S系列交换机组播特性入门V10D.docx

1、S系列交换机组播特性入门V10DS系列交换机组播特性入门文档版本V1.0发布日期2013-05-25华为技术有限公司版权所有 华为技术有限公司 2013。 保留一切权利。非经本公司书面许可，任何单位和个人不得擅自摘抄、复制本文档内容的部分或全部，并不得以任何形式传播。商标声明和其他华为商标均为华为技术有限公司的商标。本文档提及的其他所有商标或注册商标，由各自的所有人拥有。注意您购买的产品、服务或特性等应受华为公司商业合同和条款的约束，本文档中描述的全部或部分产品、服务或特性可能不在您的购买或使用范围之内。除非合同另有约定，华为公司对本文档内容不做任何明示或暗示的声明或保证。由于产品版本升级或其

2、他原因，本文档内容会不定期进行更新。除非另有约定，本文档仅作为使用指导，本文档中的所有陈述、信息和建议不构成任何明示或暗示的担保。华为技术有限公司地址：深圳市龙岗区坂田华为总部办公楼 邮编：518129网址：前 言概述本文档针对组播特性的各类业务，从预备知识、配置指导、开局注意事项、常见故障处理方法和故障案例分析介绍了故障的处理过程。本文档提供了组播故障的处理流程和方法。读者对象本文档（本指南）主要适用于以下工程师： 技术支持工程师 维护工程师符号约定在本文中可能出现下列标志，它们所代表的含义如下。符号说明表示有高度潜在危险，如果不能避免，会导致人员死亡或严重伤害。表示有中度或低度潜在危险，如

3、果不能避免，可能导致人员轻微或中等伤害。表示有潜在风险，如果忽视这些文本，可能导致设备损坏、数据丢失、设备性能降低或不可预知的结果。表示能帮助您解决某个问题或节省您的时间。表示是正文的附加信息，是对正文的强调和补充。修订记录修订记录累积了每次文档更新的说明。最新版本的文档包含以前所有文档版本的更新内容。文档版本01(2013-05-25)第一次正式发布。目 录前 言 ii1 特性概述 11.1 特性描述 11.1.1 基本概念 11.1.2 组播组分类 11.1.3 组播协议框架 21.1.4 组播协议介绍 31.1.5 组播协议描述 41.2 版本差异 62 配置指导 92.1 场景一：配置

4、IGMP基本功能示例 92.1.1 场景组网描述 92.1.2 场景配置思路 92.1.3 配置举例 102.2 场景二：配置SSM Mapping示例 132.2.1 场景组网描述 132.2.2 场景配置思路 132.2.3 配置举例 142.3 配置IGMP Snooping示例 192.3.1 场景组网描述 192.3.2 配置思路 192.3.3 配置举例 202.4 二三层组播混跑场景 222.4.1 场景组网描述 222.4.2 场景配置思路 222.4.3 配置举例 232.5 场景四：配置ASM的PIM-SM网络示例 262.5.1 场景组网描述 262.5.2 场景配置思路

5、 272.5.3 配置举例 272.6 注意事项 372.6.1 注意事项1：标准版和增强型单板不要混插 372.6.2 注意事项2：接入侧配置三层组播时，建议同时也配置二层组播 372.6.3 注意事项3：组播业务使用的组播组地址是否包含232网段 372.6.4 注意事项4：慎用快速离开 382.6.5 注意事项5：是否需要配置未知组播丢弃 382.6.6 注意事项6：S2300/S2700配置二层组播的注意事项 382.6.7 注意事项7：使能igmp-snooping querier enable 命令时，建议同时使能igmp-snooping report-suppress 命令 3

6、82.6.8 注意事项8：关于igmp报文的cp-car，建议非特殊情况不要调试过大 393 故障处理指导 403.1 故障处理概述 403.2 二层组播常见故障定位方法 403.2.1 故障定义 403.2.2 故障现象 403.2.3 可能原因 403.2.4 定位思路说明 413.2.5 典型故障现象 413.3 三层组播常见故障定位方法 463.3.1 故障定义 463.3.2 故障现象 463.3.3 可能原因 463.3.4 定位思路说明 463.3.5 典型故障现象 503.4 设备出现组播流在VLAN广播 543.4.1 故障定义 543.4.2 故障现象 543.4.3 可能

