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1、组播的服务模型有哪几种？ 接收者主机接收数据时可以对源进行选择，因此产生了ASM（Any-Source Multicast）和SSM（Source-SpecificMulticast）两种服务模型。 这两种服务模型默认使用不同的组播组地址范围。 （1）ASM：任意源模式，接收者主机加入组播组以后可以接收到任意源发送到 该组的数据。 1、判断条件：最后一跳路由器生成组播路由条目为（*，G） 2、缺点：可能会收到重复的组播流量；如果有两种不同的应用程 序使用了同一个ASM组地址发送数据，它们的接收者会 同时收到来自两个源的数据。这样一方面会导致网络流 量拥塞，另一方面也会给接收者主机造成困扰。 （2）SSM：指定源模式，接收者主机在加入组播组时，可以指定只接收哪些源 的数据或指定拒绝接收来自哪些源的数据。 加入组播组以后，主机只会收到指定源发送到该组的数据。 1、判断条件：最后一跳路由器生成组播路由条目为（S，G） 2、优点：不同的源之间可以使用相同的组地址，因为SSM模型中针对每一个（源，组）信息都会生成表项。这样一方面节省了组播组地址，另一方面也不会造成网络拥塞。 扩展问题1:SSM服务模型的缺点是什么？ 答：一个组播源对应一颗组播源树。 对于设备来说开销较大，需要耗费较多的开销去维护相应的组播表项； 2、组播 IP 的分类是怎么划分的？有没有一些具有代表性的组播 IP 地址？ （1）组播IP地址使用： 使用 D 类 IP 地址作用组播 IP，组播 IP 只能作为数据的目的地址不能做 为数据的源 IP 地址（224.0.0.0-239.255.255.255 ）。
（2）组播IP分类： 1、永久组播地址：给协议保留的地址，即使该地址不存在组员，该地址依旧保留给某个协议,（224.0.0.0——224.0.0.255）147 224.0.0.1 所有的主机以及路由器都监听 224.0.0.2 所有的路由器监听 224.0.0.5 运行OSPF协议的设备监听 224.0.0.6 被选为OSPF的DR/BDR监听 224.0.0.9 运行RIPv2协议的设备监听 224.0.0.13 运行pim组播路由协议的设备监听 224.0.0.18 运行VRRP协议的设备监听 224.0.0.22 所有使能IGMPv3的路由器监听 2、临时组播地址：不是专门给某个协议或者某个特定应用使用，可以任意使用，如果无组成员，可以回收使用（224.0.1.0——231.255.255.255；） 233.0.0.0——238.255.255.255用于ASM的公网组播IP地址 232.0.0.0——232.255.255.255 用于SSM的公网组播IP地址 239.0.0.0——239.255.255.255 用于ASM的私网组播IP地址 组播mac地址是怎么生成的？组播mac地址的作用是什么？使用过程中需要注 意什么问题？ 组播mac地址是一个虚拟的mac地址，组播IP地址无法配置在主机上或者某 一个接口上，所以无法通过真实的mac地址承载组播流量。生成过程是通过IP地 址和mac地址的映射形成： 1、加上MAC地址固定前缀（24bit）为：01-00-5E； 2、后面24bit由IP地址的后23bit构成； 3、第25 bit位固定为0； 例如：238.128.128.128，生成的组播mac地址为：01-00-5E-00-10-10 此时第25bit位固定为0，所以此时第四字节的结果为00。 组播mac地址的作用是： 1、在组播源泛洪组播数据时，能以组播mac地址当成目的MAC地址进行数据 的正常封装； 2、在接收端会自动生成一份组播mac地址。功能是当主机收到一份组播数据 时，解封装时读取到数据链路层。 即对比数据包的目的mac地址就能够判断这份组播数据是否为主机需要的组播数据，能够节省接收端设备的开销。148组播mac地址出现的问题---映射缺陷： IPv4组播地址的前4位是固定的1110，对应组播MAC地址的高25位，后28位中 只有23位被映射到MAC地址，因此丢失了5位的地址信息，直接结果是有32个 IPv4组播地址映射到同一MAC地址上。 例如：IP地址为224.0.1.1、224.128.1.1、225.0.1.1、239.128.1.1等组播组的组 播MAC地址都为01-00-5e-00-01-01。 网络管理员在分配地址时必须考虑这种情况。 会导致32个组播IP地址映射到相同的组播MAC地址，会消耗接收者处理性能（解封装到三层的IP才知道才报文不是本设备需要接收的）。 如何解决： （1）规划时避免 （2）使用IGMP-snooping 技术（在后面章节会详细介绍） 2、组播 IP 的分类是怎么划分的？有没有一些具有代表性的组播 IP 地址？ （1）组播IP地址使用： 使用 D 类 IP 地址作用组播 IP，组播 IP 只能作为数据的目的地址不能做 为数据的源 IP 地址（224.0.0.0-239.255.255.255 ） （2）组播IP分类： ○1 永久组播地址：给协议保留的地址，即使该地址不存在组员，该地址依 旧保留给某个协议,（224.0.0.0——224.0.0.255） 224.0.0.1 所有的主机以及路由器都监听 224.0.0.2 所有的路由器监听 224.0.0.5 运行OSPF协议的设备监听 224.0.0.6 被选为OSPF的DR/BDR监听 224.0.0.9 运行RIPv2协议的设备监听 224.0.0.13 运行pim组播路由协议的设备监听 224.0.0.18 运行VRRP协议的设备监听 224.0.0.22 所有使能IGMPv3的路由器监听 ○2临时组播地址：不是专门给某个协议或者某个特定应用使用，可以任意 使用，如果无组成员，可以回收使用（224.0.1.0——231.255.255.255；） 233.0.0.0——238.255.255.255用于ASM的公网组播IP地址 232.0.0.0——232.255.255.255 用于SSM的公网组播IP地址 239.0.0.0——239.255.255.255 用于ASM的私网组播IP地址 组播mac地址是怎么生成的？组播mac地址的作用是什么？使用过程中需要注 意什么问题？ 组播mac地址是一个虚拟的mac地址，组播IP地址无法配置在主机上或者某 一个接口上，所以无法通过真实的mac地址承载组播流量。生成过程是通过IP地址和mac地址的映射形成： (1)加上MAC地址固定前缀（24bit）为：01-00-5E； (2)后面24bit由IP地址的后23bit构成； (3) 第25 bit位固定为0； 例如：238.128.128.128，生成的组播mac地址为：01-00-5E-00-10-10 此时第25bit位固定为0，所以此时第四字节的结果为00。 3、组播路由协议有哪些？用于什么场景？作用是什么？ （1）IPv4组播协议： 在IP组播传输模型中，发送者不关心接收者所处的位置，只要将数据发送到约定的目的地址，剩下的工作就交给网络去完成。网络中的组播设备必须收集接收者的信息，并按照正确的路径实现组播报文的转发和复制。在组播的发展过程中，形成了一套完整的协议来完成此任务。 （2）组播组管理协议IGMP（Internet Group Management Protocol）： IGMP是负责IPv4组播成员管理的协议，运行在组播网络中的最后一段，即三层网络设备与用户主机相连的网段内。 IGMP协议在主机端实现组播组成员加入与离开，在上游的三层设备中实现组成员关系的维护与管理，同时支持与上层组播路由协议的信息交互。到目前为止，IGMP有三个版本：IGMPv1、IGMPv2和IGMPv3。所有IGMP版本都支持ASM模型。IGMPv3可以直接应用于SSM模型，而IGMPv1和IGMPv2则需要SSM Mapping技术的支持。 （3）IGMP Snooping： IGMP Snooping功能可以使交换机工作在二层时，通过侦听上游的三层设备和用户主机之间发送的IGMP报文来建立组播数据报文的二层转发表，管理和控制组播数据报文的转发，进而有效抑制组播数据在二层网络中泛洪。与IGMP对应，IGMP Snooping就是IGMP协议在二层设备中的延伸协议，可以通过配置IGMP Snooping的版本使交换机可以处理不同IGMP版本的报文。 （4）PIM（协议无关组播）： 用于组播路由器和组播路由器之间，实现组播路由器构建组播路由表，协议无关组播指的是与网络层运行哪一种单播路由协议无关，但是网络层必须要运行一种单播路由协议，用于组播数据转发时执行RPF检查。 4、组播分发树有哪些？各自有什么特点？ MDT：组播分发树（指导组播数据流转发） 是组播数据流所经过的路由器的转发路径形成的一颗无环的树 （1）源树：SPT，组播接收者的路由器到组播源的路由器路径最短的树 特点：1、转发路径最短 \2 根据（S,G）转发组播数据流，上下游接口的设置规则如下： 上游接口：组播流的入接口，只能存在一个（离组播源最近的接口） 下游接口：组播流的转发接口列表（离接收者最近的接口） 缺点：多个源存在时，存在多个（S,G）条目，对设备消耗大 优点：转发路径最短 共享树：RPT（RP汇聚点）组播接收者的路由器到RP路由器路径最短的树 特点：源到接收者的转发路径不是最短根据（*，G）转发组播数据流，上下游接口的设置规则如下： 上游接口：组播流的入接口，只能存在一个（离RP最近的接口） 下游接口：组播流的转发接口列表（离接收者最近的接口） 缺点：转发路径不一定是最优路径； 优点：多个源存在时，共享一颗树，对设备消耗较小 RPF 检查是什么？作用是什么？ （1）RPF检查：接收组播数据流之前或者接收组播协议报文时（例如BSR消息）必须执行RPF检查，检查通过接收组播流或者报文，检查不通过丢弃组播流或者报文。 RPF：反向路径转发检查 ○1避免组播流环路 ○2 .避免重复组播流 ○3 .避免组播报文环路（不建议提）
