13-IPv6组播路由与转发配置
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· IPv6组播路由与转发功能中所指的“接口”为三层口,包括VLAN接口、三层以太网端口等。三层以太网端口是指被配置为三层模式的以太网端口,有关以太网端口模式切换的操作,请参见“二层技术-以太网交换配置指导”中的“以太网端口配置”。
· 目前,对于本系列设备,如果需要使用GRE的相应功能,需要配有SD系列业务板。
· 本系列设备未形成IRF时,适用本手册中的“独立运行模式”的情况;形成IRF后则适用本手册中的“IRF模式”的情况。有关IRF特性的详细介绍,请参见“IRF配置指导”。
在IPv6组播实现中,组播路由和转发分为三种表:
· 每个IPv6组播路由协议都有一个协议自身的路由表,如IPv6 PIM路由表(IPv6 PIM Routing-Table);
· 各IPv6组播路由协议的组播路由信息经过综合形成一个总的IPv6组播路由表(IPv6 Multicast Routing-Table);
· IPv6组播转发表(IPv6 Multicast Forwarding-Table)直接用于控制IPv6组播数据包的转发,是真正指导IPv6组播数据转发的转发表。
IPv6组播路由表由一组(S,G)表项组成,其中(S,G)表示由源S向IPv6组播组G发送IPv6组播数据的路由信息。如果路由器支持多种IPv6组播路由协议,则其IPv6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IPv6组播路由表中选出最优的组播路由,并下发到IPv6组播转发表中。
IPv6组播路由协议依赖于现有的IPv6单播路由信息或IPv6 MBGP路由来创建IPv6组播路由表项。IPv6组播路由协议在创建IPv6组播路由表项时,运用了RPF(Reverse Path Forwarding,逆向路径转发)检查机制,以确保IPv6组播数据能够沿正确的路径传输,同时还能避免由于各种原因而造成的环路。
执行RPF检查的依据是IPv6单播路由或IPv6 MBGP路由:
· IPv6单播路由表中汇集了到达各个目的网段的最短路径;
· IPv6 MBGP路由表直接提供IPv6组播路由信息。
在执行RPF检查时,路由器同时查找IPv6单播路由表和IPv6 MBGP路由表,具体过程如下:
(1) 首先,分别从IPv6单播路由表和IPv6 MBGP路由表中各选出一条最优路由:
· 以“报文源”的IPv6地址为目的地址查找IPv6单播路由表,自动选取一条最优IPv6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IPv6组播报文所经历的路径是从源S到本地的最短路径。
· 以“报文源”的IPv6地址为目的地址查找IPv6 MBGP路由表,自动选取一条最优IPv6 MBGP路由。对应表项中的出接口为RPF接口,下一跳为RPF邻居。
(2) 然后,从这两条最优路由中选择一条作为RPF路由:
· 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;如果这两条路由的前缀长度一样,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IPv6 MBGP路由、IPv6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IPv6 MBGP路由、IPv6单播路由的顺序进行选择。
根据IPv6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:
· 如果当前报文沿从组播源到接收者或RP(Rendezvous Point,汇集点)的SPT(Shortest Path Tree,最短路径树)进行传输,则以组播源为“报文源”进行RPF检查;
· 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,或者沿从组播源到RP的组播源侧RPT进行传输,则都以RP为“报文源”进行RPF检查;
· 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。
有关SPT、RPT、组播源侧RPT、RP和BSR的详细介绍,请参见“IP组播配置指导”中的“IPv6 PIM”。
对每一个收到的IPv6组播数据报文都进行RPF检查会给路由器带来较大负担,而利用IPv6组播转发表可以解决这个问题。在建立IPv6组播路由和转发表时,会把IPv6组播数据报文(S,G)的RPF接口记录为(S,G)表项的入接口。当路由器收到IPv6组播数据报文(S,G)后,查找IPv6组播转发表:
(1) 如果IPv6组播转发表中不存在(S,G)表项,则对该报文执行RPF检查,将其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IPv6组播转发表中:
· 若该报文实际到达的接口正是其RPF接口,则RPF检查通过,向所有的出接口转发该报文;
· 若该报文实际到达的接口不是其RPF接口,则RPF检查失败,丢弃该报文。