7、原因 543.4.4 定位思路说明 553.5 信息采集方法 584 典型故障案例 614.1 故障案例1：S9700配置IGMP-Snooping Proxy后无法观看节目问题案例 614.1.1 故障现象描述及组网 614.1.2 问题根因说明 614.1.3 问题判断方法 614.1.4 解决方案 624.1.5 经验及总结 624.2 故障案例2: S5700SI设备配置二层组播业务不通的故障案例 624.2.1 故障现象描述及组网 624.2.2 问题根因说明 634.2.3 问题判断方法 634.2.4 解决方案 644.2.5 经验总结 644.3 故障案例3: S9700配置三

8、层组播时DR和查询器不在同一台设备上，导致业务中断问题案例 654.3.1 故障现象描述及组网 654.3.2 问题根因说明 654.3.3 问题判断方法 664.3.4 解决方案 664.3.5 经验总结 664.4 故障案例4: S9700上同时配置VPLS和三层组播时组播业务异常问题案例 674.4.1 故障现象描述及组网 674.4.2 问题根因说明 674.4.3 问题判断方法 674.4.4 解决方案 674.4.5 经验总结 674.5 故障案例5: S2700设备上配置组播VLAN时二层组播业务不通的故障案例 684.5.1 故障现象描述及组网 684.5.2 问题根因说明 6

9、84.5.3 问题判断方法 684.5.4 解决方案 704.5.5 经验总结 70A FAQ 71A.1 框式设备支持的IGMP版本? 71A.2 交换机设备是否支持静态组播路由？ 71A.3 如何从配置上限制非法组播源？ 71A.4 交换机设备组播地址使用有哪些限制？ 71A.5 框式设备组播是否支持静态RP？ 72A.6 IGMP Snooping的协议参数分别代表什么含义，默认值分别为多少？ 72A.7 设备什么情况下认为在某个VLAN内使能了三层组播？ 73A.8 交换机设备三层组播表项的老化依据是什么，为什么流量统计为0，但是表项存在？ 73A.9 IGMP协议各个版本之间有什么差

10、异？ 73A.10 如何配置IGMP Proxy支持IGMP v3？ 74A.11 网络中配置组播的查询间隔时，是否要一致？ 74A.12 需要在哪些接口上使能PIM功能？ 75A.13 盒式设备哪些交换机支持组播静态路由器端口? 75A.14 盒式交换机是否支持配置黑洞路由 75A.15 交换机二层组播为什么分为MAC转发模式和IP转发模式两种，有什么区别，每种设备都支持这两种模式吗 75B 组播debug命令参考 77C 缩略语 781 特性概述1.1 特性描述1.1.1 基本概念组播的基本思想是：源主机只发送一份数据，这份数据的目的地址为组播组地址；组播组中的所有接收者都可接收到同样的数

11、据拷贝，并且只有该组播组内的主机可以接收该数据，非组播组内其它主机不能收到。如果要将信息发送给网络中的多个主机而非所有主机时，采用组播方式相比广播和单播方式的好处如下：表1-1 组播方式转发数据的好处广播方式不仅会将信息发送给不需要的主机而浪费带宽，也可能由于路由回环引起严重的广播风暴。单播方式由于IP数据包的重复发送会白白浪费掉大量带宽，也增加了服务器的负载。组播方式网络中点到多点的通信形式，通过报文复制完成网络中点到多点的高效数据传送，同时减少不必要的报文传输，把报文复制尽可能的放在离接收者最近的网络节点来完成。1.1.2 组播组分类IPv4组播地址范围为D类IP地址：224.0.0.02

12、39.255.255.255，该范围内的地址都是组播地址，D类地址不能出现在IP报文的源IP地址字段。表1-1 IP报文D类地址分类D类地址范围含义224.0.0.0224.0.0.255预留的组播地址（保留组地址），地址224.0.0.0保留不做分配，其它地址供路由协议使用224.0.1.0231.255.255.255233.0.0.0238.255.255.255用户可用的ASM（任意源组播）组播组地址，全网范围内有效232.0.0.0232.255.255.255用户可用的SSM（指定源组播）组播组地址239.0.0.0239.255.255.255本地管理组播地址，仅在特定的本地范围

