下一代组播默认MDT:配置文件0
简介
本文档介绍在下一代组播中使用多协议标签交换(MPLS)核心时组播数据包如何传输。
背景信息
默认MDT - PIM C — 组播信令
Draft Rosen使用通用路由封装(GRE)作为重叠协议。这意味着所有组播数据包都封装在GRE中。虚拟LAN模拟为VPN中的所有提供商边缘(PE)路由器加入组播组。这称为默认组播分布树(MDT)。 默认MDT用于协议独立组播(PIM)呼叫和其他PIM信令，也用于数据流量。如果源设备发送大量流量，则使用默认MDT会效率低下，并且可以创建数据MDT。数据MDT将仅包括具有正在使用的组的接收器的PE。
罗森草案部署相当简单，工作效果良好，但有一些缺点。让我们看一下：
开销 - GRE为数据包增加24字节的开销。与通常添加8或12字节的MPLS相比，每个数据包增加的开销为100%或更多。
核心中的PIM - Draft Rosen要求在核心中启用PIM，因为PE必须加入通过PIM信令完成的默认和或数据MDT。如果核心中使用PIM ASM，则也需要RP。如果PIM SSM在核心中运行，则无需RP。
核心状态 — 由于来自PE的PIM信令，在核心中创建不必要状态。核心应尽可能少地拥有状态。
PIM邻接- PE将成为彼此的PIM邻居。如果是大型VPN和大量PE，将创建大量PIM邻接关系。这会生成大量hello和其他信令，增加路由器的负担。
单播与组播 — 单播转发使用MPLS，组播使用GRE。这增加了复杂性，并意味着单播使用的转发机制与组播不同，而组播不是最佳解决方案。
低效 — 默认MDT将流量发送到VPN中的所有PE，而不管PE在(*,G)或(S，G)中是否有接收器用于组。
- 默认MDT将用于将组播连接到一个VRF中的所有PE。
- 默认值表示它连接所有PE路由器。
- 默认情况下，它传输所有流量。
- 所有PIM控制流量和数据平面流量。例如(*,G)流量和(S，G)流量。
- 这表示多点对多点。
- 任何人都可以发送，每个人都可以从树上接收。
PIM作为重叠信令
拓扑
配置任务
- 在所有节点上启用组播路由。
- 在所有接口中启用PIM稀疏模式。
- 使用现有VRF配置默认MDT。
- 在接口Ethernet0/x上配置VRF。
- 在VRF上启用组播路由。
- 在核心内的所有节点中配置PIM SSM默认值。
- 在CE节点中配置BSR RP。
- 预配置：
- VRF m-GRE
- mBGP:地址系列VPNv4
- VRF路由协议
配置
- 在所有节点上启用组播路由。
(config)# ip multicast-routing
2.在所有接口中启用PIM稀疏模式。
(config)# interface ethernet0/x
(config-if)#ip pim sparse-mode
(config)# interface loopback0
(config-if)#ip pim sparse-mode
3.使用已存在的VRF，配置默认MDT。
(config)#ip vrf m-GRE
(config-vrf)# mdt default 232.1.1.1
4.在接口Ethernet0/x上配置VRF。
在PE1、PE2和PE3上。
(config)# interface ethernet0/x
(config-if)# ip vrf forwarding m-GRE
(config-if)# ip address 10.x.0.1 255.255.255.0
5.在VRF上启用组播路由。
在PE1、PE2和PE3上。
(config)# ip multicast-routing vrf m-GRE
6.为服务提供商核心配置RP。
在PE1、PE2、PE3和RR-P节点上。
(config)# ip pim rp-address 11.11.11.11
7.在CE节点（接收方）中配置BSR RP。
在Receiver2上。
(config)# ip pim bsr-candidate loopback0
(config)# ip pim rp-candidate loopback0
验证
使用本部分可确认配置能否正常运行。
任务 1：验证物理连接
- 验证所有连接的接口是否都为“UP”
任务 2：验证地址系列VPNv4单播
- 验证AF VPNv4单播的所有路由器中是否启用了BGP，且BGP邻居处于“UP”状态
- 验证BGP VPNv4单播表具有所有客户前缀。
任务 3：检验端到端组播流量。
- 检查PIM邻居关系。
- 检验组播状态是否端到端创建。
- 验证PE1、PE2和PE3上的mRIB条目
- 验证(S，G)mFIB条目，数据包在软件转发时递增。
- 检验从CE到CE的ICMP数据包是否到达。
创建隧道接口时：
服务提供商RP创建：
一旦RP信息泛洪到核心。接口隧道0已创建。
PIM(0):正在为RP 11.11.11.11启动寄存器封装隧道创建。
PIM(0):RP 11.11.11.11的初始寄存器隧道创建成功。
PIM(0):添加寄存器封装隧道作为(1.1.1.1、232.1.1.1)的转发接口，直到创建隧道。
*1955年5月9日17:34:56.155:PIM(0):将RP 11.11.11.11检查到(*、232.1.1.1)中。
PIM(0):添加寄存器封装隧道(Tunnel0)作为(1.1.1.1、232.1.1.1)的转发接口。
PE1#sh int tunnel 0
Tunnel0 is up, line protocol is up
Hardware is Tunnel
