IP网络 - 组播 -培训

,LINKAGE,IP网络组播技术培训,ITSC,2005.7.,组播概述,组播在城域网中的部署任务,南京城域网中的组播部署,主要内容,组播的必要性,Server,Router,Unicast,组播的必要性,Server,Router,Unicast,Server,Router,Multicast,IP组播是指一个IP报文向一个“主机组”的传送,这个包含零个或多个主机的主机组由一个单独的IP地址标识,IP组播承载的是UDP数据包,IP组播非常适于互联网上直播流的发送,组播的定义,组播地址,IP组播地址，或称为主机组地址，由D类IP地址标记，,范围从224.0.0.0到239.255.255.255,比较重要的地址有：,224.0.0.1 网段中所有支持组播的主机,224.0.0.2 网段中所有支持组播的路由器,224.0.0.4 网段中所有的DVMRP路由器,224.0.0.5 所有的OSPF路由器,224.0.0.6 所有的OSPF指派路由器,224.0.0.9 所有RIPv2路由器,224.0.0.13 所有PIM路由器,组播的体系结构,IGMPInternet组管理协议,IGMP协议由主机成员关系协议发展而来，目前有两个版本：IGMPv1和 IGMPv2,IGMP被主机用来通知直连的路由器，提出具体组播地址，申请加入或离开一个组播组,组播路由器通过IGMP协议为其每个端口都维护一张主机组成员表,组播路由协议,组播路由协议的主要任务就是构造组播的分布树，使组播分组能够传送到相应的组播组成员,根据对网络中的组播成员的分布和使用的不同，组播路由协议分为两类,密集模式路由协议（DM）,DVMRP，MOSPF，PIM-DM,稀疏模式路由协议（SM）,PIM-SM,组播分布树,在传送组播分组时，组播路由协议负责构造一个连接所有组播组成员的树，该树称为分布树，由此路由器得出转发分组的一条唯一路径,根据构造方法的不同，分布树,可,分为,源分布树（Source Distribution Tree），以组播源为根节点构造，也称为最短路径树（SPT）,共享分布树，也称为RP树或基于核心的树（CBT），以网络中的某一个指定的路由器为根节点,构造,，该路由器称为集合点（RP）,由于成员可以动态的加入和退出，分布树也必须动态更新,PIM-DM和PIM-SM,PIM协议无关组播协议，指组播路由,独立于网络选择的IP路由协议,DM密集模式,采取推送方式，首先假设所有节点均需要，然后根据实际用户请求分布情况剪除不需要的分支，对带宽占用多，适于区域不大、组播源较少而客户端较多且密集的环境,SM稀疏模式,采取拉回方式，由用户提出申请，显式地加入组播组，对广域带宽占用少，适于区域较大、组播源较多、客户端较分散的环境,PIM-SM的工作概况,支持SPT和CBT,初始假设没有组播组成员,使用“集合点”,(,RP),发送者和接收者均于RP处探知对方,发送者通过首跳路由器向RP登记组播源,接收者通过本地指定路由器加入以RP为根的组播树,PIM-SM Shared Tree Join,Receiver,RP,(,*, G) Join,Shared Tree,(,*, G) State created only,along the Shared Tree.,PIM-SM Sender Registration,Receiver,RP,(S, G) Join,Source,Shared Tree,(S, G) Register,(unicast),Source Tree,(S, G) State created only,along the Source Tree.,Traffic Flow,PIM-SM Sender Registration,Receiver,RP,Source,Shared Tree,Source Tree,RP sends a Register-Stop back to the first-hop router to stop the Register process.,(S, G) Register-Stop,(unicast),Traffic Flow,(S, G) Register,(unicast),(S, G) traffic begins arriving at the RP via the Source tree.,PIM-SM Sender