13、内有效IPv4组播地址与组播MAC存在一定的映射关系，以IPv4为例，组播MAC与组播IP地址的映射介绍如下： 组播MAC地址：IEEE规定组播MAC地址的第一个字节的最低位为1。在以太网中，IP组播报文所使用的目的MAC地址都以前缀01005e开头，简称“IP组播MAC”。 组播IP地址：D类地址，第一个字节的高四位为1110，其地址范围为224.0.0.0239.255.255.255。 组播MAC与组播IP地址存在如下映射关系，因此会出现32个组播IP地址映射到同一个组播MAC地址。图1-2 组播MAC和IP地址映射关系1.1.3 组播协议框架组播协议框架如下：图1-1 组播协议框架分类

14、根据协议的作用范围，常用的主要组播协议可以分为： 主机-路由器之间的协议，即组播成员管理协议，组成员关系协议包括 IGMP（因特网组管理协议）。 路由器-路由器之间协议，主要是各种路由协议。组播路由协议又分为域内组播路由协议及域间组播路由协议两类。域内组播路由协议包括PIM-SM、PIM-DM等协议，域间组播路由协议包括MBGP、MSDP等协议。 另外为了有效抑制组播数据在二层网络中的扩散，引入了IGMP/MLD Snooping等二层组播协议。1.1.4 组播协议介绍组播协议可分为组播路由协议与用户管理协议。 组播路由协议：PIM（Protocol Independent Multicast

15、）称为协议无关组播，作为一种组播路由解决方案，主要用于将网络中的组播数据流引入到有组播数据请求的用户网段，从而实现组播数据流的转发。目前在实际网络中应用较为广泛的实现方式主要有以下三种，均可应用于IPv4和IPv6网络。 PIM-DM（Protocol Independent Multicast Dense Mode）：协议无关组播密集模式。 PIM-SM（Protocol Independent Multicast Sparse Mode）：协议无关组播稀疏模式。 PIM-SSM（Protocol Independent Multicast Source-Specific Multicast

16、）：协议无关组播指定源组播。 互联网组管理协议：IGMP（Internet Group Management Protocol）是IP组播在用户网段使用的主机对路由器的信令机制。通过在接收者主机和与其直连的组播路由器上配置IGMP，可以实现主机动态加入和组播路由器对本地网络组成员信息的管理。到目前为止，IGMP有三个版本：IGMPv1版本（由RFC1112定义）、IGMPv2版本（由RFC2236定义）和IGMPv3（由RFC3376定义）版本。所有IGMP版本都支持ASM（Any-Source Multicast）模型。IGMPv3可以直接应用于SSM（Source-Specific Mul

17、ticast）模型，而IGMPv1和IGMPv2则需要SSM-Mapping技术的支持。1.1.5 组播协议描述PIM协议关于PIM协议，目前网络中广泛的实现方式主要有以下三种：PIM-DM,PIM-SM,PIM-SSM. PIM-DM协议无关组播密集模式PIM-DM（Protocol Independent Multicast Dense Mode）协议无关组播密集模式，主要采用扩散-剪枝的方式转发组播数据流，对于组播组成员稀疏的网络会产生大量剪枝报文，而对规模较大的网络扩散-剪枝周期会很长。所以适合规模较小、组播组成员相对比较密集的网络。 PIM SM协议无关组播稀疏模式PIM-SM（Pr

18、otocol Independent Multicast-Sparse Mode）称为协议无关组播-稀疏模式，主要采用接收者主动加入的方式建立组播转发树，适用于网络中的组成员相对比较稀疏，分布广泛的大型网络。 PIM-SSM协议无关组播指定源组播模式PIM-SSM （Protocol Independent Multicast Source-Specific Multicas）称为协议无关组播指定源组播模式，是对传统PIM协议的扩展，使用SSM，用户能直接从组播源接收组播数据，PIMSSM利用PIM-SM的功能，在组播源和客户端之间，产生一个SPT树。但PIM-SSM在产生SPT树时，不需要汇

