PIM-SM&基础知识问答
1.PIM-SM和PIM-DM的共同功能有什么？答：通过交换Hello消息发现邻居
单播路由表发生变化后需要重新计算RPF接口
MA网络中选举一台DR
MA网络中使用剪除覆盖机制
MA网络中选举一台Forwarder
2.共享树的根在哪里？
答：RP(Rendezvous Point，聚合点)
3.有几种发现RP的方式？分别是什么？答：三种
(1)在所有路由器上静态配置RP的地址
(2)利用Bootstrap协议来指定和宣告RP
(3)利用Auto-RP协议来指定和宣告RP
4.要运行Bootstrap路由器必须指定哪两种路由器？
答：C-BSR(Candidate Bootstrap Router), C-RP(Candidate Rendezvous
5.描述Bootstrap协议选举RP的过程。
答：一般将同一组路由器同时配置为C-BSR和C-RP。
(1)从C-BSR中选出BSR
每台C-BSR都被指定了一个0~255之间的优先级（默认0）和一个BSR
IP地址。一旦被配置为C-BSR，路由器就会发送Bootstrap消息并启动一个130秒的引导定时器。当其收到Bootstrap消息后会与自己的BSR
优先级和BSR
IP地址进行对比。先比较BSR，如果相同再比较IP，都是较高的胜出，胜出者宣称自己为BSR并每60秒发送一条Bootstrap消息，其他路由器则继续***BSR的Bootstrap消息，如果130秒内没有收到BSR的Bootstrap消息则认为网络中无BSR，宣称自己为BSR并发送Bootstrap消息（如果还有多个路由器则继续进行比较最终定出BSR）。
(2)C-RP向BSR发送C-RP-Advertisement
每台C-RP也被指定一个0~255之间的优先级和RP
IP地址（可以将路由器配置为某些特定多播组的C-RP，也可以配置为所有多播组的C-RP）。当C-RP接收到Bootstrap消息后，就开始向BSR单播发送Candidate-RP-Advertisement
(3)BSR编译RP-Set吗并通过Bootstrap消息通告给整个PIM域
(4)当某台路由器收到IGMP消息或PIM Join消息要加入某共享树时，检查从BSR收到的RP-Set并选出RP
RP-Set中参数的比较顺序：C-RP优先级最低 & 哈希函数的输出值最大 & C-RP IP地址最小
6.Bootstrap消息由谁发出？有什么特点？使用的目的地址是多少？有什么作用？
答：当路由器被配置为C-BSR后就会发出Bootstrap消息，用来选举BSR，当BSR选举出来后，就仅由BSR发送此消息。
Bootstrap消息使用地址224.0.0.13（All PIM
Routers），且TTL为1。当PIM路由器接收到一条Bootstrap消息后，会通过所有接口（除接收的接口）向外发送该消息的拷贝。该过程可以将Bootstrap消息泛洪到整个PIM域。
Bootstrap消息的作用是宣告发信路由器的优先级和BSR
IP地址。当BSR将C-RP的优先级及相关的多播组编译成RP-Set后通过Bootstrap消息在整个PIM域中宣告该RP-Set。
7.Auto-RP协议与Bootstrap协议的相同点是什么？区别是什么？
答：Auto-RP和Bootstrap协议都需要在PIM-SM中指派C-RP，并通过指派的IP地址（通常是环回接口的地址）来标识C-RP。Auto-RP需要指定一个或多个RP映射代理（RP
mapping agent），其作用与BSR相似。
区别在于：
Auto-RP是Cisco专有协议，而Bootstrap是开放标准协议。
BSR是从一组C-BSR中选举出来的，而RP mapping agent是直接指派的。
Bootstrap收集C-RP信息并编码为RP-Set在整个多播域中进行宣告，每台路由器都单独进行RP选举。而RP mapping
agent是将多播组映射到RP。
Bootstrap协议使用多播组地址224.0.0.13，而Auto-RP使用的是两个保留的多播地址224.0.1.39和224.0.1.40。
8.Auto-RP是如何工作的？
答：当某台Cisco
