HCNP Routing&Switching之组播技术PIM-SM RP

　　前文我们了解了组播技术中，组播路由协议PIM的稀疏模式相关话题，回顾请参考https://www.cnblogs.com/qiuhom-1874/p/16142795.html；今天我们来聊一聊组播路由协议PIM稀疏模式中RP相关话题；

　　我们知道在RPT里，所有组播数据流都会通过RP转发到接收者；对于一个RP来说，它可以同时服务于多个组播组，但一个组播组只能对应一个唯一的RP；所谓RP就是RPT（Rendezvous Point Tree）里的RP（Rendezvous Point），即汇合点；所有的组播源和接收者都是以该点为树根所形成的数据转发路径（RPT）来转发报文，组播源先向树根发送数据报文，之后的报文再向下转发到达所有接收者；

　　RP发现

　　RP发现有两种方式，一种是静态RP，即通过人工手动指定静态RP的ip地址，在所有PIM路由器上配置；另一种就是动态RP，所谓动态RP就是通过几台PIM路由器配置C-RP（Candidate-RP，候选RP），最后从C-RP中竞选产生RP；在竞选RP之前，首先要配置C-BSR（Candidate-BootStrap Router，候选自举RP），从C-BSR中先选出BSR；BSR负责收集C-RP的通告信息，并发布到整个PIM-SM网络，让所有路由器知道RP的位置；简单讲动态RP是在众多C-BSR中先选举BSR，然后有选举的BSR收集C-RP的通告信息，然后再从多个C-RP中竞选出RP，然后再由BSR通告给PIM-SM整个网络路由器让其知道RP的位置；静态和动态是可以同时配置的，默认情况下静态比动态优先级更低，但是静态可以配置更高；

　　提示：首先在PIM-SM网络中通过多个C-BSR中竞选出BSR，然后由BSR收集C-RP发出的通告信息，再从多个C-RP中竞选出RP；然后再由BSR将其竞选出RP的结果通告给整个PIM-SM网络中的所有路由器，让所有路由器知道RP的位置；

　　BSR选举规则

　　1、在多个C-BSR中先比较其优先级，优先级数字越大，优先级越高，即优先级越大越有限成为BSR；

　　2、如果优先级一样，则比较接口ip地址，ip地址大者成为BSR；

　　RP选举规则

　　1、如果只有一个C-RP，那么该节点就是域里的RP；如果有多个C-RP，首先比较C-RP的优先级，优先级较高（数字越小）者称为RP；

　　2、如果优先级相同，者使用哈希（hash）函数计算哈希值，该值较大者称为RP；

　　3、如果优先级和哈希值都相同，则比较C-RP接口ip地址，ip地址大者成为RP；

　　实验：如下拓扑，配置PIM-SM

　　pc1、pc2、msc1的配置

　　各路由器配置

　　R1的配置

sys
sys R1
int g0/0/0
ip add 192.168.21.1 24
int g0/0/1
ip add 192.168.11.1 24
q

ospf 1234 router-id 1.1.1.1
area 0
net 192.168.21.1 0.0.0.0
net 192.168.11.1 0.0.0.0
q
q

multicast routing-enable
int g0/0/0
pim sm
int g0/0/1
pim sm

　　R2的配置

sys
sys R2
int g0/0/0
ip add 192.168.32.2 24
int g0/0/1
ip add 192.168.42.2 24
int g0/0/2
ip add 192.168.21.2 24
q

ospf 1234 router-id 2.2.2.2
area 0
net 192.168.32.2 0.0.0.0
net 192.168.42.2 0.0.0.0
net 192.168.21.2 0.0.0.0
q
q

multicast routing-enable
int g0/0/0
pim sm
int g0/0/1
pim sm
int g0/0/2
pim sm

　　R3的配置

sys
sys R3
int g0/0/0
ip add 192.168.13.254 24
int g0/0/1
ip add 192.168.32.3 24
q

ospf 1234 router-id 3.3.3.3
area 0
net 192.168.13.254 0.0.0.0
net 192.168.32.3 0.0.0.0
q
q

multicast routing-enable
int g0/0/0
pim sm
igmp en
int g0/0/1
pim sm 

　　R4的配置

sys
sys R4
int g0/0/0
ip add 192.168.24.254 24
int g0/0/1
ip add 192.168.42.4 24
q

ospf 1234 router-id 4.4.4.4
area 0
net 192.168.24.254 0.0.0.0
net 192.168.42.4 0.0.0.0
q
q

multicast routing-enable
int g0/0/0
pim sm
igmp en
int g0/0/1
pim sm

　　在R2上验证pim邻居

　　提示：可以看到R2有三个邻居，分别是R1、R3和R4；和我们的拓扑是符合的；

　　在R2的g0/0/2口抓包，让组播源发送数据，看看对应是否会生成组播路由？会不会像dm那样先扩散呢？

　　提示：通过抓包，并没有发现有组播udp，只有pim的hello包；

　　验证，看看R2上是否有组播路由产生呢？

　　提示：可以看到R2上并没有组播路由产生；

　　在R1上验证是否有组播路由产生呢？

　　提示：可以看到R1上有组播路由产生，并且是（s,g）的形式；但是该路由信息只有上游接口，并没有下游接口；这是因为该路由器直连组播源，对应并没有接收者，所以只会有上游接口；通过上述截图我们也可以看到对应RP也是空；

