PIM-SM基础原理：共享树的建立、源注册、共享树向源树的切换
作者：互联网
共享树
共享树的概念
共享树（shared tree/RP Tree）中无论组播组的源是什么，都有一个共同的根。所有这些树的共享根被称为RP（集合点）。在共享树中，我们会看到(*,G)，因为并不关心源，星号代表任何源。所有的流量从源发送到RP，然后数据沿着共享树到达接收者。
共享树的建立
当PIM-SM路由器收到组播组G的IGMP membership report，它检查是否创建了对应的(*, G)。如果有了，则把收到membership report的接口加入到OIL（outgoing interface list,出接口列表）中；如果没有，则建立(*, G)，把收到membership report的接口加入到OIL中。查找group-RP映射表，找到对应的RP，查找单播路由表，得知到RP的RPF接口。然后向RP的方向发送(*,G) join消息。
上游路由器收到join消息。
- 如果它不是RP，也不在共享树上，即其上没有(*, G)，则创建(*, G)，然后将收到消息的接口加入到OIL中。然后向上游路由器发送join消息。
- 如果它不是RP，但是已经在共享树上了，即其上有(*, G)，则将收到消息的接口加入到OIL中。
- 如果它是RP，但是其上还没有(*, G)，则创建(*，G)，然后将收到消息的接口加入到OIL中。
- 如果它是RP，而且其上已经有了(*, G)，则将收到消息的接口加入到OIL。
注意：因为RP是共享树的根，所以RP上(*,G)的入接口是空。
注意：一个多播组对应一棵共享树。
共享树的维护
共享树建立好之后，路由器要周期性（每隔60s）的向上游发送join消息，如果180s都没有收到下游的join消息，则将到下游路由器的接口从OIL中删除，即剪枝。
如果(*,G)出接口列表为空，则表项置为P，并且向上游接口发送(*,G)prune消息，上游则把它从OIL中删除。此时如果上游路由器(*,G)OIL也为空，则继续向其上游发送(*,G)prune消息。
源注册
数据源将数据发送给DR，DR将数据封装到register报文里单播发送到RP。RP收到register报文之后，解封装之后将里面的数据从(*, G)路由表中OIL中所有接口发送出去。同时，根据register报文的源地址得知源地址S，创建转发表(S, G)，将到达数据源S的RPF接口作为IIF（Incoming interface，入接口），拷贝(*, G)表项的OIL作为(S, G)的OIL。然后，向S的方向发送(S,G) join消息。
注意：即使(S,G)的OIL为空，也需要发送(S,G)join，否则源和RP之间的的路由器上可能就没有组播表项了。
当和数据源直接相连的DR路由器收到下游的join消息之后，从源到RP的源树就建好了。之后，RP会收到两份同样的数据，一份经过register封装，另一份没有经过register封装。但是RP只会转出一份报文给接收者。这个时候RP会向数据源直接相连的DR路由器发送register-stop消息。这样数据不再经过register封装，而是通过源树发送给RP。
如果没有receiver，则RP不会向S的DR发送join消息，而只是发送register stop给S的DR，这样S的DR就不会向RP发送无人接收的组播数据了。
如果源树建立后，OIL变为空了，则RP向上游发送(S,G)prune。之后表项标志变成P。
当DR收到register stop时，Register-Suppression timer置0，当Register-Suppression timer超时（缺省60s超时）后继续发register报文，在这个定时器超时之前，DR会发送register报文，里面没封装包，null-register bit标志置1，如果此消息触发了一个register-stop报文，则Register-Suppression timer重置为0。为什么这样呢？因为可能有新的receiver加入这个多播组，但是这个新的receiver没有和SPT相连，所以这个receiver需要向RP要数据，这样RP就不再向S的DR回复register stop了，则S的DR就持续向RP发送register报文，然后新的receiver就可以收到数据了。
如果RP1是G1的RP，那么只要G1仍然存在，RP1上的(*, G1)就不会删除。如何知道G1存在？收到了S的DR发送的register消息则说明G1仍然存在。
(*, G) vs (S, G)
既有(*, G) 又有(S, G)时，使用(S, G)转发组播数据。
注意：
如果(S, G）SPT bit置0，表明SPT还没有建好，依然通过(*, G)转发数据。
共享树向源树的切换
源树的概念
源树（source-specific tree）也称为最短路径树（SPT，Shortest Path Tree），它是一颗从树根（源）到树叶（接收者）的最短路径构成的树。(S, G)代表一对源（单播）地址和组（组播）地址。每一个源树都用(S, G)标识，例如(50.168.1.1, 225.1.1.1)。
共享树向源树的切换
切换原因：
减轻RP负担；提高传输效率。
切换发生的位置：
由最后一跳路由器发起，所以切换条件是在最后一跳路由器上配置的，在接收者和数据源之间的最短路径上进行。
切换的条件：
每秒流量大于 threshold，从RPT切换到SPT。当流量小于threshold时，从SPT切换回RPT。
切换过程：
尾跳路由器建立转发项(S, G)，copy (*, G)的OIL。然后，查找源方向的RPF接口，发送(S, G) join。此时路由器上(S, G)、(*, G)同时存在，在没有从(S, G)IIF接收到数据前，(S, G)的SPT bit置0，表明SPT还没有建好，依然通过(*, G)转发数据。
尾跳路由器向源发送join消息，上游路由器有2种情况：
1）没有(S, G)，则建立(S, G)，把收到join消息的接口加入OIL，向源的方向发送join消息。
2）有(S, G)，则只把收到加入消息的接口加入OIL。
这个过程一直延续到源。当SPT建立好后，尾跳路由器会从(*, G)和(S, G)收到两份同样的数据。这时，尾跳路由器向RP方向发送(S, G) RPT位置位的prune消息。需要注意的是尾跳、上游路由器及RP上的(*, G)不受影响，否则将无法接收来组G中自其他数据源的数据。这里需要说明的是实际中尾跳路由器不一定会发送(S, G) RPT prune，除非尾跳路由器的RPT和SPT分离了，即(S,G)和(*,G)的RPF邻居不同。SPT路径上谁的RPT和SPT分离了，谁向上游发送(S, G) RPT prune。
上游收到下游向RP发来的发送(S, G) RPT位置位的prune消息时：
1）如果上游的路由器有(S, G)，则把收到剪枝消息的接口从OIL中删除。
2）如果没有(S, G)，则创建(S, G)，copy(*, G)的OIL，然后把收到剪枝消息的那个接口删除。因为这个(S,G)表项是对共享树有用，所以根据RP的地址计算入口和RPF邻居。这样原本通过共享树转发下来的数据，进行转发时会匹配有prune标志的(S,G)表，这样就保证数据不会从共享树发送下来。
3）(*,G)表项不受影响。
上游路由器继续向上游发送(S,G,RPT) prune。
源树的维护
源树需要数据触发建立，也需要数据来维护，210s没有相应数据，(S,G)表项会被删除。
(S,G)出口需要通过join来维护，如果路由器发现(S,G)和(*,G)的RPF邻居相同，则只发送(*，G)join，如果不同，则分别发送(S,G)和(*,G)join。
如果(S,G)OIL为空时，并不立即出发(S,G)prune，只有当有对应的数据到达时，才向上游发送(S,G)prune。
标签：OIL,RP,PIM,register,发送,树向源,join,共享,路由器 来源： https://blog.csdn.net/jxzdsw/article/details/114323322