF邻居。
(3) 最后，判断报文实际到达的接口与RPF接口是否相同：
· 相同，RPF检查通过。
· 不同，RPF检查失败。
对每一个收到的IPv6组播数据报文都进行RPF检查会给路由器带来较大负担，而利用IPv6组播转发表可以解决这个问题。在建立IPv6组播路由和转发表时，会把IPv6组播数据报文（S，G）的RPF接口记录为（S，G）表项的入接口。当路由器收到IPv6组播数据报文（S，G）后，查找IPv6组播转发表：
(1) 如果IPv6组播转发表中不存在（S，G）表项，则对该报文执行RPF检查，将其RPF接口作为入接口，结合相关路由信息创建相应的表项，并下发到IPv6组播转发表中：
· 若该报文实际到达的接口正是其RPF接口，则RPF检查通过，向所有的出接口转发该报文；
· 若该报文实际到达的接口不是其RPF接口，则RPF检查失败，丢弃该报文。
(2) 如果IPv6组播转发表中已存在（S，G）表项，且该报文实际到达的接口与入接口相匹配，则向所有的出接口转发该报文。
(3) 如果IPv6组播转发表中已存在（S，G）表项，但该报文实际到达的接口与入接口不匹配，则对此报文执行RPF检查：
· 若其RPF接口与入接口一致，则说明（S，G）表项正确，丢弃这个来自错误路径的报文；
· 若其RPF接口与入接口不符，则说明（S，G）表项已过时，于是把入接口更新为RPF接口。如果该报文实际到达的接口正是其RPF接口，则向所有的出接口转发该报文，否则将其丢弃。
图1-1 RPF检查过程
如图1-1所示，假设网络中IPv6单播路由畅通，未配置IPv6 MBGP。IPv6组播报文（S，G）沿从组播源（Source）到接收者（Receiver）的SPT进行传输。假定Device C上的IPv6组播转发表中已存在（S，G）表项，其记录的入接口为Vlan-interface20：
· 如果该IPv6组播报文从接口Vlan-interface20到达Device C，与（S，G）表项的入接口相匹配，则向所有的出接口转发该报文。
· 如果该IPv6组播报文从接口Vlan-interface10到达Device C，与（S，G）表项的入接口不匹配，则对其执行RPF检查：通过查找IPv6单播路由表发现到达Source的出接口（即RPF接口）是Vlan-interface20，与（S，G）表项的入接口一致。这说明（S，G）表项是正确的，该报文来自错误的路径，RPF检查失败，于是丢弃该报文。
网络中可能存在不支持IPv6组播协议的路由器，从IPv6组播源发出的IPv6组播数据沿IPv6组播路由器逐跳转发，当下一跳路由器不支持IPv6组播协议时，IPv6组播转发路径将被阻断。而通过在处于IPv6单播网段两端的IPv6组播路由器之间建立隧道，则可以实现跨IPv6单播网段的IPv6组播数据转发。
图1-2 使用隧道传输IPv6组播数据
如图1-2所示，在IPv6组播路由器Device A和Device B之间建立隧道。Device A将IPv6组播数据封装在IPv6单播报文中，通过IPv6单播路由器转发至隧道另一端的Device B，再由Device B将IPv6单播报文头剥掉后继续进行IPv6组播传输。
IPv6 Mtrace功能可以用来跟踪IPv6组播数据在组播网络中经过的路径。
· LHR（Last-hop Router，最后一跳路由器）：在指定组播网络中，如果某路由器有一个接口的IPv6地址与指定目的端IPv6地址在同一个网段内，且能够向该网段转发特定的组播流，则称该路由器为最后一跳路由器。
· FHR（First-hop Router，第一跳路由器）：与组播源直连的路由器。
· Client（客户端）：触发组播路径跟踪的路由器。
(1) 客户端向指定目的端发送最大TTL的查询报文（Query Message）；
(2) 最后一跳路由器收到查询报文后，在该报文上添加本地转发信息，将其转换成请求报文（Request Message），并向上游邻居转发该请求报文。
(3) 路径中的每台路由器都在收到的请求报文后添加本地转发信息，并向上游邻居发送。
(4) 第一跳路由器在收到请求报文后，同样添加本地转发信息，然后将其报文类型改为回应报文（Reply Message），向客户端发送。
(5) 客户端收到回应报文后解析其中的转发信息并显示该信息。
表1-1 IPv6组播路由与转发配置任务简介
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配置任务 |
说明 |
详细配置 |
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|
使能IPv6组播路由 |
必选 |
||
|
配置IPv6组播路由与转发 |
配置按照最长匹配选择RPF路由 |
可选 |
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配置对IPv6组播流量进行负载分担 |
可选 |
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配置IPv6组播转发边界 |
可选 |
||
|
配置IPv6组播数据在Super VLAN内的各Sub VLAN之间互通 |
可选 |
||
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配置IPv6组播路径跟踪功能 |
可选 |
||
|
配置缓存未知IPv6组播数据报文的最大数目 |
可选 |
||
在公网实例或VPN实例中配置各项三层IPv6组播功能之前，必须先在该实例中使能IPv6组播路由。
表1-2 使能IPv6组播路由