(2) 如果IPv6组播转发表中已存在(S,G)表项,且该报文实际到达的接口与入接口相匹配,则向所有的出接口转发该报文。
(3) 如果IPv6组播转发表中已存在(S,G)表项,但该报文实际到达的接口与入接口不匹配,则对此报文执行RPF检查:
· 若其RPF接口与入接口一致,则说明(S,G)表项正确,丢弃这个来自错误路径的报文;
· 若其RPF接口与入接口不符,则说明(S,G)表项已过时,于是把入接口更新为RPF接口。如果该报文实际到达的接口正是其RPF接口,则向所有的出接口转发该报文,否则将其丢弃。
如图1-1所示,假设网络中IPv6单播路由畅通,未配置IPv6 MBGP。IPv6组播报文(S,G)沿从组播源(Source)到接收者(Receiver)的SPT进行传输。假定Router C上的IPv6组播转发表中已存在(S,G)表项,其记录的入接口为Vlan-interface20。
图1-1 RPF检查过程
· 如果该IPv6组播报文从接口Vlan-interface20到达Router C,与(S,G)表项的入接口相匹配,则向所有的出接口转发该报文。
· 如果该IPv6组播报文从接口Vlan-interface10到达Router C,与(S,G)表项的入接口不匹配,则对其执行RPF检查:通过查找IPv6单播路由表发现到达Source的出接口(即RPF接口)是Vlan-interface20,与(S,G)表项的入接口一致。这说明(S,G)表项是正确的,该报文来自错误的路径,RPF检查失败,于是丢弃该报文。
网络中可能存在不支持IPv6组播协议的路由器。从IPv6组播源(Source)发出的IPv6组播数据沿IPv6组播路由器逐跳转发,当下一跳路由器不支持IPv6组播协议时,IPv6组播转发路径将被阻断。此时,通过在处于IPv6单播网段两端的IPv6组播路由器之间建立隧道,例如IPv6 over IPv6隧道、GRE(Generic Routing Encapsulation,通用路由封装)隧道,可以实现跨越IPv6单播网段的IPv6组播数据交换。有关隧道和GRE隧道的详细介绍,请参见“三层技术-IP业务配置指导”中的“隧道”和“GRE”。
如图1-2所示,在Router A和Router B之间建立起GRE隧道。Router A将IPv6组播数据包封装在单播IPv6报文中,经由IPv6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IPv6报文头剥掉,继续进行IPv6组播传输。
表1-1 IPv6组播路由与转发配置任务简介
配置任务 |
说明 |
详细配置 |
|
使能IPv6组播路由 |
必选 |
||
配置IPv6组播路由与转发 |
配置IPv6组播路由策略 |
可选 |
|
配置IPv6组播转发范围 |
可选 |
||
配置IPv6组播转发表容量 |
可选 |
在配置各项三层IPv6组播功能之前,必须首先使能IPv6组播路由。
表1-2 使能IPv6组播路由
操作 |
命令 |
说明 |
进入系统视图 |
system-view |
- |
使能IPv6组播路由 |
multicast ipv6 routing-enable |
必选 缺省情况下,IPv6组播路由处于关闭状态 |
在配置IPv6组播路由与转发之前,需完成以下任务:
· 使能IPv6转发功能并配置任一IPv6单播路由协议,实现域内网络层互通
· 配置IPv6 PIM-DM(或IPv6 PIM-SM)
在配置IPv6组播路由与转发之前,需准备以下数据:
· 单条IPv6组播转发表项的最大下行节点数目
· IPv6组播转发表的最大表项数
可以配置组播路由器按照最长匹配原则来选择RPF路由,有关RPF路由选择的详细介绍,请参见“1.1.1 1. RPF检查过程”一节。此外,通过配置根据组播源或组播源组进行IPv6组播流量的负载分担,还可以优化存在多条IPv6组播数据流时的网络流量。
表1-3 配置IPv6组播路由策略
操作 |
命令 |
说明 |
进入系统视图 |
system-view |
- |
配置按照最长匹配选择RPF路由 |
multicast ipv6 longest-match |
可选 缺省情况下,选择优先级最高的路由作为RPF路由 |
配置对IPv6组播流量进行负载分担 |
multicast ipv6 load-splitting {source | source-group } |
可选 缺省情况下,不对IPv6组播流量进行负载分担 |
multicast ipv6 load-splitting命令对IPv6双向PIM不生效。
IPv6组播信息在网络中的转发并不是漫无边际的,每个IPv6组播组对应的IPv6组播信息都必须在确定的范围内传递。目前可以在所有支持IPv6组播转发的接口上配置针对某个IPv6组播组或Scope值的转发边界。IPv6组播转发边界为指定范围或Scope值的IPv6组播组划定了边界条件,如果IPv6组播报文的目的地址与边界条件匹配,就停止转发。当在一个接口上配置了IPv6组播转发边界后,将不能从该接口转发IPv6组播报文(包括本机发出的IPv6组播报文),也不能从该接口接收IPv6组播报文。
表1-4 配置IPv6组播转发范围
操作 |
命令 |
说明 |
进入系统视图 |
system-view |
- |
进入接口视图 |