Registration,Receiver,RP,Source,Shared Tree,Source Tree,Traffic Flow,Source traffic flows nativelyalong SPT to RP.,From RP, traffic flows downthe Shared Tree to Receivers.,PIM-SM SPT Switchover,Receiver,RP,(S, G) Join,Source,Source Tree,Shared Tree,Last-hop router joins the Source Tree.,Additional (S, G) State is created,along new part of the Source Tree.,Traffic Flow,PIM-SM SPT Switchover,Receiver,RP,Source,Source Tree,Shared Tree,(S, G)RP-bit Prune,Traffic begins flowing down the,new branch of the Source Tree.,Additional (S, G) State is created,along along the Shared Tree to prune off (S, G) traffic.,Traffic Flow,PIM-SM SPT Switchover,Receiver,RP,Source,Source Tree,Shared Tree,(S, G) Traffic flow is now pruned off of the Shared Tree and is flowing to the Receiver via the Source Tree.,Traffic Flow,PIM-SM SPT Switchover,Receiver,RP,Source,Source Tree,Shared Tree,(S, G) traffic flow is no longer needed by the RP so it Prunes the flow of (S, G) traffic.,Traffic Flow,(S, G) Prune,PIM-SM SPT Switchover,Receiver,RP,Source,Source Tree,Shared Tree,(S, G) Traffic flow is now only flowing to the Receiver via a single branch of the Source Tree.,Traffic Flow,组播概述,组播在城域网中的部署任务,南京城域网中的组播部署,主要内容,总体部署建议,针对性：即将开展的IPTV业务,假设：IPTV直播节目源位于各城域网内或由CDN推送到各城域网内,城域网的骨干网络设备开通组播功能（需要调查骨干设备对组播的支持能力）,为减轻维护工作量，在城域网内建议采用,PIM-SM,组播路由协议（需要调查骨干设备对PIM-SM的支持能力）,如果考虑用户对节目源的请求切换速度，可考虑使用,静态组播路由,，但此法维护量大，且可能无效占用带宽,另一个工作重点是处理好接入层的组播,处理接入层组播,用户接入的多样性,目前主要存在ADSL（又分ATM DSLAM和IP DSLAM）、LAN PPPOE、LAN WEB认证、LAN或专线路由等多种接入方式,处理接入层组播的目标是尽可能使同一个流只在上联通道中占用一份带宽,LAN或专线路由及WEB认证用户：处理最为简单有效，在L3交换机或AR上开通组播和PIM-SM，二层交换机上开通IGMP snooping,ADSL用户：两种方案，一种是在BAS上实现流的复制，另一种是在DSLAM上实现，后者更好，但需要设备支持,LAN PPPOE用户：目前只能在BAS上开通组播，流复制到每一个加入组播的PPP Session，此法未根本解决上联带宽占用问题,接入层组播的授权,由于IPTV涉及到一定的资费问题，因此有必要考虑用户加入组播组的授权问题,基本思路,接入时，有必要区分用户的普通上网要求和IPTV要求,对LAN用户和IP DSLAM用户可通过双VLAN上行方式实现区分,对ATM DSLAM用户可通过双PVC上行方式区分,LAN接入用户端口有限时可通过双PPPOE