【YD通讯标准】 IP 组播路由协议

中华人民共和国通信行业标准
YD/T 1177—2002
IP组播路由协议
IP Multicast Routing Protocols2002-02-01 发布
中华人民共和国信息产业部
2002-02-01实施
YD/T1177—2002
2引用标推
定义和缩略语
3.1定义--
组播（Multicast）
3,1.2IP组播 (IP Multicast）
最短路径树（SPT）
共享树
密集模式组播路由协议（DenseModeMulticastRoutingProlocol）稀疏模式组播路出协议（SparseModeMulticastRoutingProtacol）逆向路径转发（ReversePathForwarding）缩略
组播路由协议体系结构
4.1组播地址…
4.1.1纽播P地址
组播地址圳分
4.1.3组播地址映射
组播组成员关系协议·
4.3组播路内协议
4.3.1、基本组播路由算法
4.3.2域内组播路出协议
4.4组播路由协议互操作规则
4.5红播协议MIB
5五联网组管理协设（IGMPv2）
5.1概述.
5.2技术要求
查询器选举
查询响应过程
加入纠过程
离开组过程
IGMPv2 与IGMPv1 的兼穿
5.3状态机·…
5.3.1主机状态转换图
5.3.2路出器状态转换图
.........
TKAONTKAca
5.4定时器和计数值
5.4.1定时器（8个）
5.4.2计数值（3个）
5.5报文格式.
6协议无关红播-密集模式
6.1概述-
6.2技术要求·
PIM邻居发现
叶子网络的判断
指定路由器（DR）选举
嫁接利嫁接应答
多路访问网络上的操作
单播路由变化处理
定时器
6.4报文格式
Hcllo消息
加入剪枝（Join/Prune）消息
PIM-断言消息
嫁接（Graft）消息
嫁接应答（Graft-ACK）消息
协议无关组播-稀毓模式
概述：
技术要求
PIM 邻居发现
本地士机加入组播组
建立PIM-SM共享树：
主机向组播组发送数据·
注册和注册停止
最短路径树切换
入剪枝
RP发现机制
与 DVMRP
·类密集模式协议的互操作
组播数据包转发
多路访问网络.上的操作
单播路出变化处理
7.3定时器和定时值
树结构维护定时器（7个）
邻居发现定时器（2个）
RP信息定时器（3个）
定时值 (14个)
PIM 使用的标志
7.5报文格式
编码源和组地址格式
Hello消息
注册消息
注期-停止消息·
加入/剪枝消息
白举消息
断言消息
嫁接消息
嫁接-成答消息·
候选 RP广告消息
距离矢量组播路由协议（DVMRP）概述
8.2技术要求
邻居发现
路由交换
指定转发器的选举
组播转发
接口处理
追踪和疑雄诊断支持
兼容性
报文格式·
协议报头
探测消息
路由报告消息
剪枝消息
嫁接消息
嫁接应答消息
8.4定时器·
纠播路山协议互操作
9.1概述
+++++++
9.1.1组播边界路山器
删除路由项
其它建议
警报分发器，
“互操作”分发器
处理警报
\BGMP\分发器
9.2.4处理警报
9.3组播路出协议构件
9.3.1PIM-DM （协议无关组播-密集模式）9.3.2PIM-SM（协议无关组播-稀硫模式）YKAONTKAa
9.3.4只有IGMP的链略
附录A（提示的附录）参考文献
YD/T1177—2002
IP组播路出技术实现了IP网络中点到多点的高效数据传送。山-能够有效地节约网络带宽、降低网络负载，IP组播路出技术在资源发现、多媒体会议、数据拷贝，实时数据传送、游戏和1仿真等话多方面都有广泛的应用。本标准是以因特网工程任务组等国际标准化纠织制定的相关标准为基础，结合国内网络的实际情况制定的。它是IP组播路由协议相关产品研制、开发和生产的主要依据。由于IP组播路出协议沙涉及的内穿比较多，相关技术仍在研究过程中，因此本标准将随若技术的发展而逐步完善。
本标准的附求A是提示的附录。
本标准由信息产业部电信研究院提出并归口。本标准起草单位：华为技术有限公司信息业部电信传输研究所
深圳市中兴通讯股份有限公司
本标雅士要起草人：郭锋袁琦赵明阮运十玮李强
TKAONTKAa
中华人民共和国通信行业标准
IP组播路由协议
IP Multicast Routing ProtocolsYD/T 1177—2002
本标准规定了支持IPv4的组播路由协议，包括组播成员关系协议IGMP，域内组播路由协议PIM-SM、PIM-DM、DVMRP及组播路由协议互操作的技术要求。本标准适用于P组播路由协议相关产品的研制、开发、引进和验收。2引用标准