　　手动配置静态RP为2.2.2.2

　　提示：在其他路由器上也需要配置同样的RP；同时其他路由器单播网络必须能够到达对应RP；

　　提示：我们这里选择R2为RP，所以在R2上必须有一个接口的ip地址为RP的ip地址，并且该ip需要在ospf中宣告，便于其他路由器学习到到达RP的路由；

　　在任意路由器上验证RP信息

　　提示：验证RP信息，后面需要更对应组播地址，表示查看对应组播组里RP信息；默认情况下我们配置的静态RP信息是匹配所有组播组；

　　提示：当然我们需要给某个组播组配置一个单独的RP，我们可以对应RP地址后面加ACL，表示ACL匹配到的地址都是对应的RP；prefered这个参数是配置静态RP信息优于动态RP，即当同时配置静态RP和动态RP后，静态RP上加上prefered这个参数后，对应静态RP的优先级就高于动态RP；

　　在pc2上加入对应组播组，在R4上抓包看看对应过程

　　提示：可以看到PC2 点加入对应组播组的时候，首先R4会发送igmp 查询，pc2报告有成员加入；

　　提示：可以看到随后R4会发送加入消息给整个pim网络；

　　查看R4的路由表，看看对应路由是否生成？

　　提示：可以看到对应组播路由已经产生，并且是以（*,G）的形式，并不是（S，G）；对应路由的下游接口也产生了；

　　在R1上抓包，然后组播源发送数据

　　提示：可以看到在R1上抓包能够抓到组播源向RP的注册包，这个包是通过在udp里封装了一个Pim包头来携带组播源的注册信息；

　　在RP上查看对应组播路由

　　提示：可以看到RP上的路由有源树和共享树两种形式，这是因为RP到组播源走SPT，RP到接收者走RPT；

　　提示：同时我们在R2上也能抓到R4向R2发送到加入消息，对应是发送给RP所配置的地址；

　　配置动态RP

　　在R1和R2上新建lo接口，并配置c-bsr ，看看对应bsr的竞选过程

　　将lo1接口宣告在ospf里

　　提示：将lo1接口宣告在ospf里，是让其他路由器学习到相应接口的路由；

　　提示：对应接口注意要先开启pim sm 然后才能配置对应角色；

　　提示：可以看到在默认优先级的情况下，在R1配置成C-bsr以后，对应抓包会看到R1会周期性的发送bootstrap消息告诉其他路由自己是bsr;当R2配置c-bsr以后，对应R1看自己和R2的优先级一样，且R2的ip地址比自己大，此后R1就被抑制，取而代之的是R2成为BSR周期性的发送bootstrap消息告诉其他路由器自己是bsr;当然我们可以修改R1的优先级来来影响竞选结果；

　　修改R1c-bsr的优先级为5

　　再次查看bsr,看看谁是bsr?

　　提示：可以看到当R1更改优先级以后，对应bsr就成为了R1；这是因为R1的优先级大于R2；

　　配置R1和R2对应lo接口为c-rp接口

　　抓包查看交互过程

　　提示：从抓包的信息可以看到R2在向R1通告，R1向其他路由器发送bootstrap消息，说明BSR是R1；但RP是谁还不知道；

　　验证：查看RP信息，看看谁竞选为RP了？

　　提示：可以看到R2成为了RP；

　　修改R2的C-RP的优先级为10，看看对应RP会不会被R1竞选？

　　查看RP信息

　　提示：可以看到把R2的c-RP的优先级加大以后，对应RP就变成了R1，这是因为RP选举首先看优先级，优先级数字越小则成为RP ；

　　播放组播源，然后查看R4的路由表，看看对应是否发生了RPT向SPT切换了呢？

　　提示：可以看到R4上也有了SPT，说明发生了RPT向SPT切换；

　　在R4上修改永不向SPT切换

　　再次查看R4的路由表，看看对应是否还会有SPT呢？

　　提示：可以看到此时R4的路由表中就只有RPT，并没有SPT；说明RPT没有向SPT切换；

　　PIM-DM和PIM-SM比较

　　PIM-DM适用于规模较小、组成员相对比较密集的网络中，工作机制是通过周期性“扩散-剪枝”维护一棵连接组播源和组播成员的单向无环SPT；

　　PIM-SM适用于组成员相对比较稀疏，分布广泛的大型网络中；工作机制采用接收者主动加入的方式建立组播分发树，需要维护RP、构建RPT、注册组播源；