【交换机】配置PIM-DM的功能原理是什么？

发布时间：2013-11-17

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PIM(Protocol Independent Multicast)是一种组播路由协议。PIM不依赖于某一特定的单播路由协议，它可以利用任意单播路由协议建立的单播路由表完成RPF检查功能，从而建立组播路由。由于PIM无需收发组播路由更新，所以与其它组播路由协议相比，PIM开销降低了许多。
PIM定义了两种模式：稠密模式(Dense Mode)、稀疏模式(Sparse Mode)。PIM-DM(Protocol Independent Multicast-Dense Mode)，即PIM的稠密模式，适用于网络规模比较小、组播成员相对集中的情况。PIM-DM在RFC 3973文档中定义。
PIM-DM设备之间通过Hello消息来发现邻居。一旦PIM-DM设备启动，它就周期性地在每个配置了PIM-DM的接口上发送Hello消息。Hello消息有一个保持时间（Hello Hold Time）字段，这个时间参数定义了邻居等待下一个Hello消息的最长时间。如果邻居在这个时间内没有收到另一个Hello消息，就会将这个设备从邻居关系表中删除。
PIM-DM使用扩散与剪枝（flood and prune）来建立组播树。PIM-DM假定当组播源开始发送组播数据报文时，网络中的所有系统都需要接收该报文，因此报文被转发给每一个系统。从设备上游接口接收到的报文都要经过RPF（Reverse Path Forwarding，反向路径转发）检查，没有通过RPF检查的报文将被丢弃。对于通过了RPF检查的组播报文，设备根据报文的（S, G）对，即根据组播报文的源地址和组地址计算外出接口。如果计算出的外出接口不为空，则对该（S, G）对建立一个外出接口的表项，并且将该组播报文由外出接口转发；如果计算出的外出接口为空，则向RPF邻居发送一个剪枝报文，通知上游邻居不要再向本接口转发来自该（S, G）的组播报文。上游接口接收到剪枝报文以后，把发送该剪枝报文的接口记为剪枝状态（Pruned），并设置一个剪枝状态计时器。这样就建立了一棵以组播源为根的组播转发树。
PIM-DM使用Assert机制来消除冗余路由。

如图所示，组播数据报文同时到达RuijieA和RuijieB时，RuijieA和RuijieB都向RuijieC转发，这时RuijieC就会收到同一份报文的两个拷贝，这是不允许的。因此必须使用某种机制，在RuijieA和RuijieB中间选择一个向RuijieC转发组播数据报文，而另一个则不向RuijieC转发，这就是PIM-DM中的Assert机制。

PIM-DM使用状态更新消息（State Refresh Message）来更新网络的状态信息。与组播源直接相连的设备定期向下游设备发送状态更新消息，以通告网络的拓扑变化情况。收到状态更新消息的设备通过修改消息中的某些字段把本机的拓扑状态信息也加入到消息中，然后发送给下游设备。到达叶子设备时，整个网络的状态信息从上到下都得到了更新。

PIM-DM使用嫁接（Graft）机制来重新建立与上游设备的连接。如果处于剪枝状态的下游设备的网络拓扑状态发生了变化，需要接收来自某个（S, G）对的组播数据报文，可以向上游设备发送嫁接消息。上游设备收到这条嫁接消息以后，回应一条嫁接确认（Graft-Ack）消息，并重新向该设备接口转发组播数据报文。