interface interface-type interface-number |
- |
配置IPv6组播转发边界 |
multicast ipv6 boundary { ipv6-group-address prefix-length | scope { scope-id | admin-local | global | organization-local | site-local } } |
必选 缺省情况下,没有配置IPv6组播转发边界 |
路由器为每个收到的IPv6组播数据报文都维护相应的转发表项。但是,IPv6组播转发表项过多可能会耗尽路由器内存,从而导致路由器性能下降。用户可以根据实际组网情况和业务性能要求对IPv6组播转发表中的表项数量进行限制。如果IPv6组播转发表最大表项数的配置值小于当前值,则超出数目的表项并不会立刻被删除,而必须由IPv6组播路由协议来删除,同时也无法添加新的IPv6组播转发表项。
路由器为每个下行节点复制一份IPv6组播数据报文并发送出去,每个下行节点就形成IPv6组播分发树的一条分支。用户可以根据实际组网情况和业务性能要求对IPv6组播转发表中单条表项的下行节点数目(即出接口数目)进行限制,以缓解路由器的复制压力。如果单条IPv6组播转发表项的最大下行节点数目的配置值小于当前值,则超出数目的下行节点并不会被立刻删除,而必须由IPv6组播路由协议来删除,同时新增的下行节点将无法添加到该表项中。
表1-5 配置IPv6组播转发表容量
操作 |
命令 |
说明 |
进入系统视图 |
system-view |
- |
配置IPv6组播转发表的最大表项数 |
multicast ipv6 forwarding-table route-limit limit |
可选 缺省情况下,IPv6组播转发表的最大表项数为1000 |
配置单条IPv6组播转发表项的最大下行节点数目 |
multicast ipv6 forwarding-table downstream-limit limit |
可选 缺省情况下,单条IPv6组播转发表项的最大下行节点数目为128 |
在完成上述配置后,在任意视图下执行display命令可以显示配置后IPv6组播路由与转发的运行情况,通过查看显示信息验证配置的效果。
在用户视图下执行reset命令可以清除IPv6组播路由与转发的统计信息。
表1-6 IPv6组播路由与转发显示和维护
操作 |
命令 |
查看IPv6组播边界信息 |
display multicast ipv6 boundary { group [ ipv6-group-address [ prefix-length ] ] | scope [ scope-id ] } [ interface interface-type interface-number ] [ | { begin | exclude | include } regular-expression ] |
查看IPv6组播转发表信息(独立运行模式) |
display multicast ipv6 forwarding-table [ ipv6-source-address [ prefix-length ] | ipv6-group-address [ prefix-length ] | incoming-interface { interface-type interface-number | register } | outgoing-interface { exclude | include | match } { interface-type interface-number | register } | statistics | slot slot-number ] * [ port-info ] [ | { begin | exclude | include } regular-expression ] |
查看IPv6组播转发表信息(IRF模式) |
display multicast ipv6 forwarding-table [ ipv6-source-address [ prefix-length ] | ipv6-group-address [ prefix-length ] | incoming-interface { interface-type interface-number | register } | outgoing-interface { exclude | include | match } { interface-type interface-number | register } | statistics | chassis chassis-number slot slot-number ] * [ port-info ] [ | { begin | exclude | include } regular-expression ] |
查看IPv6组播转发表的DF信息(独立运行模式) |
display multicast ipv6 forwarding-table df-info [ rp-address ] [ slot slot-number ] [ | { begin | exclude | include } regular-expression ] |
