RG-S12000系列交换机PIM-SM技术解析

PIM-SM①是一种适合于在稀疏环境下使用的多播协议。所谓“密集”和“稀疏”指得是网络中组成员的密度。假如网络中一个区域出现至少一个组成员的概率很高，即使这个区域很小，它也是一个“密集”区域。反之则是“稀疏”区域。由于稀疏区域的组成员很少，不能采用密集区域的简单的周期性扩散、剪枝的方法进行多播传输（否则网络的资源不足以应付其开销），所以开发了PIM-SM协议。

所谓“协议无关”，是指该多播协议不依赖于任何特定的单播协议（如RIP②、OSPF③等），而是直接利用单播路由表作为多播路由信息的基础。这种独立的后果是，路由器不试图计算专门的多播路由，它假设从A到B和从B到A的单播路由最短路径是对称的。

如前所述，在稀疏环境下是不适合采用简单的扩散和剪枝算法的。所以PIM-SM借鉴了有核树（CBT）的算法：

构造一棵CBT需要从选择一个"核"开始，即网络中将会成为多播组中心的一个固定点，然后接收方就向这个"核"发送"加入"报文。所有的中间路由器都会接收这个报文，并把接收该报文的接口标记为属于这个组的树。路由器需要为每个组保存一份状态信息，列出所有属于相应树的接口。如果接收到"加入"报文的路由器已经是树中的一个成员，那么它就只再标记一次接口属于组；如果这是此路由器收到的第1个加入指令，那么它就会向核的方向再进一步转发此指令。

CBT相当于为每个组建立一个生成树。对所有的源站点来说，这棵树都是相同的，比起RPF④来，它的优点是只需要对每个组记录一个状态（即（*，G）），而不是为一个组和源站点对都记录一个状态（即（S，G））。

CBT也有一个缺点，即某些源站点和某些接收者之间的路径有可能不是最优的，而且CBT也存在传输集中的问题，因为来自一个给定组的所有源站点的流量都将穿过相同的链路。

CBT的最大优点在于它将多播数据报的扩张精确限制在所有接收者范围内。这一思想比起RPF将第1个分组在被剪枝以前传送给整个网络的方式有严格的区别。另外，CBT还有一个重要的优点，同时也是造成CBT的可伸缩特性的原因，这就是状态数量少。这里，状态数量只取决于组的数目，而不取决于源站点和组配对的数目。

在PIM-SM协议中，我们把这个核称之为集会点（RP），把从RP构建的有核树称为RP树（RPT）。

为了利用RP树的优点，同时为了避免其缺点，PIM-SM设计了从RPT到依据源-组关系的、以源为根的最短路径树（SPT）的切换。其切换的门槛变低是目前最新的协议草案和原有RFC2362的一个区别，这种区别有利于基于硬件转发的三层交换机的实现。

PIM-SM协议中要解决的另一个问题，就是集会点的选择问题。目前通常采用的方法是用Bootstrap Router (BSR)机制，该机制的描述有专门的协议草案。

结束语：PIM-SM 是当前组播领域应用广泛的组播路由协议，配置简单，适用于大型的网络，并且可以结合其他的组播协议(MSDP ⑤等)进行工作，这使得其扩展性较好。据此，我们认为PIM-SM 在组播中会得到更广泛的应用。

锐捷网络数据中心核心交换机RG-S12000系列凭借其自身的技术优势，可全面的支持MPLS和PIM-SM技术，满足企业和运营商客户多种类型的业务需要。

① PIM-SM：Protocol Independent Multicast-Sparse Mode，协议无关多播传送稀疏模式

② RIP：Routing Information Protocol，路由信息协议

③ OSPF: Open Shortest Path First，开放式最短路径优先

④ RPF：Reverse Path Forwarding，反向路径转发

⑤ MSDP：Multicast Source Discovery Protocol，组播源发现协议