例如： 此场景下，R3能通过RPF检查，确保只接收一个方向泛洪的组播流量； 在此场景下，R3只接收一个方向的组播数据流量，不会出现R1-R2-R3或者R1-R3-R2的流量路径，所以不会出现环路。 检查过程： 组播流的入接口和相应的RPF接口是否是一致，同时检查组播流的源IP地址是否与RPF neighbor一致。 a）SPT树上的RPF检查： 收到组播流，查看组播流的S，根据S查找组播路由表，单播路由表中到达S的接口为RPF接口，对比RPF接口和组播流的入接口是否一致，一致则通过。 b）RPT树上的RPF检查： 是根据RP的地址来选择RPF的接口，对比组播流的入接口与到RP的接口是否一致? （2） RPF接口选择的依据（详细的rpf检查规则）： 相应路由协议的优先级，如果优先级一致根据以下规则选择： ○1 静态组播路由ip rpf-route-static （默认优先级为1） ○2 根据MP-BGP ○3 单播路由表（如果单播路由表到达源存在两个下一跳地址，选择下一跳ip地址大的作为RPF接口）。 注意：如果开启掩码比较，则先按最长掩码比较，再根据路由优先级比较默认情况下，根据组播路由的优先级来进行匹配RPF check条目，除单播路由MBGP路由、组播静态路由也是RPF检查的依据。当路由器收到一份组播报文后，如果这三种路由表都存在，具体检查过程如下： a）通过报文源地址，分别从单播路由表、MBGP路由表和组播静态路由表中 各选出一条最优路由。根据以下原则从这三条最优路由中选择一条作为RPF路由。 b）如果配置了按照最长匹配选择路由，则从这三条路由中选出最长匹配的那条路由；如果这三条路由的掩码一样，则选择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、MBGP路由、单播路由的顺序进行选择。如果没有配置按照最长匹配选择路由，则从这三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、MBGP路由、单播路由的顺序进行选择。 最后，路由器会将报文的入接口与RPF路由的RPF接口进行比较。 （4） 针对BSR消息的RPF check ○1 当一个接口收到BSR消息，会根据BSR消息中BSR的地址执行RPF check。当发现收到BSR消息的接口不是RPF check的接口，发送BSR消息的不是自己的pim邻居，会将BSR消息丢掉。 ○2 BSR消息进行RPF check的作用：防止环路 扩展问题2:组播中哪些报文需要进行RPF？ 组播流（分为从SPT树流下来的组播流和RPT树流下来的组播流）、BSR报文（检查RPF接口以及RPF邻居） 扩展问题3:是不是收到每一份组播流量都会进行RPF检查？ 不是的，因为每次都收到组播流都进行RPF检查很消耗设备的性能； 组播路由协议通过已有的单播路由、MBGP路由或组播静态路由信息来确定上、下游邻居设备，创建组播路由表项。运用RPF检查机制，来确保组播数据流能够沿组播分发树（路径）正确的传输，同时可以避免转发路径上环路的产生。 在实际组播数据转发过程中，如果对每一份接收到的组播数据报文都通过单播路 由表进行RPF检查，会给路由器带来很大负担。因此，路由器在收到一份来自源S发往组G的组播数据报文之后，首先会在组播转发表中查找有无相应的（S，G）组播转发表项： a）如果不存在（S，G）转发表项，则对该报文执行RPF检查，将检查到的RPF接口作为入接口，创建组播路由表项，下发到组播转发表中。其中，对RPF检查结果的处理方式为：如果检查通过，表明接收接口为RPF接口，向转发表项的所有出接口转发；如果检查失败，表明报文来源路径错误，丢弃该报文。 b）如果存在（S，G）转发表项，并且接收该报文的接口与转发表项的入接口一致，则向所有的出接口转发该报文。 c）如果存在（S，G）转发表项，但是接收该报文的接口与转发表项的入接口不一致，则对此报文进行RPF检查。 对RPF检查结果的处理方式为： a）若RPF检查选取出的RPF接口与转发表项的入接口一致，则说明（S，G）表项正确，报文来源路径错误，将其丢弃。 b）若RPF检查选取出的RPF接口与转发表项的入接口不符，则说明（S，G）表项已过时，于是把表项中的入接口更新为RPF接口。 然后再根据RPF检查规则进行判断：如果接收该报文的接口正是其RPF接口，则 向转发表项的所有出接口转发该报文，否则将其丢弃。 HCIE面试题系列:
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发表于 2020-12-15 17:14:28
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