Description: Pim Register Tunnel (Encap) for RP 11.11.11.11
Interface is unnumbered. Using address of Ethernet0/1 (10.0.1.1)
MTU 17912 bytes, BW 100 Kbit/sec, DLY 50000 usec,
reliability 255/255, txload 1/255, rxload 1/255
Encapsulation TUNNEL, loopback not set
Keepalive not set
Tunnel source 10.0.1.1 (Ethernet0/1), destination 11.11.11.11 >>>>>>>>>> Tunnel Source and destination
Tunnel Subblocks:
src-track:
Tunnel0 source tracking subblock associated with Ethernet0/1
Set of tunnels with source Ethernet0/1, 1 member (includes iterators), on interface <OK>
Tunnel protocol/transport PIM/IPv4
Tunnel TOS/Traffic Class 0xC0, Tunnel TTL 255
Tunnel transport MTU 1472 bytes
MDT隧道创建：
核心中的MRIB创建：
PE1#sh ip mroute
IP Multicast Routing Table
Flags: D - Dense, S - Sparse, B - Bidir Group, s - SSM Group, C - Connected,
L - Local, P - Pruned, R - RP-bit set, F - Register flag,
T - SPT-bit set, J - Join SPT, M - MSDP created entry, E - Extranet,
X - Proxy Join Timer Running, A - Candidate for MSDP Advertisement,
U - URD, I - Received Source Specific Host Report,
Z - Multicast Tunnel, z - MDT-data group sender,
(3.3.3.3, 232.1.1.1), 00:10:13/00:01:01, flags: JTZ
Incoming interface: Ethernet0/1, RPF nbr 10.0.1.2
Outgoing interface list:
MVRF m-GRE, Forward/Sparse, 00:10:13/00:01:46
(2.2.2.2, 232.1.1.1), 00:10:14/00:00:57, flags: JTZ
Incoming interface: Ethernet0/1, RPF nbr 10.0.1.2
Outgoing interface list:
MVRF m-GRE, Forward/Sparse, 00:10:14/00:01:45
(1.1.1.1, 232.1.1.1), 00:10:15/00:03:20, flags: FT
Incoming interface: Loopback0, RPF nbr 0.0.0.0
Outgoing interface list:
Ethernet0/1, Forward/Sparse, 00:10:15/00:03:04
为客户网络创建RP后：
*May 9 18:54:42.170: prm_rp->bidir_mode = 0 vs bidir = 0 (224.0.0.0/4, RP:33.33.33.33), PIMv2
*May 9 18:54:42.170: PIM(1): Initiating register encapsulation tunnel creation for RP 33.33.33.33
*May 9 18:54:42.170: PIM(1): Initial register tunnel creation succeeded for RP 33.33.33.33
*May 9 18:54:43.173: %LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface Tunnel2, changed state to up
创建隧道接口以传送客户RP信息。
PIM(1):正在为RP 22.22.22.22启动寄存器封装隧道创建。
它是为向RP注册封装而创建的隧道。
对于发现的每个稀疏模式RP，会创建一个寄存器封装隧道。在稀疏模式RP本身上，创建了一个解封隧道接口来接收寄存器数据包。
PIM邻居关系：
PE1#sh ip pim interface
Address Interface Ver/ Nbr Query DR DR
Mode Count Intvl Prior
1.1.1.1 Loopback0 v2/S 0 30 1 1.1.1.1
10.0.1.1 Ethernet0/1 v2/S 1 30 1 10.0.1.2
PE1#sh ip pim vrf m-GRE neighbor
PIM Neighbor Table