下列标难包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标谁的条文。在标准出版时，所示版木均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。RFC1075(1988)
RFC1112 1989)
RFC2117(1997)
RPC2236(1997)
RFC23621998)
RFC2715(1999)
draft-ietf-pirn-v2-dn-01
(1998)
draft-ietf-pirm-v2-dn-02
(1999)
draft-ietf-pim-v2-dm-03
(1999)
draft-ietf-idmr-dvnrp-v3- 10(2000)
draft-ietf-pim-sm-v2-new-03
距离尖量组播路由协议
(Distance Vector Multicast Routing Protocol )互联网组管理协议（版本一）
(HostExtensions forIPMulticasting)协议无关组播一稀疏模式协议
(Protocol Independent Multicast-Sparse Mode(PIM-SM):ProtocolSpecification
互联网组管理协议（版本一）
(Internet Group Management Protocol, Version 2)协议无关组播一稀疏模式协议
(Protocol Independent Multicast-SparseMode (PIM-SM):ProtocolSpecification)
组播路出协议互操作规则划议
(Interoperability Rules for Mullicast Routing Protocols )协议无关组播一密集模式协议草案(Prutocol Independent Multicast Version 2 Dense Mode Specification )协议无关组播一密集模式协议草案(Protocol Independent Multicast Version 2 Dese Mode Specification )协议光关组播一密集模式协议草案(Protocol Independent Multicast Version 2 Dense Mode Specification )距离矢量纽播路出协议草案（版本3）(DistanceVectorMulticastRoutingProtocol)协议无关组播一稀梳模式协议草案（修订版）中华人民共和国信息产业部2002-02-01批准2002-02-01 实施
(2001)
draft-ietf-pim-sm-bsr-01
(2001)
3定义和缩略语
3.1定义
3.1.1纠播（Multicast）
YD/T 1177—2002
(ProtocolIndependent Multicast Sparse Modc (PIM-SM):ProtocolSpecificalion (Reviscd))
协议无关纽播-一稀疏模式白率路由器机制草案(Bootstrap Rouler (BSR) Mechanism For PlM Sparse Mode)组播是指信源将信息发向所有网络节点的某个确定子集的点到多点的通信形式，3.1.2IP组播（IPMulicas1）
P组播是指在IP网终中数据包以尽力传送的形式发送到所有网络节点的某个确定了集，这个了集称为组播组。
3.1.3最短路径树（SFT）
也称为“基于源的树”或“有源树”。组播分发树用了描述组播数据包在网络中的树形转发路径。若组播分发树上的转发路径足基到组播源的最短单播路径的话，则称为最短路径树。所调“最短依赖」度量的选择。例如：若度量为跳数，最短就是指单播路径具有最少的跳数；若度量为延迟，最知就是指单播路径其有最短的延退。3.1.4共享树
对于旬个纠播组而言，有一个公共节点。组成员被连全以这个公兆节点为根的组播分发树，称为共享树。组播数据包先被发送到其享树的根节点+熟后由根节点沿共享树向下转发。在PM-SM中，这个根书点称为汇集点（RP），所以PM-SM中共享树也称作汇集树（RPT）3.1.5案集模式组.播路出协议（DenseModeMulticaslRoutingProtocol）密集模式组播路出协议采用扩散-剪技机制进行组播数据包的分发。当组播源开始发送组播数据时，假设每个子网都至少有个组成员，因此组摇数据包在网络中进行扩散，当某些了网不需要纠播数据时，就通过剪枝来去除不必要的通信。密集模式组播路内协议适合于组播组成员在网络土呈密集分布的情3.1.6
