實驗拓撲

實驗需求

網絡拓撲、IP地址規劃如上圖所示；

R1、R2、R3、R4運行OSPF協議，打通網絡的單播路由；

R1、R2、R3、R4同時也是組播路由器，運行PIM-SM；

R3為RP，配置Loopback0，IP地址為3.3.3.3，該地址作為RP的地址；

接收者加入組播組224.1.1.1；觀察RPT的構建；

在R4上將RPT-SPT的切換設置為永遠不切換，同時從源開始發送組播數據，觀察源的注冊過程、RP到源的SPT建立過程、組播流量沿著RPT下行的過程。

在R4上將RPT-SPT的切換恢復為默認值，同時將R4的GE0/0/1口的OSPF Cost值稍稍調大，觀察RPT到SPT的切換過程。

本實驗可使用華為自研模擬器eNSP完成。

實驗步驟及配置

R1、R2、R3及R4完成接口IP地址的配置，運行OSPF。

R1的基礎配置如下：

[R1]interfaceGigabitEthernet0/0/0
[R1-GigabitEthernet0/0/0]ipaddress10.1.12.124
[R1]interfaceGigabitEthernet0/0/1
[R1-GigabitEthernet0/0/1]ipaddress10.1.14.124
[R1]ospf1router-id1.1.1.1
[R1-ospf-1]area0
[R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network10.1.12.10.0.0.0
[R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network10.1.14.10.0.0.0

R2的基礎配置如下：

[R2]interfaceGigabitEthernet0/0/0
[R2-GigabitEthernet0/0/0]ipaddress10.1.12.224
[R2]interfaceGigabitEthernet0/0/1
[R2-GigabitEthernet0/0/1]ipaddress10.1.23.224
[R2]interfaceGigabitEthernet0/0/2
[R2-GigabitEthernet0/0/2]ipaddress10.10.1024
[R2]ospf1router-id2.2.2.2
[R2-ospf-1]area0
[R2-ospf-1-area-0.0.0.0]network10.1.12.20.0.0.0
[R2-ospf-1-area-0.0.0.0]network10.1.23.20.0.0.0
[R2-ospf-1-area-0.0.0.0]network10.10.10.2540.0.0.0
[R2-ospf-1-area-0.0.0.0]quit
[R2-ospf-1]silent-interfaceGigabitEthernet0/0/2

R3的基礎配置如下：

[R3]interfaceGigabitEthernet0/0/0
[R3-GigabitEthernet0/0/0]ipaddress10.1.23.324
[R3]interfaceGigabitEthernet0/0/1
[R3-GigabitEthernet0/0/1]ipaddress10.1.34.324
[R3]interfaceloopback0
[R3-loopback0]ipaddress3.3.3.3255.255.255.255#該地址作為RP的地址
[R3]ospf1router-id3.3.3.3
[R3-ospf-1]area0
[R3-ospf-1-area-0.0.0.0]network10.1.23.30.0.0.0
[R3-ospf-1-area-0.0.0.0]network10.1.34.30.0.0.0
[R3-ospf-1-area-0.0.0.0]network3.3.3.30.0.0.0

R4的基礎配置如下：

[R4]interfaceGigabitEthernet0/0/0
[R4-GigabitEthernet0/0/0]ipaddress10.1.14.4255.255.255.0
[R4]interfaceGigabitEthernet0/0/1
[R4-GigabitEthernet0/0/1]ipaddress10.1.34.4255.255.255.0
[R4]interfaceGigabitEthernet0/0/2
[R4-GigabitEthernet0/0/2]ipaddress10.1.1.254255.255.255.0
[R4]ospf1router-id4.4.4.4
[R4-ospf-1]area0
[R4-ospf-1-area-0.0.0.0]network10.1.14.40.0.0.0
[R4-ospf-1-area-0.0.0.0]network10.1.34.40.0.0.0
[R4-ospf-1-area-0.0.0.0]network1.1.1.2540.0.0.0
[R4-ospf-1-area-0.0.0.0]quit
[R4-ospf-1]silent-interfaceGigabitEthernet0/0/2

R1、R2、R3及R4部署PIM-SM

R1的配置如下：

[R1]multicastrouting-enable
[R1]interfaceGigabitEthernet0/0/0
[R1-GigabitEthernet0/0/0]pimsm#在接口上激活PIM-SM
[R1]interfaceGigabitEthernet0/0/1
[R1-GigabitEthernet0/0/1]pimsm#在接口上激活PIM-SM
[R1]pim
[R1-pim]static-rp3.3.3.3#設置靜態RP地址3.3.3.3

R2的配置如下：

[R2]multicastrouting-enable
[R2]interfaceGigabitEthernet0/0/0
[R2-GigabitEthernet0/0/0]pimsm
[R2]interfaceGigabitEthernet0/0/1
[R2-GigabitEthernet0/0/1]pimsm
[R2]interfaceGigabitEthernet0/0/2
[R2-GigabitEthernet0/0/2]pimsm
[R2]pim
[R2-pim]static-rp3.3.3.3

