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08-IP组播配置指导

11-IPv6组播路由与转发配置

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docurl=/cn/Service/Document_Software/Document_Center/Routers/Catalog/MSR/MSR_50/Configure/Operation_Manual/H3C_MSR_CG(V5)-R2516-V1.16/08/201807/1094121_30005_0.htm

11-IPv6组播路由与转发配置


1 IPv6组播路由与转发配置

说明

MSR 2600、MSR 30-11、MSR 30-11E、MSR 30-11F和MSR3600-51F路由器不支持IPv6组播路由与转发。

 

1.1  IPv6组播路由与转发简介

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。

1.1.1  RPF检查机制

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。

1. RPF检查过程

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”。

 

2. RPF检查在IPv6组播转发中的应用

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。

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POS5/1。

图1-1 RPF检查过程

 

·     如果该IPv6组播报文从接口POS5/1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POS5/0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POS5/1,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。

1.1.2  跨越IPv6单播网段的IPv6组播转发

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GRE隧道的详细介绍,请参见“三层技术-IP业务配置指导”中的“GRE”。

图1-2 使用隧道方式传送IPv6组播数据

 

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。

1.2  IPv6组播路由与转发配置任务简介

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

1.3 

配置IPv6组播路由与转发

配置IPv6组播路由策略

可选

1.4.2 

配置IPv6组播转发范围

可选

1.4.3 

配置IPv6组播转发表容量

可选

1.4.4 

 

1.3  使能IPv6组播路由

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

 

1.4  配置IPv6组播路由与转发

1.4.1  配置准备

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:

·     IPv6组播转发的最小Hop Limit值

·     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

1.4.2  配置IPv6组播路由策略

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

 

1.4.3  配置IPv6组播转发范围

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。目前定义IPv6组播转发范围的方式有以下两种:

·     确定充当IPv6组播转发边界的接口,以形成一个封闭的IPv6组播转发区域;

·     确定IPv6组播转发的最小Hop Limit(跳数限制)值,以确定IPv6组播报文被转发的距离。

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。

IPv6组播转发的最小Hop Limit值可以配置在所有支持IPv6组播转发的接口上。当要将一个IPv6组播报文(包括本机发出的IPv6组播报文)从某接口转发出去时,对接口上所配置的最小Hop Limit值进行检查:

·     若报文的Hop Limit值(该值已在本路由器内被减1)大于或等于接口上所配置的最小Hop Limit值,则转发该报文;

·     若报文的Hop Limit值小于接口上所配置的最小Hop Limit值,则丢弃该报文。

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

配置IPv6组播转发的最小Hop Limit值

multicast ipv6 minimum-hoplimit hoplimit-value

必选

缺省情况下,IPv6组播转发的最小Hop Limit值为1

 

1.4.4  配置IPv6组播转发表容量

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系统所允许的最大值,该值随设备的不同而有所差别,请参见命令手册中的详细说明

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

 

1.5  IPv6组播路由与转发显示和维护

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

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 ] * [ port-info ] [ | { begin | exclude | include } regular-expression ]

查看IPv6组播转发表的DF信息

display multicast ipv6 forwarding-table df-info [ rp-address ] [ | { 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 ]

查看IPv6组播转发的最小Hop Limit值

display multicast ipv6 minimum-hoplimit [ interface-type interface-number ] [ | { begin | exclude | include } regular-expression ]

查看IPv6静态组播MAC地址表信息

display mac-address [ mac-address [ vlan vlan-id ] | [ multicast ] [ vlan vlan-id ] [ count ] ] [ | { 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display mac-address multicast命令的详细介绍,请参见“IP组播命令参考”中的“组播路由与转发”。

·     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。

 

1.6  IPv6组播路由与转发典型配置举例

1.6.1  利用GRE隧道实现IPv6组播转发配置举例

1. 组网需求

·     Router A和Router C支持IPv6组播功能并运行IPv6 PIM-DM,但Router B不支持IPv6组播功能;

·     Router A、Router B和Router 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。

2. 组网图

图1-3 利用GRE隧道实现IPv6组播转发配置组网图

 

3. 配置步骤

(1)     使能IPv6转发功能,并配置IPv6地址

使能各路由器的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Router A上创建接口Tunnel0,并为其配置IPv6地址和前缀长度。

