华为HCIE-R&S（数通）论述题（三）

组播建树以及RP部署
某组播网络示意图如下，其中MCS1是组地址（G1）的组播源，PC1和PC2是组G1的接收者

问题：1、2、3号接口分别用了什么协议（只需说协议就可以），为什么需要配置该协议的详细解释。
答：
答案解析：
1、2号接口分别使用了IGMP和PIM SM协议，3号接口使用了IGMP协议。
解释如下：
IGMP协议是用来在接收者主机和与其直接相邻的组播路由器之间建立和维护组播组成员关系的，组播网络根据IGMP消息可以感知组播组成员所在接口，以及组成员加组信息，如果未开启，将会导致成员端网络无法正常运行，所以1/2/3号接口都需要开启IGMP协议。
在源端网络或成员段网络中，如果多台组播路由器处于同一网段时，为了避免多台组播路由器同时处理组播报文，从而造成重复组播报文的问题，所以需要确定源端网络或者成员端网络的唯一组播转发者（PIM DR），PIM DR根据PIM hello报文中携带的优先级和该网段地址进行选举，DR的主要作用就是负责源端网络或成员段网络组播报文的收发，同时在成员段网络中充当IGMPv1的查询器（IGMPv1没有自己的选举机制），所以1、2号接口不仅需要开启IGMP协议，同时也需要开启PIM SM协议。
至于3号接口与组播组成员直连，不存在重复组播报文的问题，无需要开启PIM SM协议，同时还可以减少PIM hello报文周期性发送所占用的设备资源，所以3号接口只需要开启IGMP协议即可，IGMP查询器可以充当PIM DR负责成员段网络组播报文的收发。

2、在大型网络中RP是极为重要的，那如何保障RP的可靠性，降低RP的负担。（说出具体可行的方法，同时解释为什么？）
答案解析：
方案一：
部署动态RP可以保障RP的可靠性并降低RP的负担
在PIM网络中选择两台或两台以上的骨干网络设备，将其同时配置为C-BSR和C-RP，根据BSR的选举机制选出一台BSR，通过BSR设备收集C-RP的信息，并将这些信息汇总为RP-Set，封装在Bootstrap报文中，发布给全网的每一台PIM-SM路由器，每台PIM-SM路由器根据RP-Set中的信息，使用相同的规则RP选举规则进行计算和比较，从多个C-RP中选出RP，并将组播组与RP的对应关系保存下来，指导后续的组播操作。当BSR失效后，其他C-BSR通过选举机制重新选出一台新的BSR，当RP失效后，其他C-RP通过选举机制重新选出一台新的RP来接替当前组播工作，从而保障了RP的可靠性。当组播数据发送至RP后，RP会沿RPT将组播数据发送给成员端DR。成员端DR会基于组播数据包中的源IP，反向建立从成员端DR到源DR的SPT，有效的降低了RP的负担，同时也解决RPT潜在的次优路径问题。
在多台部署动态RP的组播路由器执行如下命令：
建议使用loopback部署动态RP
Pim //进入PIM视图
c-bsr loopback X //配置c-bsr
c-rp loopback X //配置c-rp

方案二：
同时部署动态RP和静态RP，实现主备功能
为了进一步增加RP的可靠性，在PIM网络中可以同配置动态RP和静态RP，静态RP的部署方式是在全网每一台PIM路由器配置当前所指定的静态RP即可，默认优选动态RP，静态RP作为备份（可以通过参数调整优先选择哪种RP），当组播网络中的BSR发生故障时无备份时，导致动态RP失效，组播网络无法正常工作，此时静态RP生效，从而使组播网络继续正常工作。
在多台部署动态RP的组播路由器执行如下命令：
Pim //进入PIM视图
c-bsr loopback X //配置c-bsr
c-rp loopback X //配置c-rp
static-rp X.X.X.X //配置静态RP

方案三：
部署Anycast RP
Anycast RP是指在同一个PIM-SM域内设置多个具有相同地址的RP，并在RP之间建立对等体关系，从而实现组播源就近注册和接收者就近加入。既可以缓解单个RP的负担，也实现了RP备份，并且优化了转发路径。目前支持两种方案实现PIM-SM域内Anycast RP：基于MSDP协议的Anycast RP和基于PIM协议的Anycast RP。在进行IPv4网络部署时，可以采用其中一种方案，不推荐两种方案同时使用。