PIM-SM路由器被配置为一个或多个多播组的C-RP时，它会在RP-Announce消息中宣告自己是这些多播组的C-RP，并每隔60秒将这些消息多播到保留的Cisco-RP-Announce地址224.0.1.39。PIM域中已配置的RP
agent将***该地址，并从接收到的全部RP-Announce消息中为该多播组选出一个RP（IP地址最大）。
RP mapping
agent在RP-Discovery消息中宣告完整的group-to-RP映射列表，并以60秒为间隔将这些消息多播到Cisco-RP-Discovery地址224.0.1.40。所有的Cisco
PIM-SM路由器都会***该地址，因此都可以掌握每个多播组的RP情况。
9.多播分布树中分为哪几类设备？哪几个段（segment）？
答：分为5类设备：sources, first-hop, others, last-hop(leaf),
sources指的就是多播源。first-hop是与源直连的路由器。receivers指的是多播组组成员。last-hop（也叫leaf）是与组成员直连的路由器。others指其他多播路由器。
分为3个段：source segment, receiver segment, others(multicast
source segment指的是sources和first-hop之间的段。receiver
segment指的是receivers和last-hop之间的段。而others指的就是其他剩余的段，也就是sources和receivers之间的段。
10.描述共享树的建立过程。答：当PIM-SM
DR（leaf）从某台希望加入某多播组的主机接收到IGMP membership
report消息之后，先检查自己多播表中是否已经存在该多播组的路由表项，如果存在，只需将接受到IGMP消息的接口添加进OIL。如果无相应表项，则需要为该多播组创建一个(*,G)表项，并将接口添加进OIL。
之后，路由器会查找group-to-RP映射列表中的该多播组（查到该多播组RP的单播地址），通过单播路由表找到去往特定RP的路由，并将去往RP的（上行）接口加入到入站（RPF）接口中。
之后，路由器将通过RPF接口向224.0.0.13发送一条Join/Prune消息，该消息中包含了想要加入的多播组的地址和RP的地址。此外，还设置了两个标记，WC-bit（wildcard
bit）和RPT-bit（RP-Tree
bit），其中WC-bit=1表示加入地址是RP地址，而不是源地址，RPT-bit=1表示该消息沿多播树被传播到RP。
当上游路由器接收到Join/Prune消息后，可能会执行以下4种操作之一：
如果该路由器不是RP，但位于共享树上，那么该路由器会将接收到Join/Prune消息的接口加入到该多播组的OIL中；
如果该路由器不是RP，且不位于共享树上，那么该路由器将创建一个(*,G)表项，并沿着RP方向向上游邻居发送自己的Join/Prune消息；
如果该路由器是RP，且其路由表中已经存在该多播组的路由表项，那么该路由器会将接收到Join/Prune消息的接口加入到该多播组的OIL中；
如果该路由器是RP，但其路由表中没有该多播组的路由表项，那么该路由器将创建一个(*,G)表项，并将接收到Join/Prune消息的接口加入到该多播组的OIL中。
11.如何维护共享树？
答：多播树建立后，路由器就开始周期性地（60秒）向上游邻居发送Join/Prune消息，以保持激活（holdtime默认3分钟，包含在Join/Prune消息中）。如果holdtime过期，则将下游邻居从其多播组表项的出站接口列表中删除。leaf路由器（DR）如果连接在MA网络中，PIM-SM也使用剪除覆盖机制。
12.PIM-SM使用的是单向树还是多向树？为什么？什么协议使用了双向树？有什么缺点？
答：PIM-SM的多播树是单向树，因为PIM-SM使用了RPF检查，多播流量只能从RP向下传送到树枝，单向流量可以清晰地定义入站或RPF接口。CBT使用的是双向树（即多播包可以从核心路由器往下传送到树枝，也可以从树枝往上传送到核心路由器）。这样一来，很难保证无环路拓扑结构，原因是无“上游”和“下游”之分，也就无法执行RPF检查。