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操作 |
命令 |
说明 |
|
进入系统视图 |
system-view |
- |
|
使能IPv6组播路由，并进入IPv6 MRIB（Multicast Routing Information Base，组播路由信息库）视图 |
ipv6 multicast routing [ vpn-instance vpn-instance-name ] |
缺省情况下，IPv6组播路由处于关闭状态 |
在配置IPv6组播路由与转发之前，需完成以下任务：
· 配置任一IPv6单播路由协议，实现域内网络层互通
· 配置IPv6 PIM-DM或IPv6 PIM-SM
用户可以配置组播路由器按照最长匹配原则来选择RPF路由，有关RPF路由选择的详细介绍，请参见“1.1.1 1. RPF检查过程”一节。
表1-3 配置按照最长匹配选择RPF路由
|
操作 |
命令 |
说明 |
|
进入系统视图 |
system-view |
- |
|
进入IPv6 MRIB视图 |
ipv6 multicast routing [ vpn-instance vpn-instance-name ] |
- |
|
配置按照最长匹配选择RPF路由 |
longest-match |
缺省情况下，选择路由优先级最高的路由作为RPF路由 |
用户通过配置根据组播源或组播源组进行IPv6组播流量的负载分担，可以优化存在多条IPv6组播数据流时的网络流量。
表1-4 配置对IPv6组播流量进行负载分担
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操作 |
命令 |
说明 |
|
进入系统视图 |
system-view |
- |
|
进入IPv6 MRIB视图 |
ipv6 multicast routing [ vpn-instance vpn-instance-name ] |
- |
|
配置对IPv6组播流量进行负载分担 |
load-splitting { source | source-group } |
缺省情况下，不对IPv6组播流量进行负载分担 本命令对IPv6双向PIM不生效 |
进行本配置不需要使能IPv6组播路由。
IPv6组播信息在网络中的转发并不是漫无边际的，每个IPv6组播组对应的IPv6组播信息都必须在确定的范围内传递。IPv6组播转发边界为指定范围或Scope值的IPv6组播组划定了边界条件，如果IPv6组播报文的目的地址与边界条件匹配，就停止转发。当在一个接口上配置了IPv6组播转发边界后，将不能从该接口转发IPv6组播报文（包括本机发出的IPv6组播报文），也不能从该接口接收IPv6组播报文。
表1-5 配置IPv6组播转发边界
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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IPv6组播转发边界 |
ipv6 multicast boundary { ipv6-group-address prefix-length | scope { scope-id | admin-local | global | organization-local | site-local } } |
缺省情况下，接口上不存在IPv6组播转发边界 |
一个Super VLAN内可以有多个Sub VLAN，不同Sub VLAN之间相互隔离。通过本配置可以使IPv6组播数据在同一Super VLAN内的各Sub VLAN之间互通。有关Super VLAN及其Sub VLAN的详细介绍，请参见“二层技术-以太网交换配置指导”中的“VLAN”。
完成本配置后必须使用reset ipv6 multicast forwarding-table命令清除IPv6组播转发表中所有以该VLAN接口为入接口的转发项，否则本配置将不能生效。
表1-6 配置IPv6组播数据在Super VLAN内的各Sub VLAN之间互通
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操作 |
命令 |
说明 |
|
进入系统视图 |
system-view |
- |
|
进入VLAN接口视图 |
interface vlan-interface interface-number |
- |
|
配置IPv6组播数据在Super VLAN内的各Sub VLAN之间互通 |
ipv6 multicast forwarding supervlan community |
缺省情况下，IPv6组播数据在Super VLAN内的各Sub VLAN之间隔离 |
表1-7 配置IPv6组播路径跟踪功能
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操作 |
命令 |
说明 |
|
进入系统视图 |
system-view |
- |
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配置IPv6 Mtrace服务使用的UDP端口号 |
ipv6 mtrace-service port number |
缺省情况下，IPv6 Mtrace服务使用的UDP端口号为10240 跟踪路径上所有设备必须配置相同的UDP端口号，并保证UDP端口号没有被其他业务使用。 |
|
利用IPv6 Mtrace功能跟踪IPv6组播数据的传输路径 |
