SSM技术白皮书

SSM技术白皮书目录1前言............................................................................................................................12技术简介....................................................................................................................23关键技术....................................................................................................................33.1SSM的关键技术.....................................................................................................33.2IGMPv3的关键技术................................................................................................43.3SSM-MAPPING的关键技术...................................................................................44典型应用....................................................................................................................55结束语........................................................................................................................6SSM技术白皮书1前言IP组播技术实现了IP网络中点到多点的高效数据传送。由于组播技术能够有效地节省带宽控制网络流量，减轻服务器的负荷、降低网络负载，因此在实时数据传送、多媒体会议、数据拷贝、游戏和仿真等诸多方面都有广泛的应用。SSM是指定组播源的组播技术，SSM和IGMPv3相结合，能够在组播源和组播数据接收者之间直接建立最短路径树（SPT），省去了PIM-SM中先建立共享树再从共享树向最短路径树切换的过程，从而能够从一开始就沿最短路径树转发数据。因此与其它组播技术相比，在已知组播源的情况下，SSM技术有着其自己的优势：不但效率高，而且简化了组播地址分配，在跨域、AnycastRP等情况下不再依靠MSDP发现组播源，特别适用于对于特定组只有一个特定源的情况。2技术简介SSM通常依托PIM-SM实现，它可以和PIM-SM共存于同一台路由器，根据数据和协议报文中的组播地址来决定使用SSM还是PIM-SM。IANA为SSM分配了地址段232.0.0.0-232.255.255.255，此地址段的组播组不会加入共享树，而是由SSM处理。SSM同样需要在设备之间通过周期性地发送HELLO报文来实现邻居发现和DR选举。SSM路由器和主机之间的相互作用是通过IGMPv3或SSM-MAPPING实现的。IGMPv3和IGMPv2相比增加了源过滤功能，允许主机指定其需要接收的特定组的数据，还可以指定接收这个组中特定源的数据。当SSM接收到IGMPv3的IS_IN报文，获知接收到IGMP报文的接口所连接的网络上有主机想要接收发往组播组G来自源S的数据报后，根据单播路由向连接组播源的第一跳路由器逐跳朝源的方向发送PIM（S,G）源组加入报文，从而在组播源和连接接收者的最后一跳路由器之间建立起最短路径树。当组播源发送组播数据的时候，这些数据就沿着最短路径树到达接收者。对于仅支持IGMPv1/IGMPv2不支持IGMPv3的主机，可以在其连接的路由器上配置ssm-mapping，将IGMPv1/IGMPv2发送的组加入报文映射为源组加入，从而在组网中应用SSM。图1SSM工作原理图3关键技术3.1SSM的关键技术SSM服务模型是PIM-SM协议机制的子集，普通IP组播和SSM都可以利用PIM-SM协议实现，因此SSM和PIM-SM存在很多共同之处：◆SSM和PIM-SM使用相同的机制来实现邻居发现和DR选举；◆SSM和PIM-SM一样需要维护基于源组的（S,G）上游和下游状态机；◆SSM也需要使用基于源组的ASSERT机制来解决转发冲突；◆SSM对接收到的数据包也要进行RPF检查，使用和PIM-SM相同的检查规则。