Session方式区分,用户加入组播组的请求应有鉴权措施,对LAN接入用户，最好在离用户最近的接入交换机上（至少在BAS上）部署IGMP过滤器，滤除无权用户的加入请求,用户认证返回信息中应包含可加入的组播组的信息，该信息可为BAS使用，并最好能通过BAS通过一定的方式向下发布,组播概述,核心层和汇聚层组播部署,南京城域网中的组播部署,主要内容,概况,按省公司要求，目前南京城域网已全面实施了核心层和汇聚层网络的组播和QoS部署，同时部分业务接入控制点和接入层网络也进行了部署试点,涉及的网络（链路）改造工作已在部署的同时完成,目前在已实施组播和QoS部署的各节点还继续进行着跟踪测试，以获得实际网络运行环境下的第一手数据,下面将介绍组播全面部署情况,总体规划,核心层和汇聚层的组播部署,业务接入点的组播部署,接入层网络的组播部署,设备组播相关配置命令,部署方案内容,组播总体规划,改造工作：核心层GSR之间及核心层与汇聚层之间的互联电路从GE PortChannel改造为GE互联,主备RP：核心层网络中选取云南路GSR和大行宫GSR担任主备RP,核心层设备、汇聚层设备及业务接入控制点设备均开启组播，配置PIM-SM,业务接入控制点除配置PIM-SM外，还可有选择地配置静态组播组以加快IPTV节目切换速度,业务接入控制点配置组播过滤,PPPOE/PPPOA接入时，由BAS实现组播流量复制，二层网络设备（L2交换机和DSLAM）无需组播配置；路由方式接入时，二层网络设备配置igmp-snooping,各层次组播实施策略示意图,云南路,GSR,大行宫,GSR,苜蓿园,6509,IP/TV,苜蓿园,开启组播路由,相关端口PIM-SM,MSDP,开启组播路由,相关端口PIM-SM,MSDP,开启组播路由,相关端口PIM-SM,指定RP,组播过滤,静态组播组,开启组播路由,相关端口PIM-SM,相关端口igmp-snooping,指定RP,组播过滤,静态组播组,开启组播路由,相关端口PIM-SM,指定RP,组播过滤,静态组播组,6509,BAS,PIM-SM,igmp,igmp,DSLAM不需要配置igmp,总体规划,核心层和汇聚层的组播部署,业务接入点的组播部署,接入层网络的组播部署,设备组播相关配置命令,部署方案内容,相关改造,GSR上的所有GE PortChannel互联链路更改成GE互联链路,使用多条等距离路由方式实现同方向多GE链路上的流量分担,核心层GSR上的部署策略,GSR支持8条队列，从电总要求看，目前只需启用4条队列，其一为LLQ,所有GSR均配置MDRR、WRED和EXP-DSCP映射,R4/R5,不需要开启组播,对入网流量进行重新分类标记，对出网流量标记信任,云南路和大行宫GSR,开启组播且担任主备RP，配置PIM-SM，另外配置组播源准入控制以维护组播源的合法性,标记信任,新庄和长乐路GSR,开启组播，配置PIM-SM,标记信任,核心层GSR配置概况,Internet,云南路,R4,长乐路,新庄,大行宫,R5,RP,RP,组播配置,开启组播路由,相关端口PIM-SM,MSDP,组播源准入控制,QoS配置,MDRR+WRED,标记信任,标记映射,组播配置,开启组播路由,相关端口PIM-SM,MSDP,组播源准入控制,QoS配置,MDRR+WRED,标记信任,标记映射,组播配置,开启组播路由,相关端口PIM-SM,指定RP,QoS配置,MDRR+WRED,标记信任,标记映射,组播配置,开启组播路由,相关端口PIM-SM,指定RP,QoS配置,MDRR+WRED,标记信任,标记映射,QoS配置,MDRR+WRED,分类标记,标记映射,QoS配置,MDRR+WRED,分类标记,标记映射,互联,核心层GSR配置详情,新庄、长乐路,上,联,互联,下,联,端口QoS配置,MDRR,WRED,DSCP-EXP映射,标记信任,端口组播配置,PIM-SM,端口QoS配置,MDRR,WRED,DSCP-EXP映射,标记信任,端口组播配置,PIM-SM,端口QoS配置,MDRR,WRED,DSCP-EXP映射,标记信任,流量限速,全局组播配置,开启组播,RP地址,全局QoS配置,队列策略,WRED策略,上,联,下,联,端口QoS配置,MDRR,WRED,DSCP-EXP映射,标记信任,端口组播配置,PIM-SM,端口QoS配置,MDRR,WRED,DSCP-EXP映射,标记信任,端口组播配置,PIM-SM,端口QoS配置,MDRR,WRED,DSCP-EXP映射,标记信任,流量限速,全局组播配置,开启组播,RP地址,MSDP,组播源准入控制,全局QoS配置,队列策略,WRED策略,云南路、大行宫,（担任主备RP）,汇聚层配置策略,汇聚层设备均为Catalyst6509，目前其GE端口仅支持1P2Q，因此电总规划中安排于WRR2和BE