R3的配置如下：

[R3]multicastrouting-enable
[R3]interfaceGigabitEthernet0/0/0
[R3-GigabitEthernet0/0/0]pimsm
[R3]interfaceGigabitEthernet0/0/1
[R3-GigabitEthernet0/0/1]pimsm
[R3]interfaceloopback0
[R3-loopback0]pimsm
[R3]pim
[R3-pim]static-rp3.3.3.3

R4的配置如下：

[R4]multicastrouting-enable
[R4]interfaceGigabitEthernet0/0/0
[R4-GigabitEthernet0/0/0]pimsm
[R4]interfaceGigabitEthernet0/0/1
[R4-GigabitEthernet0/0/1]pimsm
[R4]interfaceGigabitEthernet0/0/2
[R4-GigabitEthernet0/0/2]igmpenable#連接組播接收者的接口激活IGMP
[R4]pim
[R4-pim]static-rp3.3.3.3

完成配置后，先做一下初步的驗證：

displaypimneighbor
VPN-Instance:publicnet
TotalNumberofNeighbors=2
NeighborInterfaceUptimeExpiresDr-PriorityBFD-Session
10.1.14.1GE0/0/0004000241N
10.1.34.3GE0/0/1003900371N

上述輸出的是R4的PIM鄰居表，可以看到R4發現了兩個PIM鄰居。在其他路由器上也做相應的查看，確保PIM鄰居都發現完整了。

displaypimrp-info
VPN-Instance:publicnet
PIMSMstaticRPNumber:1
StaticRP:3.3.3.3

上面的輸出查看的是R4的PIM RP信息，我們為R4手工告知了RP的地址，3.3.3.3，其實也就是R3。

組播用戶加入組224.1.1.1，查看RPT的建立過程

現在組播接收者PC加入組224.1.1.1（具體的操作方法請見本手冊的PIM-DM實驗小節，有詳細描述），這將觸發PC發送IGMP成員關系報告，R4最為最后一跳路由器會從GE0/0/2口上收到這個報告，它便知道該接口下出現了組播組224.1.1.1的成員，它將建立（* , 224.1.1.1）的組播路由表項：

displaypimrouting-table
VPN-Instance:publicnet
Total1(*,G)entry;0(S,G)entry
(*,224.1.1.1)
RP:3.3.3.3
Protocol:pim-sm,Flag:WCEXT
UpTime:0004
Upstreaminterface:GigabitEthernet0/0/1
Upstreamneighbor:10.1.34.3
RPFprimeneighbor:10.1.34.3
Downstreaminterface(s)information:None

隨后R4會向RPF上行接口發送（*,G）PIM Join消息，請求加入共享樹RPT。R4如何判斷哪個接口是RPF上行接口呢？R4通過單播路由表來判斷，對于RPT，PIM路由器在做RPF檢查的時候是朝向RP的，因此R4在單播路由表中查找到達RP3.3.3.3的路由，選擇路由的出接口作為RPF接口，但是這里由于全網接口COST都是默認值，因此R4上關于3.3.3.3的OSPF路由在R1及R3上出現等價負載均衡，這時R4會選擇R1及R3中接口IP較大的作為RPF的主鄰居，也就是R3，因此R4的GE0/0/1成為RPF接口。這與上面的輸出吻合。

R3在收到R4發上來的PIM Join消息后，它會創建一個（*，224.1.1.1）表項，將收到該報文的接口GE0/0/1添加到下行接口列表中，由于自己就是RP了，因此共享樹的一個分支就此建立完成。

displaypimrouting-table
VPN-Instance:publicnet
Total1(*,G)entry;0(S,G)entry
(*,224.1.1.1)
RP:3.3.3.3(local)
Protocol:pim-sm,Flag:WC
UpTime:0009
Upstreaminterface:Register
Upstreamneighbor:NULL
RPFprimeneighbor:NULL
Downstreaminterface(s)information:
Totalnumberofdownstreams:1#下行接口列表
1:GigabitEthernet0/0/1
Protocol:pim-sm,UpTime:0009,Expires:0021

源注冊、RP到源的SPT建立過程、組播報文的傳輸過程

接下去我們來觀察一下源注冊、RP到源的SPT建立過程及組播報文的傳輸過程。首先在R4上將RPT-SPT的切換設置為永遠不切換，因為這個特性我們在下一步中再去關注，這里暫時忽略掉。

[R4]pim
[R4-pim]spt-switch-thresholdinfinity

使用上述配置將R4的PIM SPT切換特性設置為永遠不切換。

現在組播源開始向組播組224.1.1.1發送組播數據（這可以通過ping 224.1.1.1來模擬）。組播數據到達第一跳路由器R2后，R2會將組播數據封裝在單播的PIM Register報文中發往RP也就是R3。