基于MSDP协议的Anycast RP实现如下：
第一步：配置RP，在有待建立Anycast RP的设备上准备一个Loopback接口，配置相同的IP地址。然后将该接口配置为RP，可以配置静态RP。执行以下命令：
Pim //进入PIM视图
c-bsr loopback X //配置c-bsr
c-rp loopback X //配置c-rp
static-rp X.X.X.X //配置静态RP

第二步：配置MSDP对等体，并指定SA消息的源RP地址，注意逻辑RP接口不能与实际RP接口相同，通常指定MSDP对等体接口地址为逻辑RP地址。执行以下命令：
Msdp //进入MSDP视图
originating-rp LoopBack0 //配置逻辑RP接口为SA消息中携带的源RP地址
peer 10.10.1.1 connect-interface LoopBack0 //配置MSDP对等体

第三步：配置PIM-SM域内Anycast RP后，可以在任意视图下通过以下命令查看MSDP对等体的概要信息和详细信息、PIM路由表项对应的RP信息。通过以下命令：
display msdp brief命令查看MSDP对等体状态的简要信息
display pim routing-table命令查看PIM路由表项对应的RP信息

基于PIM协议的Anycast RP实现如下：
第一步：配置全局Anycast RP，在有待建立Anycast RP的多台路由器上分别配置相同RP地址，使PIM-SM域内的RP唯一，建议使用loopback接口地址。
第二步：配置Anycast RP本地地址，设备向Anycast RP对等体转发注册报文时，将源地址转换为配置的Anycast RP本地地址。
第三步：配置Anycast RP对等体，设备向Anycast RP对等体转发注册报文时，将目的地址转换为配置的Anycast RP对等体地址。注意：在同一PIM-SM域内，配置的Anycast RP之间逻辑上需要配置为全连接结构，即任意两个Anycast RP之间需要配置为Anycast RP对等体。
第四步：基于PIM协议的Anycast RP配置完成后，可以通过以下命令查看Anycast RP是否已配置成功。执行命令display pim rp-info查看RP信息。

基于PIM协议的Anycast RP配置命令如下：
Pim //进入PIM视图
anycast-rp rp-address //配置Anycast RP，将Anycast RP地址配置为与网络中的RP地址相同
local-address local-address //在anycast RP视图下配置Anycast RP本地地址，anycast-rp的地址不能与anycast RP本地地址配置相同
peer peer-address //配置Anycast RP对等体

注：组播是非常重要的内容之一，所以大家需要多花心思在组播上，同时问题二中的每个方案都得写。且注释都得写的明明白白的。

组播基本概念
组播传输的特点是一点发出，多点接收。网络中存在信息发送源Source，感兴趣的用户HostA和HostC提出信息需求，Source发出的数据只有HostA和HostC会接收到。
组播报文转发
在单播传输方式中，报文的目的地址可以明确指示接收者的位置。单播的转发路径是根据报文的目的地址建立的，在路由表中记录了去往哪个目的地址的报文该从哪个出接口转发出去。路由器收到单播报文后根据目的地址查找路由表，选取出一条到接收主机所在网段的最佳路径，然后从该路由表项的出接口转发出去。

在组播传输方式中，报文的目的地址是一个组播地址，代表一个组，并不能明确表示接收者的位置。组播源只要向约定好的目的地址传送信息，这些信息到底有多少组成员需要接收，组播源是不关心的。报文如何正确转发到组成员，是组播路由器需要解决的问题。

组播报文的源地址是单播地址，路由器接收到组播报文后，根据源地址的单播路由来判断报文的入接口到上游组播源路径是否最佳，这被称为RPF（Reverse Path Forwarding，逆向路径检查）；然后再将报文从多个出接口向下游复制分发。所以在建立组播转发路径时，主要从组播源的角度来考虑，有以下两种方式：

动态生成：通过RPF检查机制来建立。组播报文到达路由器后进行RPF检查，检查通过创建组播路由表项，向下游建立分发路径。
手工静态配置：在路由器上手工配置静态组播路由，根据源地址指定报文的出接口，向下游建立分发路径。