什么是 Multicast|组播
一台机器和一台机器通信这是单播。
一台机器发出的数据包能被多台机器收到这就叫组播。
一台机器发出的数据包能被一个网段的机器收到这叫广播。
一个机器发送，多台机器接收，但是又不同于广播，发送端的IP设置在一个范围内都算组播，这个范围是224.0.0.0~239.255.255.255
作者：小丸子
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广播不安全、单播麻烦
优点：
- 一对多
- 有效利用带宽
- 更少的主机工作量
- 接受者地址未知
- 同时性
缺点
基于udp
- best-effort
- 没有用塞避免机制
- 无序
- 重复报文
应用
- 一对多、多对多（视频会议）、多对一（监控）
- PIM多播路由协议、IGMP是主机和last hop路由器之间的协议
地址段
A 0-127，B 128-191 ，C 192-223， D 224-239
- 多播地址不能配在router
- 多播地址不能做vlsm
- 保留地址224.0.0.0-224.0.0.255，公网组播地址224.0.1.0-238.255.255.255，私网组播地址239.0.0.0-239.255.255.255
- 224.0.0.1所有系统，224.0.0.2所有路由器
2. IGMP Internet Group Management Protocol
IGMPv1
query、report报文
路由器发查询每60s，holddown180s，下面主机发report。协议号2
Ether|IP|IGMP|FCS
query报文：D 224.0.0.1, G 0.0.0.0
report报文：D 224.1.1.1（1.让路由器和本组组员都收到，2.抑制其他组员的report），G 224.1.1.1（组地址）
report作用：1.充当ACK 2.主动告知路由器加入哪个组
IGMPv2
比v1新增指定组查询、离组消息
没必要有两个查询者R1、R2，查询者是通过互发查询包，比较ip地址小的作为查询者
如果R2在2倍的60s内都没有收到R1的查询包，认为R1down，自己充当查询者
host离组主动发离组消息 D 224.0.0.2（发到路由器）， G 224.1.1.1
路由器收到离组消息之后马上发指定组查询，2s内没收到任何消息认为此组播组没有成员
IGMPv3
报文中包含源的信息
3. 组播mac地址
共有2^28个组播地址，但是mac只有 2^23个
32个ip：1个mac
0100.5e+组播地址的后23位对应过来
4. 二层交换机多播
防止sw把组播包发给vlan所有主机，让交换机有多播地址和sw某端口映射的表项
IGMP snooping：在交换机上做，截获igmp report报文，做sw端口和组播地址的对应表项。但是要拆三层包，消耗cpu
CGMP：不拆三层包，需要路由器和交换机结合
IGMP report：源、目标mac，源、目标ip，IGMP组地址
路由器截获report，给sw发CGMP join：GDA=目标mac USA=源mac
交换机里面CAM表存
多播路由协议
单播路由表关心包怎么出去
多播路由表更关心包怎么进来：解决重复包的问题
1.反向路径转发RPF
防止来回收发组播包从而形成环路，只有一个RPF接口
收到组播流量S=151.10.3.21的端口和我去访问你151.10.0.0/16网段的出接口不是一个端口，则RPF校验失败
选RPF接口的原则：
- 较小AD值
- 小metric值
- 较大ip地址
多播静态路由仅仅为了选rpf接口而不是为了多播转发，配了静态路由之后AD小
2. 基础
- 源树SPT：一个源一棵树（S，G）(1.1.1.1,224.1.1.1),(2.2.2.2,224.1.1.1)
路径最优，到接受者metric最小
路由器消耗多，每台router都得有信息
- 共享树RPT：找到RP，所有流量到RP集合，RP再下放多播流量到接收者
路径不是最优
但是路由器上只需要有（*,G）
3. PIM协议无关多播
- Sparse-mode：使用拉模型，源树、共享树
1）最后一跳路由器向RP发join（*，G），下面就是一个共享树，每台路由器都有（*，G）表项
2）源给RP发单播register报文，查看RP上是否有该组组员，如果有把单播包解封装把data发给接受者；
3）如果有接收者，RP向源发（S，G）join，形成源树，然后发register-stop
RPT可以自动切换成SPT，确保路径最优，last hop router发（S，G）给源
- Dense-mode：使用推模型、源树SPT
1）源flooding到下游所有router，（S，G）
2）没有接受者的router向源发修剪prune，以上两步每3min重复做
4. PIM过程
- 封装在ip 协议号103 组播地址224.0.0.13
- 建邻居30s hello，holddown 30x3.5s
- DR选举：1.高优先级 2.接口ip大
如果产生一个（S,G），就会自动产生一个（*,G）
5. DR作用
- Dense模式中无作用
- DR在sparse模式中负责发送join和register报文
- 如果运行IGMPv1，DR充当查询者
6. RP
- 静态：手工指定
- 动态：auto-rp candidate-RP周期性向224.0.1.39发信息，Mapping Agent选ip大的 作为rp向224.0.1.40宣告（所有路由器都加入这个组，所以都能收到）
做auto-rp规则
- sparse-dense模式（RP down了也可以用dense模式）
- CRP通告 进 IGP
- MA通告 进 IGP
原文：组播Multicast - 小丸子的文章 - 知乎 https://zhuanlan.zhihu.com/p/38150334