Mode: B - Bidir Capable, DR - Designated Router, N - Default DR Priority,
P - Proxy Capable, S - State Refresh Capable, G - GenID Capable
Neighbor Interface Uptime/Expires Ver DR
Address Prio/Mode
10.1.0.2 Ethernet0/2 03:08:34/00:01:43 v2 1 / DR S P G
3.3.3.3 Tunnel1 01:44:24/00:01:41 v2 1 / DR S P G
2.2.2.2 Tunnel1 01:44:24/00:01:38 v2 1 / S P G
数据包流:
控制平面数据包流分为两部分。
- 接收器上线。
- 源处于活动状态。
接收方处于活动状态时：
- 接收方联机，向PE3发送PIM JOIN(*,G)。
- PE3将PIM JOIN(*,G)封装到GRE数据包中，并通过隧道2（MDT隧道）发送，该隧道从show ip mroute vrf m-GRE的传入接口进行验证。
PE3#sh ip mroute
IP Multicast Routing Table
Flags: D - Dense, S - Sparse, B - Bidir Group, s - SSM Group, C - Connected,
L - Local, P - Pruned, R - RP-bit set, F - Register flag,
T - SPT-bit set, J - Join SPT, M - MSDP created entry, E – Extranet
(3.3.3.3, 232.1.1.1), 10:20:04/00:02:56, flags: FT
Incoming interface: Loopback0, RPF nbr 0.0.0.0
Outgoing interface list:
Ethernet0/3, Forward/Sparse, 10:20:04/00:02:40
- PE2收到源为3.3.3.3且目的为232.1.1.1的GRE数据包，并根据OIL将其转发到MVRF m-GRE。
PE2#sh ip mroute
IP Multicast Routing Table
Flags:
T - SPT-bit set, J - Join SPT, M - MSDP created entry, E - Extranet,
Z - Multicast Tunnel, z - MDT-data group sender,
(3.3.3.3, 232.1.1.1), 11:47:30/00:01:01, flags: JTZ
Incoming interface: Ethernet0/3, RPF nbr 10.0.2.2
Outgoing interface list:
MVRF m-GRE, Forward/Sparse, 11:47:30/00:00:29
GRE数据包被解封，PIM加入向RP发送。
PE2#sh ip mroute verbose
IP Multicast Routing Table
Flags: D - Dense, S - Sparse, B - Bidir Group, s - SSM Group, C - Connected,
L - Local, P - Pruned, R - RP-bit set, F - Register flag,
T - SPT-bit set, J - Join SPT, M - MSDP created entry, E -
V - RD & Vector, v - Vector, p - PIM Joins on route
(2.2.2.2, 232.1.1.1), 22:48:12/00:02:04, flags: FTp
Incoming interface: Loopback0, RPF nbr 0.0.0.0
Outgoing interface list:Ethernet0/3, Forward/Sparse, 22:48:12/00:03:12, p
- 源PE PE1处的GRE封装数据包到达。
PE1#sh ip mroute verbose
IP Multicast Routing Table
Flags: D - Dense, S - Sparse, B - Bidir Group, s - SSM Group, C - Connected,
L - Local, P - Pruned, R - RP-bit set, F - Register flag,
T - SPT-bit set, J - Join SPT, M - MSDP created entry, E - Extranet,
X - Proxy Join Timer Running, A - Candidate for MSDP Advertisement,
U - URD, I - Received Source Specific Host Report,
Z - Multicast Tunnel, z - MDT-data group sender,
(2.2.2.2, 232.1.1.1), 22:55:50/00:02:45, flags: JTZ
Incoming interface: Ethernet0/1, RPF nbr 10.0.1.2