查看IPv6组播转发表的DF信息(IRF模式) |
display multicast ipv6 forwarding-table df-info [ rp-address ] [ chassis chassis-number slot slot-number ] [ | { begin | exclude | include } regular-expression ] |
查看IPv6组播路由表信息 |
display multicast ipv6 routing-table [ ipv6-source-address [ prefix-length ] | ipv6-group-address [ prefix-length ] | incoming-interface { interface-type interface-number | register } | outgoing-interface { exclude | include | match } { interface-type interface-number | register } ] * [ | { begin | exclude | include } regular-expression ] |
查看IPv6组播源的RPF信息 |
display multicast ipv6 rpf-info ipv6-source-address [ ipv6-group-address ] [ | { begin | exclude | include } regular-expression ] |
清除IPv6组播转发表中的转发项 |
reset multicast ipv6 forwarding-table { { ipv6-source-address [ prefix-length ] | ipv6-group-address [ prefix-length ] | incoming-interface { interface-type interface-number | register } } * | all } |
清除IPv6组播路由表中的路由项 |
reset multicast ipv6 routing-table { { ipv6-source-address [ prefix-length ] | ipv6-group-address [ prefix-length ] | incoming-interface { interface-type interface-number | register } } * | all } |
有关DF(Designated Forwarder,指定转发者)的详细介绍,请参见“IP组播配置指导”中的“IPv6 PIM”。
· 执行reset命令将清除IPv6组播路由表或IPv6组播转发表中的信息,可能导致IPv6组播信息无法正常传输;
· 清除IPv6组播路由表中的路由项后,IPv6组播转发表中的相应表项也将随之删除;
· 清除IPv6组播转发表中的转发项后,IPv6组播路由表中的相应表项也将随之删除。
Switch A和Switch C支持IPv6组播功能并运行IPv6 PIM-DM,但Switch B不支持IPv6组播功能;
Switch A、Switch B和Switch C之间运行OSPFv3协议;
要求通过配置,使Receiver能够接收来自Source的IPv6组播信息。
图1-3 利用GRE隧道实现IPv6组播转发配置组网图
(1) 使能IPv6转发功能,并配置IPv6地址
使能各交换机的IPv6转发功能,并按照图1-3配置各接口的IPv6地址和前缀长度,具体配置过程略。
(2) 配置GRE隧道
# 在Switch A上创建业务环回组1,并指定其业务类型为Tunnel类型。
<SwitchA> system-view
[SwitchA] service-loopback group 1 type tunnel
# 在Switch A的端口GigabitEthernet1/0/3(该端口不属于VLAN 100和101)上关闭生成树协议、LLDP功能,并将其加入业务环回组1。
[SwitchA] interface gigabitethernet 1/0/3
[SwitchA-GigabitEthernet1/0/3] undo stp enable
[SwitchA-GigabitEthernet1/0/3] undo lldp enable
[SwitchA-GigabitEthernet1/0/3] port service-loopback group 1
[SwitchA-GigabitEthernet1/0/3] quit
# 在Switch A上创建接口Tunnel0,为其配置IPv6地址和前缀长度,并在该接口上引用业务环回组1。
[SwitchA] interface tunnel 0
[SwitchA-Tunnel0] ipv6 address 5001::1 64
[SwitchA-Tunnel0] service-loopback-group 1
# 在Switch A上配置Tunnel0接口采用GRE over IPv6隧道模式,并为该接口指定源地址和目的地址。
[SwitchA-Tunnel0] tunnel-protocol gre ipv6