mtrace v2 ipv6 [ vpn-instance vpn-instance-name ] { source-address | group-address } * [ destination address | port number | wait-time time | max-hop count ] * [ verbose ] |
可在任意视图下执行此命令 本命令指定的端口号与上一条命令配置的UDP端口号相同 |
仅R2612及以上版本支持该功能。
接收到IPv6组播数据报文后，如果没有查找到对应的IPv6组播转发表项，则设备会缓存该报文。若在一定时间内建立了该报文对应的IPv6组播转发表项，则转发该报文，以确保在IPv6组播转发表项建立的过程中不会丢弃匹配该表项的IPv6组播报文。
可以通过以下两种方式控制设备缓存的未知IPv6组播数据报文数目：
· 设置对于同一个（S，G）表项，可缓存的最大未知IPv6组播数据报文数目。
· 设置内存中可缓存的未知IPv6组播数据报文的最大数目。
建议配置ipv6 multicast forwarding-table cache-unknown total的值要远远大于ipv6 multicast forwarding-table cache-unknown per-entry配置的值。
表1-8 配置缓存未知IPv6组播数据报文的最大数目
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操作 |
命令 |
说明 |
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进入系统视图 |
system-view |
- |
|
设置对于同一个（S，G）表项，可缓存的最大未知IPv6组播数据报文数目 |
ipv6 multicast forwarding-table cache-unknown per-entry per-entry-limit |
缺省情况下，对于同一个（S，G）表项，可缓存的最大未知IPv6组播数据报文数目为1 |
|
设置内存中缓存的未知IPv6组播数据报文的总数 |
ipv6 multicast forwarding-table cache-unknown total total-limit |
缺省情况下，内存中缓存的未知IPv6组播数据报文的总数量为1024 |
执行reset命令清除IPv6组播路由表或IPv6组播转发表中的信息，可能导致IPv6组播信息无法正常传输。
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IPv6组播路由与转发的运行情况，通过查看显示信息验证配置的效果。
在用户视图下执行reset命令可以清除IPv6组播路由与转发的统计信息。
表1-9 IPv6组播路由与转发显示和维护
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操作 |
命令 |
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显示IPv6 MRIB维护的接口信息 |
display ipv6 mrib [ vpn-instance vpn-instance-name ] interface [ interface-type interface-number ] |
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显示IPv6组播边界的信息 |
display ipv6 multicast [ vpn-instance vpn-instance-name ] boundary { group [ ipv6-group-address [ prefix-length ] ] | scope [ scope-id ] } [ interface interface-type interface-number ] |
|
显示IPv6组播快速转发表项信息 |
display ipv6 multicast [ vpn-instance vpn-instance-name ] fast-forwarding cache [ ipv6-source-address | ipv6-group-address ] * [ slot slot-number ] |
|
显示IPv6组播转发的DF信息 |
display ipv6 multicast [ vpn-instance vpn-instance-name ] forwarding df-info [ ipv6-rp-address ] [ verbose ] [ slot slot-number ] |
|
显示IPv6组播转发的事件统计信息 |
display ipv6 multicast [ vpn-instance vpn-instance-name ] forwarding event [ slot slot-number ] |
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显示IPv6组播转发表的信息 |
display ipv6 multicast [ vpn-instance vpn-instance-name ] forwarding-table [ ipv6-source-address [ prefix-length ] | ipv6-group-address [ prefix-length ] | incoming-interface interface-type interface-number | outgoing-interface { exclude | include | match } interface-type interface-number | slot slot-number | statistics ] * |
