PIM协议详解:PIM-DM与PIM-SM的工作机制
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更新于2024-09-11
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组播接收者时,这些分支会通过触发式剪枝(Triggered Prune)重新变为转发状态,从而确保数据仅沿着有需求的路径传输。
PIM-DM工作机制
在PIM-DM的工作流程中,有几个关键的概念和技术:
1. 邻居发现:PIM路由器通过发送Hello消息来发现并维护其邻居关系,这些Hello消息包含路由器的接口信息和邻居列表,用于建立和维护PIM邻居表。
2. 构建SPT(Shortest Path Tree,最短路径树):PIM-DM使用Dijkstra算法基于单播路由信息构建SPT,以优化数据从源到接收者的数据传输路径。SPT允许数据包沿着最小跳数的路径传播,提高效率。
3. 嫁接(Graft):嫁接是PIM-DM中剪枝的逆过程,当一个剪枝的分支需要再次接收数据时,上游路由器会发送嫁接消息,请求下游路由器停止执行剪枝操作。
4. 断言(Assert):在PIM-DM中,断言用于确定共享树上数据流的上游路由器。同一链路上的多个路由器会通过断言竞争成为组播流量的RPF检查点。
PIM-SM简介
PIM-SM(Sparse Mode,稀疏模式)是另一种PIM模式,适用于组播成员分布较稀疏的大型网络。它使用两种树结构:共享分发树(RPT,Receiver-based Shared Tree)和源分发树(SPT,Source-based Shortest Path Tree)。
PIM-SM工作机制:
1. 邻居发现:与PIM-DM类似,PIM-SM也通过Hello消息进行邻居发现和维护。
2. DR选举:在每个子网中,PIM路由器选举一个指定路由器(DR),负责处理与组播相关的控制消息,减少网络中的控制流量。
3. RP发现:RP(Rendezvous Point,汇合点)是PIM-SM中的核心组件,负责接收特定组播源的数据并转发给接收者。RP可以通过静态配置或自动发现(如C-RP和BSR机制)来确定。
4. 构建RPT:初始时,组播流量沿RPT传播,这是一种共享的多路分发路径,从RP到所有接收者。
5. 组播源注册:源向RP发送注册消息以表明其作为组播源的身份,这使得RP开始转发来自源的数据。
6. RPT向SPT切换:当足够多的接收者加入时,数据流可以从RPT切换到SPT,直接从源到接收者,提高效率。
7. 断言:在PIM-SM中,断言同样用于确定RPT上的上游路由器,但这里的断言竞争发生在共享树的不同分支之间,以决定最佳路径。
8. BSR管理域:在大型PIM-SM域中,BSR(Bootstrap Router,引导路由器)负责收集RP信息并通告给整个网络,管理多个C-RP(Candidate RP,候选RP)的选举过程。
9. SSM模型在PIM中的实现:SSM(Source Specific Multicast,源特定组播)是一种简化了的组播模型,不需要RP,组播源和接收者之间的订阅关系是固定的,通过源地址和组地址直接映射。
总结,PIM是一种灵活的组播路由协议,能够利用现有的单播路由基础设施进行组播数据的传输。PIM-DM适合于组播成员密集的环境,而PIM-SM则适应于成员稀疏的网络。两者通过不同的策略和机制,如SPT、RPT、DR选举、RP发现和断言等,实现组播流量的有效分发。
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