Outgoing interface list:MVRF m-GRE, Forward/Sparse, 22:55:50/00:01:09
PIM(1): Received v2 Join/Prune on Tunnel2 from 2.2.2.2, to us
PIM(1): Join-list: (10.1.0.2/32, 224.1.1.1), S-bit set
- PIM JOIN(S，G)到达源CE。
- 现在，源设备获取了感兴趣的接收方的信息，流量开始发送到源PE PE1。
- 在源PE PE1:
PIM(1): Add Tunnel2/2.2.2.2 to (10.1.0.2, 224.1.1.1), Forward state, by PIM SG Join
MFIBv4(0x1): Pkt (10.1.0.2,224.1.1.1) from Ethernet0/2 (PS) accepted for forwarding
MFIBv4(0x1): Pkt (10.1.0.2,224.1.1.1) from Ethernet0/2 (PS) sending to Tunnel2, MDT/232.1.1.1
MFIBv4(0x1): Pkt (10.1.0.2,224.1.1.1) from Ethernet0/2 (PS) sent on Tunnel2, MDT/232.1.1.1
在PE2(RP PE):
PIM(1): Prune-list: (10.1.0.2/32, 224.1.1.1) RPT-bit set
PIM(1): Cancel sending Join for (10.1.0.2/32, 224.1.1.1) on Tunnel2
PE2#sh ip mroute vrf m-GRE
IP Multicast Routing Table
Flags: L - Local, P - Pruned, R - RP-bit set, F - Register flag,
(10.1.0.2, 224.1.1.1), 00:03:52/00:01:29, flags: R
Incoming interface: Ethernet0/2, RPF nbr 10.2.0.2
Outgoing interface list:
Tunnel2, Forward/Sparse, 00:00:52/00:02:58
从PE1捕获组播数据包的PCAP。在MDT默认隧道中隧道传输。使用GRE封装。
- 在接收方PE PE3处，接收数据包。
PE3#sh ip mroute verbose
IP Multicast Routing Table
Flags: D - Dense, S - Sparse, B - Bidir Group, s - SSM Group, C - Connected,
L - Local, P - Pruned, R - RP-bit set, F - Register flag,
T - SPT-bit set, J - Join SPT, M - MSDP created entry, E - Extranet,
Z - Multicast Tunnel, z - MDT-data group sender,
(1.1.1.1, 232.1.1.1), 23:12:51/00:02:50, flags: JTZ
Incoming interface: Ethernet0/3, RPF nbr 10.0.3.2
Outgoing interface list:
MVRF m-GRE, Forward/Sparse, 23:12:51/stopped
PIM(1): Building Join/Prune packet for nbr 2.2.2.2
PIM(1): Adding v2 (10.1.0.2/32, 224.1.1.1), RPT-bit, S-bit Prune
PIM(1): Send v2 join/prune to 2.2.2.2 (Tunnel2)
PIM(1): Building Join/Prune packet for nbr 1.1.1.1
MFIBv4(0x1): Pkt (10.1.0.2,224.1.1.1) from Tunnel2, MDT/232.1.1.1 (PS) accepted for forwarding
MFIBv4(0x1): Pkt (10.1.0.2,224.1.1.1) from Tunnel2, MDT/232.1.1.1 (PS) sent on Ethernet0/0
MFIBv4(0x1): Pkt (10.1.0.2,224.1.1.1) from Tunnel2, MDT/232.1.1.1 (PS) accepted for forwarding
MFIBv4(0x1): Pkt (10.1.0.2,224.1.1.1) from Tunnel2, MDT/232.1.1.1 (PS) sent on Ethernet0/0
*Jun 2 20:09:11.817: PIM(1): Received v2 Join/Prune on Ethernet0/0 from 10.3.0.2, to us
PE3#sh ip mroute vrf m-GRE verbose
IP Multicast Routing Table
Flags: D - Dense, S - Sparse, B - Bidir Group, s - SSM Group, C - Connected,