Queue的业务将共用一个队列，相应地重新调整带宽分配比例为：10%，30%，60%,所有6509均开启组播并配置PIM-SM,所有6509均信任DSCP标记，配置1P2Q和WRED,如有二层交换机与6509直连且实现了CoS标记，则该6509还需要执行CoS-DSCP映射,视需要在6509的下联端口上配置对特定流量（如HTTP流量）的限速,两台VOD 6509除以上配置外，还需要,配置静态组播组和组播过滤,配置对组播流量的限速（2M），防止组播流量对带宽过量占用,配置CoS标记/CoS-DSCP映射，同时使用五元组实施DSCP标记,汇聚层配置概况,Internet,云南路,R4,长乐路,新庄,大行宫,R5,溧水,高淳,江宁1,汉中门,兴中门,马鞍山,鼓楼,云南路,龙江,南湖,长乐路,红花村,能仁里,江宁2,新庄,中央门,吉祥庵,尧化门,金鹰,大行宫,苜蓿园,光华门,后宰门,浦口,江浦,六合,大厂,泰山,新村,VOD,6509,组播配置,开启组播路由,相关端口PIM-SM,指定RP,QoS配置,1PQ+2WRR,WRED,标记信任,标记映射,组播配置,开启组播路由,相关端口PIM-SM,指定RP,组播过滤,QoS配置,1PQ+2WRR,WRED,分类标记,标记信任,基于组播组限速,汇聚层6509配置,汇聚层C6509配置详情,各汇聚层节点,6509,端口组播配置,PIM-SM,端口QoS配置,1PQ+2WRR,WRED,标记信任,端口组播配置,PIM-SM,端口QoS配置,1PQ+2WRR,WRED,标记信任,DSCP-CoS映射,分类标记（特殊端口）,流量限速,全局组播配置,开启组播,RP地址,组播过滤策略,全局QoS配置,启用QoS,队列策略,WRED策略,流量限速策略,分类标记策略,上,联,下,联,端口组播配置,PIM-SM,端口QoS配置,1PQ+2WRR,WRED,标记信任,端口组播配置,PIM-SM,静态组播组,端口QoS配置,1PQ+2WRR,WRED,DSCP-CoS映射,限速,分类标记,全局组播配置,开启组播,RP地址,组播过滤策略,全局QoS配置,启用QoS,队列策略,WRED策略,流量限速策略,分类标记策略,上,联,下,联,两台VOD,6509,总体规划,核心层和汇聚层的组播部署,业务接入点的组播部署,接入层网络的组播部署,设备组播相关配置命令,部署方案内容,业务接入控制点配置策略,各设备均开启组播并配置PIM-SM,三层交换机上加上igmp-snooping配置,各设备用户接入端口均配置静态组播组和组播过滤,各设备配置分类标记策略，根据五元组完成DSCP标记，接入层设备携入CoS标记的予以信任并作CoS-DSCP映射,各设备上行端口均配置1P3Q和WRED，对用户上行流量实施QoS策略,由于限速任务主要在接入层网络完成，目前未在BAS上配置限速策略,BAS下行端口配置流量整形,BAS配置详情（ERX14XX）,上,联,下,联,端口组播配置,PIM-SM,端口QoS配置,1PQ+3WRR,WRED,标记信任,端口组播配置,PIM-SM,静态组播组,组播过滤,端口QoS配置,分类标记,流量整形,限速,DSCP-CoS映射,全局组播配置,开启组播,RP地址,组播过滤策略,全局QoS配置,启用QoS,分类标记策略,流量监管策略,队列策略,WRED策略,流量限速策略,ERX1410/1440,BAS配置详情（MA5200F/G）,上,联,下,联,端口组播配置,PIM-SM,端口QoS配置,1PQ+3WRR,WRED,标记信任,端口组播配置,PIM-SM,静态组播组,组播过滤,端口QoS配置,分类标记,流量整形,限速,DSCP-CoS映射,全局组播配置,开启组播,RP地址,组播过滤策略,全局QoS配置,启用QoS,分类标记策略,流量监管策略,队列策略,WRED策略,流量限速策略,MA5200G,上,联,下,联,端口组播配置,PIM-SM,端口QoS配置,1PQ+3WRR,标记信任,端口组播配置,PIM-SM,静态组播组,组播过滤,端口QoS配置,分类标记,流量整形,限速,DSCP-CoS映射,