稀疏模式红播路由协议（SparseModeMulticastRoutingProtocol）稀疏模式组播路由协议采用显式加入/剪技的方式来构建、维护组播分发树，进而进行组播数据包的分发。这里信宿除非显式的加入某个组播组的分发树，否则不会收到该组的数据。稀疏模式组播路由协议适介于组播纽成员在网络上早稀疏分布的情况。3.1.7逆向路径转发（RcvurscPathForwarding）一种红播转发技术，其规则为：若收到组播数据包的接口是到组播源最知单播路径的接口，则数据包被认为是非重复的，从而被接受和转发。这个最划单播路径中通往纽组播源的接口称为逆向路径转发接口（RPFInterface），鉴别一个接口是否为逆向路径转发接口的过程被称为逆向路径转发检查（RPFCheck)。所谓“最短”依赖丁度量的选择。例如：若度量为跳数，最短就是指单播路径具有最少的姚数：若度最为延迟，最短就是指单播路径具有最短的延退，3.2缩略讲
边界网关组播协议
闫辛路由器bzxZ.net
候选自举路由器
有核树组播路由协议
指定转发路由器
指定路由器
距离尖量组播路由协议
Border Gateway Multicast ProtocoBootStrap Router
Candidate BSR
Core-Based Trees
Designated Forwarder
Designaled Rouler
Distance Vector Multicast Routing ProtocolTKAONTKAca
PIM-DM
PIM-SM
YD/T1177---2002
域范围组播组成员关系报告
因特网编号分配委员会
互联网控制消息协议
互联网纠管理协议
入接口
互联网协议
介质访问控制
组播边界网关协议
纠播源发现协议
出接『1
协议尤关组播一密集模式
协议无关组播一稀疏模式
协议尤关组播协议组播边界路由器路由信息协议
汇集点
逆向路径转发
“字树”或“汇集树”
最短路径树
牛存时间
组播路由协议体系结构
图1描述了组播路出协议栈。
Domain Wide Report
IntemetAssignedNumbersAuthority[ntemctControlMcsisageProlocolIntemetGroupManagementProtocolincoming inlerface
Intemet Protocol
Mcdia Access Control
Multicast Border Gtateway ProtocolMulticasl Source Discovery Protocoloutcoming inlerface
ProtocolIndependen Multicast-DenseModeProtocol IndependentMulticast-SparseModcPIM Multicast Border Router
RoutingInfornationProtocol
Rendczvous Point
Reverse Path Forwarding
Rendcevous Point Tree
Shorlest Path Tree
Time To Live
IP地址：中D类地址空间用丁IP组播，每个D类地址用来标识个组播组.互联网组管理协议（IGMP）在主机和组摇路由器之间建立并且维护组播组成员关系信息。组播路由议根据IGMP维护的这些组播组成员关系信息，运用一定的纠播路由算法构造组播分发树，进行组播数据包转发。在各个组播路由协议域问，通过应用RFC2715的互操作模型，进行互通，被此间合作构造出完整的组播分发树。单播路山协议
IP服务接口
组播路出协议
本地网络服务接口
IP到本地地址恢射
图】组播路出协议栈
4.1组播地址
4.1.1 组播 P 地址
IP组播地址用于标训!一个IP组播组。IANA把D类地址空间分配给IP组播，其范围足224.0.0.0--239.255.255.255，如图2所示（进制衣小），IP组播地前4位均为11103
4.1.2组播地址划分
八位组（1）
1110XXXX
YD/T1177—2002
八莅组（2）
XXXXXXX
八位组（3）