19、聚点（RP）的帮助。 IGMP协议IGMP有三个版本：IGMPv1版本（RFC1112）、IGMPv2版本（RFC2236）和IGMPv3版本（RFC3376）。 IGMP Version 1IGMPv1协议主要基于查询和响应机制完成组播组管理，支持查询和加入报文，处理过程与IGMPv2相同。IGMPv1与IGMPv2的不同之处是：主机离开组播组时不主动发送离开报文，收到查询消息后不反馈Report消息，待维护组成员关系的定时器超时后，交换机删除组记录。 IGMP Version 2运行IGMPv2的主机发送的IGMP报告中仅携带组信息。当主机发送一个组的IGMP加入报文给交换机后，交换机会通

20、知组播转发模块，以便这个组的组播数据到来时能够正确转发给该主机。IGMPv2协议具有报告抑制机制，可以减少网络中的IGMP的重复报告报文。当一个主机HostA加入了某个组播组G，在收到交换机的查询报文后，HostA会在0最大响应时间（查询报文中已经指定）之间选择一个随机值作为定时器的超时时间，并在该定时器超时后，向交换机发送组G的加入报文。如果在超时时间内，HostA收到了加入同一个组的主机HostB发送的加入报文，则HostA不再向交换机发送组G的加入报文。当主机退出某个组G时，会向交换机发送一个指定组G的IGMP离开报文。由于IGMPv2报告抑制机制，交换机无法确定是否还有其他主机加入了组

21、G。这时交换机会触发一个指定组G的查询，如果其他主机加入了组G，就会发送针对组G的IGMP加入报文。如果交换机发送了若干次数指定组G的查询之后，仍然没有收到主机针对组G的IGMP加入报文，那么交换机就不再记录组G的信息，停止转发该组数据到对应接口所在的网段。 IGMP Version 3IGMPv3主要是为了配合SSM（Source-Specific Multicast）模型发展起来的，提供了在报文中携带组播源信息的能力，即能加入到指定源的组播组。IGMP Version 3 报文IGMPv3报文包含两大类：查询报文和报告报文。相较IGMPv2，其变化如下：查询报文中除了普遍组查询和特定组查询

22、，新增了特定源组查询报文（Group-and-Source-Specific Query）。该报文由查询器向共享网段内特定组播组成员发送，用于查询该组成员是否愿意接收特定源发送的数据。特定源组查询通过在报文中携带一个或多个组播源地址来达到这一目的。报告报文不仅通知路由器主机要加入某组播组，并且可以指定只接收哪些组播源发往该组的数据。IGMPv3增加了针对组播源的过滤模式（INCLUDE/EXCLUDE），将组播组与源列表之间的对应关系简单的表示为（G，INCLUDE，(S1、S2.)），表示只接收来自指定组播源S1、S2发往组G的数据；或（G，EXCLUDE，(S1、S2.)），表示接收除了组

23、播源S1、S2之外的组播源发给组G的数据，即S1、S2在接收范围之外。当组播组与组播源列表的对应关系发生了变化，在IGMPv3报告报文中存放于组记录（Group Record）字段，发送给查询器。组记录有6种类型，如表1所示。表1-1 IGMPv3报告报文中的组类型分类组记录类型含义当前状态报告，用于对查询报文进行响应，通告自己目前的状态IS_IN表示组播组与源列表之间的对应方式为INCLUDE，即接收从指定源列表发往该组播组的数据。IS_EX表示组播组与源列表之间的对应方式为EXCLUDE，即接收从指定源列表以外的组播源发往该组播组的数据。过滤模式改变报告，当组和源的关系在INCLUDE和E

24、XCLUDE之间切换时，会通告过滤模式发生变化TO_IN表示组播组与源列表之间的对应方式由EXCLUDE转换到INCLUDE。如果这时指定源列表为空，则表示离开该组播组。TO_EX表示组播组与源列表之间的对应方式由INCLUDE转换到EXCLUDE。源列表改变报告，当指定源发生改变时，会通告源列表发生变化ALLOW表示在现有的基础上，还希望从某些组播源接收组播数据。如果当前对应关系为INCLUDE，则向现有源列表中添加某些组播源；如果当前对应关系为EXCLUDE，则从现有源列表中删除某些组播源。BLOCK表示在现有的基础上，不再希望从某些组播源接收组播数据。如果当前对应关系为INCLUDE，则