全局组播配置,开启组播,RP地址,组播过滤策略,全局QoS配置,启用QoS,分类标记策略,流量监管策略,队列策略,WRED策略,流量限速策略,MA5200F,三层交换机配置详情,上,联,下,联,端口组播配置,PIM-SM,端口QoS配置,1PQ+3WRR,WRED,标记信任,端口组播配置,PIM-SM,静态组播组,组播过滤,端口QoS配置,分类标记,流量整形,DSCP-CoS映射,限速,全局组播配置,开启组播,RP地址,igmp-snooping,组播过滤策略,全局QoS配置,启用QoS,分类标记策略,流量整形策略,队列策略,WRED策略,流量限速策略,Catalyst3550,上,联,下,联,端口组播配置,PIM-SM,端口QoS配置,1PQ+3WRR,标记信任,全局组播配置,开启组播,RP地址,igmp-snooping,组播过滤策略,全局QoS配置,启用QoS,分类标记策略,流量监管策略,队列策略,流量限速策略,端口组播配置,PIM-SM,静态组播组,组播过滤,端口QoS配置,分类标记,流量整形,DSCP-CoS映射,限速,QW3026,总体规划,核心层和汇聚层的组播部署,业务接入点的组播部署,接入层网络的组播部署,设备组播相关配置命令,部署方案内容,接入层网络配置策略,L2交换机配置igmp-snooping,L2交换机配置根据端口标记CoS策略,DSLAM配置根据PVC标记CoS策略,L2交换机和DSLAM上联端口均配置队列调度策略,L2交换机和DSLAM上行端口配置限速策略,二层交换机配置详情,上,联,下,联,端口组播配置,无,端口QoS配置,1PQ+1WRR,端口组播配置,无,端口QoS配置,CoS标记,限速,全局组播配置,开启组播,igmp-snooping,全局QoS配置；,队列策略,LS2024,上,联,下,联,端口组播配置,无,端口QoS配置,2WRR,端口组播配置,无,端口QoS配置,CoS标记,限速,全局组播配置,开启组播,igmp-snooping,全局QoS配置；,队列策略,QW2403H,DSLAM配置详情,上,联,下,联,端口组播配置,无,端口QoS配置,2WRR,端口组播配置,无,端口QoS配置,根据PVC标记CoS,限速,全局组播配置,开启组播,igmp-snooping,全局QoS配置；,队列策略,MA5100,上,联,下,联,端口组播配置,无,端口QoS配置,2WRR,端口组播配置,无,端口QoS配置,根据PVC类别标记CoS,限速,全局组播配置,开启组播,igmp-snooping,全局QoS配置；,队列策略,ASAM7300,相关术语解释（一）,CoS,：,Class of Service,，,服务类别，二层的数据帧的,QoS,标记,DiffServ,：,Differentiated Service,，,差别化服务,DSCP,：,Differentiated Services Code Point,，,DiffServ,代码点,igmp,-snooping,：,二层交换机使用该方式嗅探,IGMP,包，从而建立起组播转发表，避免以广播方式发送组播包而无效占用带宽,LLQ,：,Low Latency Queue,，,低时延队列,MDRR,：,Modified Deficit Round Robin,，,改进的差分循环队列,MPLS EXP,：,Multi-Protocol Label Switch experimental(bits),，,用于标记,MPLS,帧中保留的,3,个比特，可用于标记该帧的,PHB,MSDP,：,Multicast Source Discovery Protocol,，,组播源发现协议,相关术语解释（二）,PHB,：,Per Hop Behavior,，,逐跳行为,PIM-SM,：,Protocol Independent Multicast-Sparse Mode,，,协议独立的组播,-,稀疏模式,PQ,：,Priority Queuing,，,优先化排队，通常高优先级的队列拥有绝对的优先发送权,QoS,：,Quality of Service,，,服务质量,WRED,：,Weighted Random Early Detection,，,加权随机早期检测（丢弃），一种拥塞避免方法，通过早期检测并根据优先级所确定的概率对,TCP,包随机丢弃，迫使流量源,TCP,发送窗口缩小，从而避免网络发生严重拥塞,WRR,：,weighted