XxXXXXXXX
图2D类IP地址格式　
八位组（4）
xxxxxxxx
如图3所示，224.0.0.0保留不做分配。IANA预留224.0.0.1~224.0.0.255的组播地址，为路由协议以及其他低级拓扑查找及维护协议使用。该范围地址属于局部范畴，不论生存时间字段（TTL）值书少，都不会被IP路由器转发。239.0.0.0-239.255.255.255被用作本地组播管理地址。其余组播地址作为用户组播地址。当IP层收到组播数据报文时，根据组播转发表进行转发。239.255.255.255
238.255.255.255
224.0.0.255
224.0.0.0
本地管理
播地址
用户组播地址
预函组播地址
图3组播地址分
4.1.3组播地址映射
如图4所示，以太网和FDDI的MAC地址01:00:5E:00:00:00~01:00:5E:7F:FF:FF用于将三层P组播地址映射为二层地址，即IP组播地址中的低23位放入IEEEMAC地址的低23位。IP组播地址有28位地址空间，但只有23位被映射到EEEMAC地址，这样会有32个IP播地址映射到MAC地址上。
此5检不假映射因面32金甲摄
地址映时或同一个MAC地址
32位IP播地址
P组报地址中此23位映射到
MAC地H当中
18位MAC地肚（以太网/DDI
ooooooope
4.2组播组成员关系协议
图4组播地址映射
互联网组管理协议负责所连网络组成员关系的收集与维扩。IGMP作为基本的信令机制，通知子测中的路出器某个主机渴望成为某个组播组的成员，在主机与组播路申器之间建立并且维护这些组成员关系信息。主机方需要保存自己加入了哪些组播组：组播路由器并不为组播组保存成员列表，它仅保存TKAONTKAca
所连网络上那些组播组有成员的信息。4.3组播路由序议
4.3.1基木纽播路凸算法
YD/T 1177—2002
实现组播略由的方法通带是构造纠播分发树米进行组播数据包转发，苯本算法如下。4.3.1.1逆问路径护散算法（ReversePathFlooding）其转发规则是：具仅当组报文是经由距组播源最短龄径到达时，组播路由器将报文向除入接11之外的所有接口转发，
4.3.1.2逆向路径广播算法（ReversePathBroadcasting，在逆问路径扩散算法的基础上，各组播路山器间交换报文来确定它的哪些链路是相对于特定组播源的子链路（除RPF接口之外的链路）。其转发规则是：当且仅当组播报文是经山距组播源最短路径萄达时，组播路由器将报文向所有了链踏路转发。
4.3.1.3截断逆向路径）播算法（TruncatedReversePathBroadcasting）在逆向路径！播算法的基础上，组播路由器利用了IGMP提供的关十叶子网络的组播组成员关系借息进行转发。
其转发规则是：当工仪当纽播抵文是经由距组摇源最短路径到达时，纽播路由器将报文向所有子链路（没有组播组成员的啡子网络除外）转发：4.3.1.4逆向路径组播算法（ReversePathMulticasting）当组播源第一次发送组播报文时，使用截断逆向踏径广播算法沿着组播分发树向下转发组播报文。当叶子路由器不再需要组播报文时，它朝着组播源发送剪枝报文，对组播分发树进行剪枝，借此来减少不必要的通信量。
4.3.2域内组播路由协议
组播路由协议分为域间协议利域内协议。域间议包括MBGP、MSDP和BGMP等。域内协议包括PIM-SM、PIM-DM、DVMRP和CBT等。域内协议可以十要分为两类。一类是稀疏模式组播路用协议，包括PIM-SM、CBT等：另一类是密集模式组播路由协议，包括PIM-DM、DVMRP等。PIM-SM采用由组播信宿显式加入的机制来构建共享树，进行组播数据报文的分发。在满足一定条件下，信宿还可以切换到最短路径树：另外，PIM-SM是与单播路由协议无关的，它使用单播路由表进行RPF检查，而不是依赖于特定的单播路巾协议。PIM-DM采用扩散一剪枝的机制进行组播数据报文的分发。首先使用单播路由表进行RPF检查，以数据驱动的方式出信源向下进行组拙报文分发，然后从组播分发树上剪技不存在信宿的分支。经过一定的时间，被剪枝的分支被恢复，组播报义义继续向下分发。PIM-DM还提供了嫁接一嫁接应答的机制进行嫁接，PIM-DM也是与单播路出协议无关的。DVMRP采用类似RIP的方式进行单播导径，采用逆向路径组播算法（ReversePathMulticasting）进行组播。它以数据驱动的方式由信源向下进行组播报文分发，然届从组播分发树上剪枝不存在信宿的分支。经过定的时间，被剪技的分支被恢复，组播报文文继续向下分发：DVMRP还提供了嫁接一嫁接成等的机制进行嫁接，