L - Local, P - Pruned, R - RP-bit set, F - Register flag,
T - SPT-bit set, J - Join SPT, M - MSDP created entry, E - Extranet,
V - RD & Vector, v - Vector, p - PIM Joins on route
(10.1.0.2, 224.1.1.1), 00:00:07/00:02:52, flags: Tp
Incoming interface: Tunnel2, RPF nbr 1.1.1.1
Outgoing interface list:
Ethernet0/0, Forward/Sparse, 00:00:07/00:03:22, p
RPF Change at PE3 (Receiver PE)
MRT(1): (10.1.0.2,224.1.1.1), RPF change from /2.2.2.2 to Tunnel1/1.1.1.1
MRT(1): Create (10.1.0.2 ,224.1.1.1), RPF (Tunnel2, 1.1.1.1, 200/0)
MRT(1): Set the T-flag for (10.1.0.2, 224.1.1.1)
MRT(1): WAVL Insert interface: Tunnel1 in (10.1.0.2,224.1.1.1) Successful
MRT(1): set min mtu for (10.1.0.2, 224.1.1.1) 18010->1500
通过默认MDT隧道的流量：
- MDT上的转发使用GRE，C数据包成为P数据包。
- P-Packet S地址= PE的BGP对等地址
G地址= MDT组地址（默认或数据） - C-Packet IP TOS将复制到P-Packet。
- MPLS标签不用于核心，而仅用于本地组播。
数据包流:
- C-Packet到达VRF配置的PE接口，mVRF被隐式标识。C源上的正常RPF检查。
C数据包从OIL中的接口复制出去。此时，这将是同一VRF中的PE接口。
PE1#sh ip mroute vrf m-GRE verbose
IP Multicast Routing Table
Flags: D - Dense, S - Sparse, B - Bidir Group, s - SSM Group, C - Connected,
L - Local, P - Pruned, R - RP-bit set, F - Register flag,
T - SPT-bit set, v - Vector, p - PIM Joins on route
Outgoing interface flags: H - Hardware switched, A - Assert winner, p - PIM Join
Timers: Uptime/Expires
Interface state: Interface, Next-Hop or VCD, State/Mode
(10.1.0.2, 224.1.1.1), 00:00:03/00:02:56, flags: Tp
Incoming interface: Ethernet0/2, RPF nbr 10.1.0.2
Outgoing interface list:
Tunnel2, GRE MDT: 232.1.1.1 (default), Forward/Sparse, 00:00:03/00:03:26, p (Small “p” indicates downstream PIM join)
如果OIL包含MTI，则C数据包封装成P数据包。如果在条目目标上设置“y”标志，则使用DATA-MDT组，否则使用默认MDT组。源是PE BGP对等体地址，目标是MDT组地址。
- P数据包按照正常组播通过P网络转发。
数据包到达全局接口。引用的MDT组的全局(S，G)或(*,G)条目。P-Source（PE对等体）上的正常RPF检查。
- P数据包在OIL中从接口复制出去。此时，全局mroute表中为P/PE。
- 如果“Z”标志设置了数据包，则解封数据包以揭示C数据包。从MDT组派生的目标mVRF和传入接口是封装报头的目标。
在mVRF中对C-Packet进行RPF检查，在mVRF中对C-Packet进行OIL复制。
PE3#sh ip mroute verbose
IP Multicast Routing Table
Flags: D - Dense, S - Sparse, B - Bidir Group, s - SSM Group, C - Connected,
L - Local, P - Pruned, R - RP-bit set, F - Register flag,
T - SPT-bit set, J - Join SPT, M - MSDP created entry, E - Extranet,
Z - Multicast Tunnel, z - MDT-data group sender,
(1.1.1.1, 232.1.1.1), 1d01h/00:02:47, flags: JTZ
Incoming interface: Ethernet0/3, RPF nbr 10.0.3.2
Outgoing interface list: MVRF m-GRE, Forward/Sparse, 1d01h/stopped
- 接收方3上的本地C数据包到达。
数据包封装:
数据MDT:
什么是数据MDT?