round robin,，,加权循环队列,总体规划,核心层和汇聚层的组播部署,业务接入点的组播部署,接入层网络的组播部署,设备组播相关配置命令,部署方案内容,设备支持能力介绍（一）,设备支持能力介绍（二）,详情,表,GSR12416组播配置（一）,启用,multicast,路由功能,ip,multicast-routing,在接口中启用,PIM,协议,ip pim,sparse-mode,配置,PIM RP,的,ip,地址,ip pim rp,-address,ip,-address access-list-number override,配置组播源准入控制,access-list,access-list-number,permit,ip,-address,GSR12416组播配置（二）,配置,AnycastRP,router,ospf,100,network 221.231.205.8 0.0.0.0 area 0,ip msdp,peer 221.231.205.4 connect-source Loopback0,ip msdp,cache-,sa,-state,ip msdp,originator-id Loopback0,ip msdp,mesh-group,anycastip,221.231.205.4,Cat6509组播配置（一）,启用,multicast,路由功能,ip,multicast-routing,在接口中启用,PIM,协议,ip pim,sparse-mode,配置,PIM RP,的,ip,地址,ip pim rp,-address,ip,-address access-list-number override,配置组播源准入控制,access-list,access-list-number,permit,ip,-address,ERX1400组播配置（一）,启用,multicast,路由功能,ip,multicast-routing,在接口中启用,PIM,协议,ip pim,sparse-mode,配置,PIM RP,的,ip,地址,ip pim rp,-address,ip,-address access-list-number override,配置组播源准入控制,access-list,access-list-number,permit,ip,-address,在接口上配置,igmp,协议,ip igmp,MA5200G组播配置（一）,启用,multicast,路由功能,multicast routing-enable,在接口中启用,PIM,协议,pim sm,配置,PIM RP,的,ip,地址,c-,rp,interface-type interface-number group-policy,acl,-number ,配置组播源准入控制,acl,access-list-number,rule permit source,ip,-address,在接口上配置,igmp,协议,igmp,enable,MA5200F组播配置（一）,启用,multicast,路由功能,multicast routing-enable,在接口中启用,PIM,协议,pim sm,配置,PIM RP,的,ip,地址,c-,rp,interface-type interface-number group-policy,acl,-number ,配置组播源准入控制,acl,access-list-number,rule permit source,ip,-address,在接口上配置,igmp,协议,igmp,enable,Cat3550组播配置（一）,启用,multicast,路由功能,ip,multicast-routing,在接口中启用,PIM,协议,ip pim,sparse-mode,配置,PIM RP,的,ip,地址,ip pim rp,-address,ip,-address access-list-number override,配置组播源准入控制,access-list,access-list-number,permit,ip,-address,在接口上配置,igmp,协议,ip igmp,华为2024组播配置（一）,配置,igmp,snooping,igmp,-snooping enable | disable ,华为,3026,与联创,2403,配置方法与之相同,