4.4组播路由协议互操作规则
组播路山协议互操作规则归纳出组摇路由协议使用的公共消息。这些公共消息被称为警报（alert)在组播边界路内器上，可以运行多个不同的播路由协议。规则引入厂构件（component）的概念，每个构件运行一个组播路山协设的实例。同时组播边界路由器十还有分发器求负责警报分发。客个构件根据定的规则对这些警报进行适当的处理，以此构造山完整的组播分发树，完成组播路由协议之间的互操作。
4.5组播协议MIE
IPv4组播路由MIB标准：RFC 2932IPv4MulticastRoutingMIB。5
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IGMP MIB标准：RFC2933IntemetGroupManagement Prolocol MIBPIMMIB标准：RFC2934ProtocolIndependentMulticastMIBforIPy4。DVMRPMIB 标准：draft-ietf-idmr-dvmrp-mib-12。5互联网组理协设（IGMPv2）
5.1概述
互联网组管理协议负责所连树络组成负关系的收集与维护。互联网纠管理协议通过查询器选举机制为所连网段选举唯一的查询器，咨询器周期性的发送普遍组查询消息进行成员关系查询：主机发送报告消息来应答查询。当要加入组播纠时，士机不必等待查询消息，主动发送报告消息。当要离开组播纠时，主机发送离开组消息：收到离开组消息店，查询器发送特定组查询消息来确定是否所有组成员部已离元。另外，对」作为组成员的路山器而言，该路山器的行为和普通的主机一样，它响成其它路出器的查询。本标准中，“接口”指作一个所连网络上的主接口，若一个路出器连在同“个网络上的接口有多个，则只需要在其中：个接口上运行此协议即可。另一方面，对主机而言，则需要在有组成员的所有的接口上都运行此协议。
5.2技术要求
5.2.1查器选举
对每个所连接的网络，维播路由器可能会扮演以下两个色：查询器或非查询器。在一个物理网段土，通常以有一个查询器。所有的组播路山器启动时都在所连网段上扮演查谢器的角色。若红播路出器收到了从较低的IP地址米的查询消息，则它就必须变成非查询器。若路由器在[共它查询器存在间时间内未从具有较低地比的路山器收到香谕消息，则它就恢复成查诃器。注：[]中的值表示“定时值”或“计数值”。5.2.2查询响应过程
5.2.2.1些遍组成员关系查试
组播路由器利用[GMP协议米获得在它所连网络上哪些组有成员：组播路山器为每个所连接的网络都保留了个纠成员关系列农，并为个组成员关系保留了一个定时器。“纽成员关系\表明了在所连网络上是否存在给定组播组的成员，而并非这个组所有成员的列衣：路出器以周期查询间隔在所连接的网络工发送普遍组查询消息，以获取组成员关系信息。路中器启动时，以[庐动查询问隔时间间隔发送[启动查询计数1次普遍组查询消息以保证快速而可靠地获得组成员关系信息。普逾组查询消息的组地址字段为0，并以全系统组播组地址224.0.0.1发送，H.最大响应时间为[查询响应间隔]。5.2.2.2主机响应普遍查询消息
当土机收到普遍查谢消息时，它将为每个在此接口上有组成负的组设置延退定时器。每个延迟定时器被随机地设置为不同的值，随机数的范国为（0，最大响应时间)，其中最大响应时间的值在查询消息中指楚：若此组已有一个定时器在运行了，则它只有当所需要的最大响应时间小于此已有定时器剩余时间时，此定时器才需要被再置，当个组的定时器超时，千机就向此纽以红播方式发送IGMPv2的组报告消息，其中IPTTL被置为1
5.2.2.3主机报抑制机制
若主机收到了另个主机的报告消息，则它停止正与该组相关的定时器，并不发送组报告消息。防止产生重复的报告，减少网络的扭案，5.2.2.4路由器响应报告消息
当路由器收到了组报告消息时，它就将此纽加入组成员关系列衣，并将此组成员的定时器设置为[纽成员关系问隔。重复的组报告消息将重置定时器。若对于个特定的组，在它的定时器超时之前若没有收到任何报告，路出器就假定此组没有木地成员，并且不再需要向所连接的网络上发送从远方传米的到该组的组播报文了。
TKAONYKAca
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