通過在R2的GE0/0/1口上抓包，可以看到Register報文，這是一個單播包，目的地址是3.3.3.3。R3在收到這個包后，解封裝發現里頭是個（10.10.10.10，224.1.1.1）的組播數據包，因此在本地創建一個（10.10.10.10，224.1.1.1）表項，同時將組播數據包沿著RPT先傳下去（從GE0/0/1口發出去）。另一方面，R3緊接著向源的方向（同樣是借助單播路由表查找到10.10.10.10的路由來獲得RPF接口）發送（10.10.10.10,224.1.1.1）的PIM Join消息，試圖在自己與源之間建立一條源樹SPT。

displaypimrouting-table
VPN-Instance:publicnet
Total1(*,G)entry;1(S,G)entry
(*,224.1.1.1)
RP:3.3.3.3(local)
Protocol:pim-sm,Flag:WC
UpTime:0057
Upstreaminterface:Register
Upstreamneighbor:NULL
RPFprimeneighbor:NULL
Downstreaminterface(s)information:
Totalnumberofdownstreams:1
1:GigabitEthernet0/0/1
Protocol:pim-sm,UpTime:0057,Expires:0033

(10.10.10.10,224.1.1.1)
RP:3.3.3.3(local)
Protocol:pim-sm,Flag:SPT2MSDPACT
UpTime:0022
Upstreaminterface:GigabitEthernet0/0/0
Upstreamneighbor:10.1.23.2
RPFprimeneighbor:10.1.23.2
Downstreaminterface(s)information:
Totalnumberofdownstreams:1
1:GigabitEthernet0/0/1
Protocol:pim-sm,UpTime:0022,Expires:-

R2收到這個Join消息后，將GE0/0/1口添加到（10.10.10.10，224.1.1.1）組播表項的下行接口列表中國，然后將組播流量沿著建立好的SPT轉發到RP，而不再將組播流量封裝到Register報文中。

dispimrouting-table
VPN-Instance:publicnet
Total0(*,G)entry;1(S,G)entry
(10.10.10.10,224.1.1.1)
RP:3.3.3.3
Protocol:pim-sm,Flag:SPTLOCACT
UpTime:0041
Upstreaminterface:GigabitEthernet0/0/2
Upstreamneighbor:NULL
RPFprimeneighbor:NULL
Downstreaminterface(s)information:
Totalnumberofdownstreams:2
1:GigabitEthernet0/0/1
Protocol:pim-sm,UpTime:0041,Expires:0049
2:Register
Protocol:pim-sm,UpTime:0041,Expires:-

SPT切換過程

現在，將R4上之前配置的SPT切換的相關配置去除（undo spt-switch-threshold）。在默認情況下，R4作為最后一跳路由器，只要一收到224.1.1.1的組播數據包，則立即進行SPT的切換。接著將R4的GE0/0/1口OSPF Cost稍稍調大，調節為2（默認是1），我們通過這個動作來模擬這樣一個事實：“R4從R1到達源，比從R3到達源要更近”。

現在，當R4從GE0/0/1口收到第一個224.1.1.1的組播數據包時，將啟動SPT切換機制，朝著源的方向（也就是R1）發送（10.10.10.10，224.1.1.1）的PIM Join消息，請求加入SPT。

R1收到這個Join消息后，創建（10.10.10.10，224.1.1.1）表項，將GE0/0/1口添加到下行接口列表，同時向R2發送Join消息。R2收到這個Join消息后，將自己的GE0/0/0口添加到（10.10.10.10，224.1.1.1）表項的下行接口列表，并開始向GE0/0/0口下傳組播數據。

displaymulticastrouting-table
MulticastroutingtableofVPN-Instance:publicnet
Total1entry
00001.(10.10.10.10,224.1.1.1)
Uptime:0005
UpstreamInterface:GigabitEthernet0/0/2
Listof3downstreaminterfaces
1:GigabitEthernet0/0/0
2:GigabitEthernet0/0/1
3:Register

這一步完成之后，網絡中的組播路徑樹如下所示：

現在R4會從R1及R3收到組播數據的兩份拷貝，這顯然是沒有意義的，因此它向R3發送一個Prune消息，將自己從RPT上剪除。R3收到這個消息后，將接口GE0/0/1從（*，224.1.1.1）表項的下行接口列表中刪除，也就不再向GE0/0/1口發送組播流量了，然后發現下行接口列表為空，因此向R2發送一個Prune消息，請求將自己從SPT上修剪掉，因為它不再需要組播流量了。R2收到這個Prune消息后，將GE0/0/1口從表項的下行接口列表中刪除。

最終R2的組播表項如下：

displaypimrouting-table
VPN-Instance:publicnet
Total0(*,G)entry;1(S,G)entry
(10.10.10.10,224.1.1.1)
RP:3.3.3.3
Protocol:pim-sm,Flag:SPTLOCACT
UpTime:0019
Upstreaminterface:GigabitEthernet0/0/2
Upstreamneighbor:NULL
RPFprimeneighbor:NULL
Downstreaminterface(s)information:
Totalnumberofdownstreams:2
1:GigabitEthernet0/0/0
Protocol:pim-sm,UpTime:0019,Expires:0011
2:Register
Protocol:pim-sm,UpTime:0019,Expires:-

組播路徑樹如下：