它是可选的。它是按需创建的，它传输特定(S，G)流量。在最新IOS®版本中，配置的阈值为“0”和“infinite”。当第一个数据包到达VRF时，数据MDT会初始化，如果无穷大，则永远不会创建数据MDT，并且流量在默认MDT中向前移动。数据MDT始终是接收树，它们从不发送任何流量。数据MDT仅用于(S，G)流量。
选择性PMSI:
- 是可选的。它是按需创建的，它传输特定(S， G)流量。
- 每当第一个数据包到达VRF时，数据MDT将初始化，如果无限，则从不创建数据MDT，并且流量在默认MDT中前进。
- 数据MDT始终是接收树，它们从不发送任何流量。数据MDT仅用于(S， G)流量。
- PIM消息传送C-(S， G)和P-Group。
DATA MDT的创建方式：
- 当组播流量进入VRF和流量速率达到阈值时。生成MDT数据包。
2. MDT数据包封装在UDP中，源地址和目的地址为3232。然后发送给感兴趣的接收方。
3.在将UDP数据包发送到感兴趣的接收方后，它会设置“y”标志并将MDT next_hop更改为新的MDT组地址。
在源PE PE1:
MRT(1): Set the y-flag for (10.1.0.2,224.1.1.1)
PIM(1): MDT next_hop change from: 232.1.1.1 to 232.2.2.0 for (10.1.0.2, 224.1.1.1) Tunnel2
PE1#sh ip mroute vrf m-GRE verbose
IP Multicast Routing Table
Flags:
T - SPT-bit set, J - Join SPT, M - MSDP created entry, E - Extranet,
Y - Joined MDT-data group, y - Sending to MDT-data group,
p - PIM Joins on route
(10.1.0.2, 224.1.1.1), 00:08:09/00:02:46, flags: Typ
Incoming interface: Ethernet0/2, RPF nbr 10.1.0.2
Outgoing interface list:
Tunnel2, GRE MDT: 232.2.2.0 (data), Forward/Sparse, 00:08:09/00:03:27, A, p (Small “p” indicates downstream PIM join)
- 在PE3，当它收到封装在UDP SRC端口3232和DST端口3232中的MDT数据包时。
UDP: rcvd src=1.1.1.1(3232), dst=224.0.0.13(3232), length=24
PIM(1): Receive MDT Packet (1418) from 1.1.1.1 (Tunnel2), length (ip: 44, udp: 24), ttl: 1
PIM(1): TLV type: 1 length: 16 MDT Packet length: 16
MRT(1): Set the Y-flag for (10.1.0.2,224.1.1.1)
PE3#sh ip mroute vrf m-GRE verbose
IP Multicast Routing Table
Flags:
T - SPT-bit set, Y - Joined MDT-data group, y - Sending to MDT-data
p - PIM Joins on route
(10.1.0.2, 224.1.1.1), 00:08:27/00:00:20, flags: TYp
Incoming interface: Tunnel1, RPF nbr 1.1.1.1, MDT:232.2.2.0/00:02:15
Outgoing interface list:
Ethernet0/0, Forward/Sparse, 00:08:27/00:03:21, p
S-PMSI加入消息是UDP封装的消息，其目的地址为ALL-PIM-ROUTERS(224.0.0.13)，目的端口为3232。
S-PMSI加入消息包含以下信息：要绑定到P隧道的特定组播流的标识符。这可以表示为(S，G)对。流要绑定到的特定P隧道的标识符。此标识符是包含以下信息的结构化字段：
MDT数据隧道中的组播流量：
PE1#sh ip pim mdt send
MDT-data send list for VRF: m-GRE
(source, group) MDT-data group/num ref_count
(10.1.0.2, 224.1.1.1) 232.2.2.0 1
PE3#sh ip pim mdt receive
Joined MDT-data [group/mdt number : source] uptime/expires for VRF: m-GRE
[232.2.2.0 : 1.1.1.1] 00:00:41/00:02:18
- 如果OIL包含隧道接口，则使用GRE封装数据包，源是本地PE路由器的BGP对等地址，目的地是MDT组地址。
- 选择Data-MDT组的决定取决于是否在mVRF中的(S， G)条目上设置y标志。
- 如果(S， G)或(*, G)条目设置了Z标志，则这是带有关联mVRF的Default — 或Data-MDT。
- 必须解封P数据包，才能显示C数据包。
- 由于每个组播域的mVRF中只存在一个MTI，因此Data-MDT和Default-MDT对客户流量使用相同的隧道接口。
- Y/y标志是区分Default-MDT流量与Data-MDT流量的必需标志，并确保客户组播路由条目使用正确的MDT-Data组，并引用包含(S、G、Data-MDT)映射的内部表。
故障排除
目前没有针对此配置的故障排除信息。
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