|
显示IPv6组播转发表的DF列表信息 |
display ipv6 multicast [ vpn-instance vpn-instance-name ] forwarding-table df-list [ ipv6-group-address ] [ verbose ] [ slot slot-number ] |
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显示IPv6组播路由表的信息 |
display ipv6 multicast [ vpn-instance vpn-instance-name ] routing-table [ ipv6-source-address [ prefix-length ] | ipv6-group-address [ prefix-length ] | incoming-interface interface-type interface-number | outgoing-interface { exclude | include | match } interface-type interface-number ] * |
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显示IPv6组播源的RPF信息 |
display ipv6 multicast [ vpn-instance vpn-instance-name ] rpf-info ipv6-source-address [ ipv6-group-address ] |
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清除IPv6组播快速转发表中的转发项 |
reset ipv6 multicast [ vpn-instance vpn-instance-name ] fast-forwarding cache { { ipv6-source-address | ipv6-group-address } * | all } [ slot slot-number ] |
|
清除IPv6组播转发的事件统计信息 |
reset ipv6 multicast [ vpn-instance vpn-instance-name ] forwarding event |
|
清除IPv6组播转发表中的转发项 |
reset ipv6 multicast [ vpn-instance vpn-instance-name ] forwarding-table { { ipv6-source-address [ prefix-length ] | ipv6-group-address [ prefix-length ] | incoming-interface { interface-type interface-number } } * | all } |
|
清除IPv6组播路由表中的路由项 |
reset ipv6 multicast [ vpn-instance vpn-instance-name ] routing-table { { ipv6-source-address [ prefix-length ] | ipv6-group-address [ prefix-length ] | incoming-interface interface-type interface-number } * | all } |
· 清除IPv6组播路由表中的路由项后，IPv6组播转发表中的相应表项也将随之删除。
· 清除IPv6组播转发表中的转发项后，IPv6组播路由表中的相应表项也将随之删除。
· Switch A和Switch C支持IPv6组播功能并运行IPv6 PIM-DM，但Switch B不支持IPv6组播功能；
· Switch A、Switch B和Switch C之间运行OSPFv3协议（不发布或引入组播源所在接口前缀）；
· 要求通过配置，使Receiver能够接收来自Source的IPv6组播信息。
图1-3 利用GRE隧道实现IPv6组播转发配置组网图
(1) 配置IPv6地址和IPv6单播路由协议
请按照图1-3配置各接口的IPv6地址和前缀长度，并在各交换机上配置OSPFv3协议（不发布或引入组播源所在接口前缀），具体配置过程略。
(2) 配置GRE隧道
# 在Switch A上创建业务环回组1，并指定其业务类型为Tunnel类型。
<SwitchA> system-view
[SwitchA] service-loopback group 1 type tunnel
# 将Switch A的端口Ten-GigabitEthernet1/0/3（该端口不属于VLAN 100和101）加入业务环回组1。
[SwitchA] interface ten-gigabitethernet 1/0/3
[SwitchA-Ten-GigabitEthernet1/0/3] port service-loopback group 1
[SwitchA-Ten-GigabitEthernet1/0/3] quit
# 在Switch A上创建接口Tunnel2，并指定其隧道模式为GRE over IPv6隧道。
[SwitchA] interface tunnel 2 mode gre ipv6
# 在Switch A上为Tunnel2接口配置IPv6地址，并指定隧道的源地址和目的地址。
[SwitchA-Tunnel2] ipv6 address 5001::1 64