[SwitchA-Tunnel0] source 2001::1
[SwitchA-Tunnel0] destination 3001::2
[SwitchA-Tunnel0] quit
# 在Switch C上创建业务环回组1,并指定其业务类型为Tunnel类型。
<SwitchC> system-view
[SwitchC] service-loopback group 1 type tunnel
# 在Switch C的端口GigabitEthernet1/0/3(该端口不属于VLAN 200和102)上关闭生成树协议、LLDP功能,并将其加入业务环回组1。
[SwitchC] interface gigabitethernet 1/0/3
[SwitchC-GigabitEthernet1/0/3] undo stp enable
[SwitchC-GigabitEthernet1/0/3] undo lldp enable
[SwitchC-GigabitEthernet1/0/3] port service-loopback group 1
[SwitchC-GigabitEthernet1/0/3] quit
# 在Switch C上创建接口Tunnel0,为其配置IPv6地址和前缀长度,并在该接口上引用业务环回组1。
[SwitchC] interface tunnel 0
[SwitchC-Tunnel0] ipv6 address 5001::2 64
[SwitchC-Tunnel0] service-loopback-group 1
# 在Switch C上配置Tunnel0接口采用GRE over IPv6隧道模式,并为该接口指定源地址和目的地址。
[SwitchC-Tunnel0] tunnel-protocol gre ipv6
[SwitchC-Tunnel0] source 3001::2
[SwitchC-Tunnel0] destination 2001::1
[SwitchC-Tunnel0] quit
(3) 配置OSPFv3协议
# 在Switch A上配置OSPFv3协议。
[SwitchA] ospfv3 1
[SwitchA-ospfv3-1] router-id 1.1.1.1
[SwitchA-ospfv3-1] quit
[SwitchA] interface vlan-interface 100
[SwitchA-Vlan-interface100] ospfv3 1 area 0
[SwitchA-Vlan-interface100] quit
[SwitchA] interface vlan-interface 101
[SwitchA-Vlan-interface101] ospfv3 1 area 0
[SwitchA-Vlan-interface101] quit
[SwitchA] interface tunnel 0
[SwitchA-Tunnel0] ospfv3 1 area 0
[SwitchA-Tunnel0] quit
# 在Switch B上配置OSPFv3协议。
<SwitchB> system-view
[SwitchB] ospfv3 1
[SwitchB-ospfv3-1] router-id 2.2.2.2
[SwitchB-ospfv3-1] quit
[SwitchB] interface vlan-interface 101
[SwitchB-Vlan-interface101] ospfv3 1 area 0
[SwitchB-Vlan-interface101] quit
[SwitchB] interface vlan-interface 102
[SwitchB-Vlan-interface102] ospfv3 1 area 0
[SwitchB-Vlan-interface102] quit
# 在Switch C上配置OSPFv3协议。
[SwitchC] ospfv3 1
[SwitchC-ospfv3-1] router-id 3.3.3.3
[SwitchC-ospfv3-1] quit
[SwitchC] interface vlan-interface 200
[SwitchC-Vlan-interface200] ospfv3 1 area 0
[SwitchC-Vlan-interface200] quit
[SwitchC] interface vlan-interface 102
[SwitchC-Vlan-interface102] ospfv3 1 area 0
[SwitchC-Vlan-interface102] quit
[SwitchC] interface tunnel 0
[SwitchC-Tunnel0] ospfv3 1 area 0
[SwitchC-Tunnel0] quit
(4) 使能IPv6组播路由,并使能IPv6 PIM-DM和MLD
# 在Switch A上使能IPv6组播路由,并在各接口上使能IPv6 PIM-DM。
[SwitchA] multicast ipv6 routing-enable