<RouterA> system-view

[RouterA] interface tunnel 0

[RouterA-Tunnel0] ipv6 address 5001::1 64

# 在Router 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。

[RouterA-Tunnel0] tunnel-protocol gre ipv6

[RouterA-Tunnel0] source 2001::1

[RouterA-Tunnel0] destination 3001::2

[RouterA-Tunnel0] quit

# 在Router C上创建接口Tunnel0,并为其配置IPv6地址和前缀长度。

<RouterC> system-view

[RouterC] interface tunnel 0

[RouterC-Tunnel0] ipv6 address 5001::2 64

# 在Router 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。

[RouterC-Tunnel0] tunnel-protocol gre

[RouterC-Tunnel0] source 3001::2

[RouterC-Tunnel0] destination 2001::1

[RouterC-Tunnel0] quit

(3)     配置OSPFv3协议

# 在Router A上配置OSPFv3协议。

[RouterA] ospfv3 1

[RouterA-ospfv3-1] router-id 1.1.1.1

[RouterA-ospfv3-1] quit

[RouterA] interface ethernet 1/1

[RouterA-Ethernet1/1] ospfv3 1 area 0

[RouterA-Ethernet1/1] quit

[RouterA] interface ethernet 1/2

[RouterA-Ethernet1/2] ospfv3 1 area 0

[RouterA-Ethernet1/2] quit

[RouterA] interface tunnel 0

[RouterA-Tunnel0] ospfv3 1 area 0

[RouterA-Tunnel0] quit

# 在Router B上配置OSPFv3协议。

<RouterB> system-view

[RouterB] ospfv3 1

[RouterB-ospfv3-1] router-id 2.2.2.2

[RouterB-ospfv3-1] quit

[RouterB] interface ethernet 1/1

[RouterB-Ethernet1/1] ospfv3 1 area 0

[RouterB-Ethernet1/1] quit

[RouterB] interface ethernet 1/2

[RouterB-Ethernet1/2] ospfv3 1 area 0

[RouterB-Ethernet1/2] quit

# 在Router C上配置OSPFv3协议。

[RouterC] ospfv3 1

[RouterC-ospfv3-1] router-id 3.3.3.3

[RouterC-ospfv3-1] quit

[RouterC] interface ethernet 1/1

[RouterC-Ethernet1/1] ospfv3 1 area 0

[RouterC-Ethernet1/1] quit

[RouterC] interface ethernet 1/2

[RouterC-Ethernet1/2] ospfv3 1 area 0

[RouterC-Ethernet1/2] quit

[RouterC] interface tunnel 0

[RouterC-Tunnel0] ospfv3 1 area 0

[RouterC-Tunnel0] quit

(4)     使能IPv6组播路由,并使能IPv6 PIM-DM和MLD

# 在Router A上使能IPv6组播路由,并在各接口上使能IPv6 PIM-DM。

[RouterA] multicast ipv6 routing-enable

[RouterA] interface ethernet 1/1

[RouterA-Ethernet1/1] pim ipv6 dm

[RouterA-Ethernet1/1] quit

[RouterA] interface ethernet 1/2

[RouterA-Ethernet1/2] pim ipv6 dm

[RouterA-Ethernet1/2] quit

[RouterA] interface tunnel 0

[RouterA-Tunnel0] pim ipv6 dm

[RouterA-Tunnel0] quit

# 在Router 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Ethernet1/1上使能MLD。

[RouterC] multicast ipv6 routing-enable

[RouterC] interface ethernet 1/1

[RouterC-Ethernet1/1] mld enable

[RouterC-Ethernet1/1] pim ipv6 dm

[RouterC-Ethernet1/1] quit

[RouterC] interface ethernet 1/2

[RouterC-Ethernet1/2] pim ipv6 dm

[RouterC-Ethernet1/2] quit

[RouterC] interface tunnel 0

[RouterC-Tunnel0] pim ipv6 dm

[RouterC-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命令可以查看路由器的IPv6 PIM路由表信息。例如:

# 查看Router C上的IPv6 PIM路由表信息。

[RouterC] 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: Ethernet1/1

             Protocol: igmp, UpTime: 00:04:25, Expires: never

 

 (1001::100, FF1E::101)

     Protocol: pim-dm, Flag: ACT

     UpTime: 00:06:14

     Upstream interface: Tunnel0

         Upstream neighbor: 5001::1

         RPF prime neighbor: 5001::1

     Downstream interface(s) information:

     Total number of downstreams: 1

         1: Ethernet1/1

             Protocol: pim-dm, UpTime: 00:04:25, Expires: never

Router C的RPF邻居为Router A,IPv6组播数据通过GRE隧道由直接Router A发往Router C。

1.7  常见配置错误举例

1.7.1  IPv6组播数据异常终止

1. 故障现象

·     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。

2. 分析

·     转发IPv6组播数据时,路由器把接收到的IPv6组播报文头中的Hop Limit值减1,并重新计算校验和。路由器随后向所有的出接口转发此报文。如果出接口上配置了multicast ipv6 minimum-hoplimit命令,则IPv6报文头中的Hop Limit值必须不小于此配置的最小Hop Limit值。否则,报文被丢弃。

·     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。

3. 处理过程

(1)     使用命令debugging mfib ipv6,通过输出的调试信息发现,IPv6组播数据由于报文头中的Hop Limit值过小而被丢弃。可使用命令display multicast ipv6 minimum-hoplimit查看组播转发的最小Hop Limit值。在接口上使用undo multicast ipv6 minimum-hoplimit命令恢复缺省值,或者增加从IPv6组播源发出的IPv6组播数据报文的Hop Limit值。

(2)     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。

(3)     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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