SSM机制虽然与PIM-SM有很多共同之处，但也存在一些重要的区别：◆由于SSM不需要创建共享树，因此在只有SSM运行的网络中不需要配置RP,也不需要配置选举RP的BSR。◆同样因为没有共享树，SSM不能发送（*,G）和(S,G,rpt)的加入剪枝消息◆在PIM-SM和SSM共存的路由器中，路由器不能为目的地址为232.0.0.0/8的数据包发送注册报文；作为RP的路由器如果接收到了目的地址为232.0.0.0/8的注册封装报文，也不能对其进行转发。◆在PIM-SM和SSM共存的路由器中，对于目的地址为232.0.0.0/8的组播报文，路由器不能依据（*,G）和(S,G,rpt)状态进行转发，这些状态宏对SSM地址的数据包来说，在转发的时候都为空。◆运行SSM的路由器与主机之间使用的协议为IGMPv3。IGMPv3不仅能够像IGMPv2一样向路由器报告组成员关系，而且更重要的是能够明确报告组成员对某些组播源的兴趣，这一新增特性与SSM的指定源特性相吻合。但SSM只处理组地址为232.0.0.0/8的IGMPv3IS_IN报文，对于组地址不在此范围内的IGMPv3报文，SSM和PIM-SM都不处理。同样对于组地址范围为232.0.0.0/8的IGMPv2报文，SSM和PIM-SM也都不处理，但是在配置ssm-mapping时会处理。◆在不同自治域间进行数据转发的时候，不需要依靠MSDP发现组播源。3.2IGMPv3的关键技术IGMPv3和IGMPv2相比，最重要的是增加了源过滤功能，即不仅允许主机指定其需要接收的特定组的数据，还可以指定接收这个组中特定源的数据。主机可以通过INCLUDE和EXCLUDE两种模式来指定接收范围。使用INCLUDE模式时，主机给出其希望接收的源IP地址的列表；使用EXCLUDE模式时，则给出其不希望接收的源IP地址的列表。路由器根据主机指定的范围转发组播数据。这一特性为实现SSM提供了支持。IGMPv3的新增特性还包括以下几个方面：◆增加了复杂的组状态维护机制和下面6种响应报文：MODE_IS_INCLUDEMODE_IS_EXCLUDECHANGE_TO_INCLUDE_MODECHANGE_TO_EXCLUDE_MODEALLOW_NEW_SOURCESBLOCK_OLD_SOURCES◆查询报文中包括RobustnessVariable和QueryInterval，扩展路由器组查询功能。◆响应报文全部发送到224.0.0.22◆单个report报文可以包含多个组的状态记录◆成员关系报告抑止机制被撤销◆查询和响应报文均增加了重传机制3.3SSM-MAPPING的关键技术SSM-MAPPING能够将IGMPv1/IGMPv2发送的组加入report报文转换为源组加入，从而解决不支持IGMPv3的主机和SSM相互配合的问题。具体过程为：连接接收者的路由器上配置SSM-MAPPING功能并配置从组G到源组（S1,G）、(S2,G)等的映射关系，这样路由器收到IGMPV1/V2的Report报文时，对组地址进行检查，如果组地址在SSM范围内，则对收到的IGMPV1/V2报文进行转换，转换的结果为一个或者多个组地址为G的IGMPv3IS_IN(s1，s2，…)Report报文，随后就可以开始SSM建立最短路径树的过程。4典型应用图2公网实例SSM典型组网图如上图所示，组播源设备为SOURCE，接收者为RECEIVER。如果RECEIVER主机支持IGMPv3协议，相关配置包括：－在路由器RA、RB、RC、RD、RE上的各接口配置IP地址及单播路由协议OSPF。－在路由器RA、RB、RC、RD、RE使能组播，并在各接口上启动PIM-SM协议。－在路由器RE的接口Ethernet1/3/1上启动IGMPv3协议。如果接收者RECEIVER主机不支持IGMPv3,可以采用SSM-mapping功能：－在路由器RE接口Ethernet1/3/1上启动SSM-mapping。－在路由器RA、RB、RC、RD、RE上的各接口上启动PIM-SM协议,并在IGMP视图下配置ssm-mapping映射策略。这样，组播源SOURCE和组播数据接收者RECEIVER之间便能够建立SPT树，组播业务通过SPT树从组播源发送到接收者。5结束语随着宽带网络中多媒体业务的逐渐增加，组播技术为多媒体业务的开展提供了一个强有力的技术手段。在组播技术组网应用中，SSM网络相对于传统的PIM-SM网络，具有非常突出的优越性，网络中不再需要汇聚点，也不再需要共享树或RP的映射，同时网络中也不再需要MSDP协议，以完成RP与RP之间的源发现，在已知组播源的情况下，不但效率高，而且简化了组播地址分配。SSM技术正在不断发展和成熟，它在实时数据传送、多媒体会议等方面将得到越来越广泛的应用。