[SwitchA] interface vlan-interface 100
[SwitchA-Vlan-interface100] pim ipv6 dm
[SwitchA-Vlan-interface100] quit
[SwitchA] interface vlan-interface 101
[SwitchA-Vlan-interface101] pim ipv6 dm
[SwitchA-Vlan-interface101] quit
[SwitchA] interface tunnel 0
[SwitchA-Tunnel0] pim ipv6 dm
[SwitchA-Tunnel0] quit
# 在Switch C上使能IPv6组播路由,在各接口上使能IPv6 PIM-DM,并在主机侧接口Vlan-interface200上使能MLD。
[SwitchC] multicast ipv6 routing-enable
[SwitchC] interface vlan-interface 200
[SwitchC-Vlan-interface200] mld enable
[SwitchC-Vlan-interface200] pim ipv6 dm
[SwitchC-Vlan-interface200] quit
[SwitchC] interface vlan-interface 102
[SwitchC-Vlan-interface102] pim ipv6 dm
[SwitchC-Vlan-interface102] quit
[SwitchC] interface tunnel 0
[SwitchC-Tunnel0] pim ipv6 dm
[SwitchC-Tunnel0] quit
(5) 检验配置效果
IPv6组播源向IPv6组播组FF1E::101发送IPv6组播数据,接收者加入该IPv6组播组后能够收到IPv6组播源发来的IPv6组播数据。通过使用display pim ipv6 routing-table命令可以查看交换机的IPv6 PIM路由表信息。例如:
# 查看Switch C上的IPv6 PIM路由表信息。
[SwitchC] display pim ipv6 routing-table
Total 1 (*, G) entry; 1 (S, G) entry
(*, FF1E::101)
Protocol: pim-dm, Flag: WC
UpTime: 00:04:25
Upstream interface: NULL
Upstream neighbor: NULL
RPF prime neighbor: NULL
Downstream interface(s) information:
Total number of downstreams: 1
1: Vlan-interface200
Protocol: mld, UpTime: 00:04:25, Expires: never
(1001::100, FF1E::101)
Protocol: pim-dm, Flag: ACT
UpTime: 00:06:14
Upstream interface: Tunnel0
Upstream neighbor: FE80::A01:101:1
RPF prime neighbor: FE80::A01:101:1
Downstream interface(s) information:
Total number of downstreams: 1
1: Vlan-interface200
Protocol: pim-dm, UpTime: 00:04:25, Expires: never
Switch C的RPF邻居为Switch A,IPv6组播数据通过GRE隧道直接由Switch A发往Switch C。
· 当某主机发送了加入IPv6组播组G的报文后,离该主机最近的路由器上却没有IPv6组播组G的组成员信息。中间路由器能成功接收IPv6组播数据,但数据不能到达末梢网络。
· 中间路由器的接口收到IPv6组播数据,但在IPv6 PIM路由表里没有相应的(S,G)表项。
· 命令multicast ipv6 boundary用来过滤接口上收到的IPv6组播报文。如果报文没有通过这个命令的IPv6 ACL匹配规则,则IPv6 PIM不能创建路由表项。
· 此外,IPv6 PIM中的命令source-policy用来过滤接收的IPv6组播报文。如果报文没有通过这个命令的IPv6 ACL匹配规则,则IPv6 PIM也不能创建路由表项。
(1) 使用命令display current-configuration查看组播转发边界上配置的IPv6 ACL过滤规则。更改multicast ipv6 boundary命令的IPv6 ACL规则,使IPv6组播数据的源地址和IPv6组播组地址通过IPv6 ACL过滤。
(2) 检查组播过滤器配置。使用命令display current-configuration查看组播过滤器的配置,更改source-policy命令的IPv6 ACL规则,使IPv6组播数据的源地址和IPv6组播组地址通过IPv6 ACL过滤。
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