25、从现有源列表中删除某些组播源；如果当前对应关系为EXCLUDE，则向现有源列表中添加某些组播源。在IGMPv3中一个成员报告报文可以携带多个组播组信息，而之前的版本一个成员报告只能携带一个组播组。这样在IGMPv3中报文数量大大减少。IGMPv3没有定义专门的成员离开报文，成员离开通过特定类型的报告报文来传达。例如组225.1.1.1的成员想离开这个组，则会发送（225.1.1.1，TO_IN，(0)）的报告报文。1.2 版本差异组播特性在各个版本之间的差异不是很大，主要修改是针对性能优化、定位手段等方面的内部实现： 框式交换机功能V100R001V100R002V100R003V100R00

26、5V100R006V200R001组播VPN否否是是是是GR否否是是是是二三层混跑否是是是是是静态组播MAC否否否否是是 盒式交换机功能V100R001V100R002V100R003V100R005V100R006V200R001组播VPN否否否否否否GR否否否否否是二三层混跑否否否是是是静态组播MAC否否否否是是交换机各设备形态支持三层组播特性的情况如下表所示（如果没注明版本差异，表示各个版本支持情况一致）。产品形态IGMPPIM-DMPIM-SMMSDPS3700SI不支持不支持不支持不支持S3700EI/S3710EI支持V100R003版本支持，V100R005及以后版本不支持支持不

27、支持s3700HI支持支持支持支持S5700LI不支持不支持不支持不支持S5700SI/S5710LI不支持不支持不支持不支持S5700EI支持支持支持支持S5700HI支持支持支持支持S5706不支持不支持不支持不支持S6700支持支持支持支持其中，对于PIM-SM的动态RP特性， S3700EI/S3710EI只在V100R003版本支持，V100R005版本不支持。V100R006C01支持。以下为组播各设备类型具体规格差异：设备名称IP组播转发表项规格MAC转发模式S5306LI不支持1000S2300EI/S2700EI/S23065121000S5300EI/S5700EI/S53

28、00HI/S5700HI/S5310EI/S5710EI/S6300EI/S6700EI/ S5700S-LI/S5710HI20001000框式设备 FA/S系列 接口板20001000框式设备W/E/FC系列接口板400010002 配置指导2.1 场景一：配置IGMP基本功能示例2.1.1 场景组网描述已知如图2-1所示的网络中，单播路由正常。要求在该网络中部署组播功能，使用户主机能够接收视频点播信息。当某个接口下的用户需要长期接收热点节目时，将该接口静态加入组播组。如下网络中，HostA需要长期接收组播组225.1.1.1的数据，则将SwitchA的接口GE1/0/0加入的vlanif

29、 10配置成静态加入组播组225.1.1.1。图2-1 配置IGMP的基本功能组网图2.1.2 场景配置思路采用如下思路配置IGMP的基本功能：在所有为组播服务的交换机上使能组播功能。 在所有交换机接口上使能PIM-SM功能。 在连接用户主机的交换机接口上使能IGMP功能。 将SwitchA的VLANIF10接口静态加入组播组225.1.1.1。2.1.3 配置举例步骤 1 配置各Switch接口IP地址和单播路由协议。 按照图1配置各接口的IP地址和掩码，并配置各交换机之间采用OSPF进行互连，确保网络中各交换机间能够在网络层互通，并且之间能够借助单播路由协议实现动态路由更新。具体配置过程略。 步骤 2 使能组播功能，并在所有接口上使能PIM-SM功能。 # 在SwitchA上使能组播功能，在所有接口上使能PIM-SM功能。SwitchB和SwitchC上的配置过程与此完全相同，配置过程略。SwitchA multicast routing-enableSwitchA interface vlanif 10SwitchA-Vlanif10 pim smSwitchA-Vlanif10 quitSwitchA interface vlanif 11SwitchA-Vlanif11 pim