组播路由与转发介绍

目录

组播路由与转发 (1)

RPF机制 (1)

RPF机制的应用 (1)

RPF检查 (2)

组播静态路由 (3)

GRE隧道在组播转发中的应用 (4)组播路由与转发

在组播实现中，组播路由和转发分为三个方面：

z每个组播路由协议都有一个协议自身的路由表，如PIM路由表（PIM Routing-Table）；

z各组播路由协议的组播路由信息经过综合形成一个总的组播路由表（Multicast Routing-Table）；

z组播转发表（Multicast Forwarding-Table）直接用于控制组播数据包的转发。

组播路由表由一组（S，G）表项组成，其中（S，G）表示由源S向组播组G发送

组播数据的路由信息。如果路由器支持多种组播路由协议，则其组播路由表中将包

括由多种协议生成的组播路由。路由器根据组播路由和转发策略，从组播路由表中

选出最优的组播路由，并下发到组播转发表中。

组播转发表是真正指导组播数据转发的转发表，并与组播路由表保持一致。RPF机制

RPF机制的应用

路由器在收到由组播源S向组播组G发送的组播报文后，首先查找组播转发表：

(1) 如果存在对应的（S，G）表项，且该报文实际到达的接口与组播转发表中的

入接口一致，则向所有的出接口执行转发。

(2) 如果存在对应的（S，G）表项，但是该报文实际到达的接口与组播转发表中

的入接口不一致，则对此报文执行RPF检查：

z若检查结果表明RPF接口与现存（S，G）表项的入接口相同，则说明（S，G）表项正确，丢弃这个来自错误路径的报文；

z若检查结果表明RPF接口与现存（S，G）表项的入接口不符，则说明（S，G）表项已过时，将入接口修改为该报文实际到达的接口，然后向所有的出接

口执行转发。

(3) 如果不存在对应的（S，G）表项，则也对该报文执行RPF检查。将RPF接

口作为入接口，结合相关路由信息创建相应的表项，并下发到组播转发表中：z如果该报文实际到达的接口正是RPF接口，则RPF检查通过，向所有的出接口执行转发；

z如果该报文实际到达的接口不是RPF接口，则RPF检查失败，丢弃该报文。RPF检查

执行RPF检查的依据是单播路由或组播静态路由。单播路由表中汇集了到达各个目

的地址的最短路径，而组播静态路由表中则列出了用户通过静态配置指定的RPF路

由信息。组播路由协议并不维护某种单播路由，而是依赖于网络中现有的单播

路由信息或组播静态路由来创建组播路由表项。

在执行RPF检查时，路由器同时查找单播路由表和组播静态路由表，具体过程如下：

(1) 首先分别从单播路由表和组播静态路由表中各选出一条最优路由：

z以“报文源”的IP地址为目的地址查找单播路由表，自动选取一条最优单播路由。对应表项中的出接口为RPF接口，下一跳为RPF邻居。路由器认为来

自RPF邻居且由该RPF接口收到的组播报文所经历的路径是从源S到本地的

最短路径。

z以“报文源”的IP地址为指定源地址查找组播静态路由表，自动选取一条最优静态路由。对应表项明确指定了RPF接口和RPF邻居。

(2) 然后从这两条最优路由中选择一条作为RPF路由：

z如果配置了按照最长匹配选择路由，则从这两条路由中选出最长匹配的那条路由；如果这两条路由的掩码一样，则选择其中优先级最高的那条路由；如果它

们的优先级也相同，则按照组播静态路由、单播路由的顺序进行选择。

z如果没有配置按照最长匹配选择路由，则从这两条路由中选出优先级最高的那条路由；如果它们的优先级相同，则按照组播静态路由、单播路由的顺序进行

选择。

说明：

根据组播报文传输的具体情况不同，“报文源”所代表的具体含义也不同：

z如果当前报文沿从组播源到接收者的SPT（Shortest Path Tree，最短路径树）或组播源到RP（Rendezvous Point，汇集点）的源树进行传输，则以组播源为

“报文源”进行RPF检查；

z如果当前报文沿从RP到接收者的RPT（Rendezvous Point Tree，共享树）进行传输，则以RP为“报文源”进行RPF检查；

z如果当前报文为BSR（BootStrap Router，自举路由器）报文，沿从BSR到各路由器的路径进行传输，则以BSR为“报文源”进行RPF检查。

如图1所示，假设网络中单播路由畅通，Router C上未配置组播静态路由。组播报

文沿从组播源（Source）到接收者（Receiver）的SPT进行传输。

图1RPF检查过程

z Router C从接口POS5/0收到来自Source的组播报文，组播转发表中没有相应的转发表项。执行RPF检查，发现单播路由表中到达网段192.168.0.0/24

的出接口是POS5/1，于是判断该报文实际到达的接口不是RPF接口。RPF

检查失败，该组播报文被丢弃。

z Router C从接口POS5/1收到来自Source的组播报文，组播转发表中没有相应的转发表项。执行RPF检查，发现单播路由表中到达网段192.168.0.0/24

的出接口正是该报文实际到达的接口。RPF检查通过，向所有的出接口转发该

报文。

RPF机制除了可以保证正确地按照组播路由的配置转发组播报文外，还能避免由于

各种原因而造成的环路。

组播静态路由

当组播的网络拓扑结构与单播网络拓扑结构相同时，接收者通过单播路由可以收到

组播数据。然而组播的网络拓扑与单播网络拓扑有可能不同，而且网络中的一些路

由器可能只支持单播而不支持组播。在这种情况下，可以通过配置组播静态路由为

组播数据和单播数据提供不同的传输路径。需要注意以下两点：

z组播静态路由的作用只在于影响RPF检查，而不能用于指导组播数据转发；

z组播静态路由仅在所配置的组播路由器上生效，不会以任何方式被广播或者引入给其他路由器。

组播静态路由是RPF检查的重要依据。当配置了组播静态路由后，在进行RPF检

查时，系统会同时查找单播路由表和组播静态路由表，从中分别选出最优单播路由

和组播静态路由，通过比较以确定使用哪条作为RPF路由。

图2组播静态路由示意图

如图2所示，当网络中没有配置组播静态路由时，Router C到组播源（Source）的

RPF邻居为Router A，从Source发出的组播信息沿Router A—Router C的路径传输，

与单播路径一致；当在Router C上配置了组播静态路由，指定从Router C到Source

的RPF邻居为Router B后，从Source发出的组播信息将改变传输路径，沿Router

A—Router B—Router C的路径传输。

GRE隧道在组播转发中的应用

网络中可能存在不支持组播协议的路由器。从组播源（Source）发出的组播数据沿

组播路由器逐跳转发，当下一跳路由器不支持组播协议时，组播转发路径将被阻断。

此时，通过在处于单播网段两端的组播路由器之间建立GRE（Generic Routing

Encapsulation，通用路由封装）隧道，可以实现跨越单播网段的组播数据交换。

图3使用隧道方式传送组播数据

如图3所示，在Router A和Router B之间建立起GRE隧道。Router A将组播数据包封装在单播IP报文中，经由单播路由器转发，传送到隧道另一端的Router B。然后，Router B将单播IP报文头剥掉，继续进行组播传输。

但是，如果在隧道的两端配置了单播静态路由，则任意的单播报文都可以通过该隧道传输。为了将该隧道专用于组播数据包的传送，可以在隧道两端配置组播静态路由，从而使单播数据包的传输不能再使用此隧道。