[SwitchA-Tunnel2] source 2001::1
[SwitchA-Tunnel2] destination 3001::2
[SwitchA-Tunnel2] quit
# 在Switch C上创建业务环回组1，并指定其业务类型为Tunnel类型。
<SwitchC> system-view
[SwitchC] service-loopback group 1 type tunnel
# 将Switch C的端口Ten-GigabitEthernet1/0/3（该端口不属于VLAN 200和102）加入业务环回组1。
[SwitchC] interface ten-gigabitethernet 1/0/3
[SwitchC-Ten-GigabitEthernet1/0/3] port service-loopback group 1
[SwitchC-Ten-GigabitEthernet1/0/3] quit
# 在Switch C上创建接口Tunnel2，并指定其隧道模式为GRE over IPv6隧道。
[SwitchC] interface tunnel 2 mode gre ipv6
# 在Switch C上为Tunnel2接口配置IPv6地址，并指定隧道的源地址和目的地址。
[SwitchC-Tunnel2] ipv6 address 5001::2 64
[SwitchC-Tunnel2] source 3001::2
[SwitchC-Tunnel2] destination 2001::1
[SwitchC-Tunnel2] quit
(3) 使能IPv6组播路由，并使能IPv6 PIM-DM和MLD
# 在Switch A上使能IPv6组播路由，并在各接口上使能IPv6 PIM-DM。
[SwitchA] ipv6 multicast routing
[SwitchA-mrib6] quit
[SwitchA] interface vlan-interface 100
[SwitchA-Vlan-interface100] ipv6 pim dm
[SwitchA-Vlan-interface100] quit
[SwitchA] interface vlan-interface 101
[SwitchA-Vlan-interface101] ipv6 pim dm
[SwitchA-Vlan-interface101] quit
[SwitchA] interface tunnel 2
[SwitchA-Tunnel2] ipv6 pim dm
[SwitchA-Tunnel2] quit
# 在Switch C上使能IPv6组播路由，在主机侧接口Vlan-interface200上使能MLD，并在其它接口上使能IPv6 PIM-DM。
[SwitchC] ipv6 multicast routing
[SwitchC-mrib6] quit
[SwitchC] interface vlan-interface 200
[SwitchC-Vlan-interface200] mld enable
[SwitchC-Vlan-interface200] quit
[SwitchC] interface vlan-interface 102
[SwitchC-Vlan-interface102] ipv6 pim dm
[SwitchC-Vlan-interface102] quit
[SwitchC] interface tunnel 2
[SwitchC-Tunnel2] ipv6 pim dm
[SwitchC-Tunnel2] quit
(4) 配置IPv6静态路由
# 在Switch C上配置IPv6静态路由，该路由的目的地址为1001::1/64，下一跳地址为Tunnel2。
[SwitchC] ipv6 route-static 1001::1 64 tunnel 2
IPv6组播源向IPv6组播组FF1E::101发送IPv6组播数据，接收者加入该IPv6组播组后能够收到IPv6组播源发来的IPv6组播数据。
# 显示Switch C上的IPv6 PIM路由表信息。
[SwitchC] display ipv6 pim routing-table
Total 1 (*, G) entry; 1 (S, G) entry
(*, FF1E::101)
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-interface200
Protocol: mld, UpTime: 00:04:25, Expires: -
(1001::100, FF1E::101)
Protocol: pim-dm, Flag: ACT
UpTime: 00:06:14
Upstream interface: Tunnel2
Upstream neighbor: FE80::A01:101:1
RPF prime neighbor: FE80::A01:101:1
Downstream interface(s) information:
Total number of downstreams: 1
1: Vlan-interface200
Protocol: pim-dm, UpTime: 00:04:25, Expires: -
Switch C的RPF邻居为Switch A，IPv6组播数据通过GRE隧道直接由Switch A发往Switch C。
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