13.多播源如何将自己的多播流量发送给RP？描述其过程。
答：使用源注册（source register）。
当PIM-SM路由器（first-hop）首次接收到其直连多播源的多播包时，会在其group-to-RP映射表中查找目的多播组的RP（并结合单播表查出如何去往RP）。之后路由器将多播包封装在PIM
Register消息中，以单播的方式发送给RP（Register是单播包，目的地址为RP的地址）。
RP接收到Register消息后就将多播包解封装出来，查看其多播路由表，如果已经存在该组播的路由表项，则在其OIL中所有接口上转发该多播包。之后RP在其多播表中创建一个(S,G)表项，并通过多播传送一条Join/Prune消息来建立一个去往源DR（first-hop）的SPT，这条消息包含了多播源地址，WC-bit=0且RPT-bit=0，表示该路径是有源SPT，而不是共享RPT。
建立SPT后，RP向多播源DR（first-hop）发送一条Register
Stop消息（也是单播），以终止Register消息的发送。
14.如果RP收到Register消息但其没有该多播组成员会怎样处理？
如果RP接收到首个Register消息后没有该多播组成员，那么RP将不构建SPT，而是立即向多播源DR（first-hop）发送一条Register
Stop消息。RP有此多播组的(*,G)表项，以后有组成员加入时可疑启用SPT。
15.有什么办法防止RP失效而引起不断向RP发送Register消息？描述其过程。
答：Register Suppression（注册抑制）。当DR接收到Register
Stop消息后，会启动一个60s的Register-Suppression
timer（注册抑制定时器）。在该定时器到期前5秒（55秒时），DR会先发送一条携带Null-Register（空注册）bit标记的Register消息，如果收到一条来自RP的Register
Stop消息回应，那么就重置定时器。
16.多播路由表中常见Flags都有什么，分别是什么含义？
答：D - Dense：表示运行于Dense模式（只会在共享树表项中显示）
S - Sparse：表示运行于Spares模式（只会在共享树表项中显示）
C - Connected：表示该路由器的直接子网上有组成员
L - Local：表示路由器本身也是该多播组的成员
T - SPT-bit set：表示该路由器是SPT中的有效成员（在SPT树上收到了多播包）
P - Pruned：表示OIL中无接口（该路由已被剪除）
R - RP-bit set：表示(S,G)表项正指向RP，这通常是共享树上某特定多播源的剪除状态
J - Join SPT：表示在共享树上接收到多播包后路由器会切换到SPT（根据spt-threshold）
F - Register
flag：表示该路由器必须发送一条Register消息以传送多播流量（该First-hop路由器正在为多播源进行注册）
SPT：对(*,G)表项来说，表示沿共享树向下传送的多播流量速率已经超过了该多播组设置的SPT-Threshold。当设置了J-Join
SPT标记时，接收到沿共享树向下传送的下一个(S,G)包时，将触发一条去往多播源的(S,G)加入消息，从而将该路由加入到有源树中。
对(S,G)表项来说，表示已经创建了该表项（已经超出SPT-Threshold）。当为(S,G)表项设置了J-Join
SPT标记时，该路由器将监控有源树上的流量速率，当这个速率低于SPT-Threshold超过1分钟后，该路由器将切换回该多播组的共享树。
17.路由器如何从RPT切换到SPT？
答：是否切换到STP决定于SPT阈值（kbit/s），此阈值可以通过命令ip pim
spt-threshold修改，Cisco默认为0（只要从共享树上接收到一个某(S,G)的多播包后就立即加入SPT）。如果超出此阈值，则切换至SPT，如果速率低于此阈值，则切换回共享树。需要注意的是，即使去往多播源的最短路径通过RP，路由器也要切换到SPT。
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