三種組播×××承載方案對比

方案一:基於PIM-SM/mGRE的承載方案

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   如圖所示,公網運行PIM-SM協議,且PE 1、PE2和PE 3都支持mVRF實例。

   不同的mVRF站點加入到同一個組播域(MD)中,通過MD內自動建立的組播隧道(MT)將這些MVRF站點連接在一起,實現組播互通。

   接下來以上圖爲例,詳細介紹組播×××的工作原理。

   Share-MDT的創建過程如下:

  1. PE 1的mVRF實例向公網RP發起加入(Join),以Share-Group地址爲組播組地址,在公網沿途的各設備上分別創建(*,Share-Group)表項。同時,PE 2和PE3也各自發起類似的加入過程,最終在MD中形成一棵以公網RP爲根,PE 1、PE2和PE 3爲葉的RPT。

  2. PE 1的mVRF實例向公網RP發起註冊(Register),以接口地址爲組播源地址、Share-Group地址爲組播組地址,在公網沿途的各設備上分別創建(S,Share-Group)表項。同時,PE 2和PE3也各自發起類似的註冊過程,最終在MD中形成三棵相互獨立的、連接PE與RP的SPT。

  3. 在PIM-SM網絡中,由RPT(*,Share-Group)以及三棵相互獨立的SPT共同組成Share-MDT。


   Share-MDT構建完成後,就可以進行組播報文的傳輸。其中,組播協議報文和組播數據報文的傳輸過程是不同的,下面分別進行介紹。

  1. 組播協議報文的傳輸:

    a)當私網組播接收者和組播源位於×××網絡中的不同Site時,組播協議報文必須跨越公網進行傳輸。協議報文在本地PE上被封裝爲普通的公網組播數據並沿Share-MDT進行傳輸,在遠端PE上被解封裝,從而繼續進行正常的協議交互過程,最終建立一棵跨越公網的組播分發樹。

    b)如果接收者與私網RP位於不同的Site,需要跨越公網發起加入以創建RPT;如果組播源與私網RP位於不同的Site,需要跨越公網發起註冊以創建SPT。


  2. 組播數據報文的傳輸:

    a)當組播分發樹創建完成後,私網組播數據沿組播分發樹傳輸給各Site中的接收者。私網組播數據在本地PE上被封裝爲普通的公網組播數據並沿Share-MDT進行傳輸,在遠端PE上被解封裝,從而繼續在私網內進行組播數據的傳輸。

    b)如果接收者與私網RP位於不同的Site,沿RPT跨越公網進行私網組播數據的傳輸;如果組播源與私網RP位於不同的Site,沿SPT跨越公網進行私網組播數據的傳輸。

    c)爲了防止組播數據流沿着share-MDT傳送m×××中的所有PE,浪費網絡帶寬,在各PE之間還可以按需建立專用的Data-MDT。當私網中組播數據的傳輸速率超過一定門限時,將該組播數據流從Share-MDT切換到Data-MDT,只有帶有接收者的PE纔會加入到Data-MDT,從而實現按需組播。


方案二:基於PIM-SSM/mGRE的承載方案

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   如圖所示,公網中運行PIM-SSM,且PE 1、PE2和PE 3都支持mVRF實例。

   該方案採用BGP AD方式實現M××× PE成員自動發現機制,通過在BGP消息中定義新的MDT地址族,向所有PEER發佈M×××的RD信息以及Share-group地址。對端PE收到MDT-SAFI消息後,與自己的Share-group地址進行匹配,相同則加入該M×××實例。BGP AD方式不依賴公網RP和MSDP協議,通過在公網建立PIM-SSM組播轉發樹,承載私網組播業務。

   Share-MDT的創建過程如下:

  1. PE 1的公網實例分別向PE 2和PE 3的公網實例通知其本地的BGP MDT信息(包含BGP接口地址和Share-Group地址等信息),並互換BGP MDT路由信息;PE 2和PE 3收到來自PE1的BGP MDT信息後,分別向PE 1的BGP接口地址逐跳發送訂閱報文,在公網沿途的各設備上分別創建(S,Share-Group)表項,從而形成一棵以PE 1爲根、PE 2和PE3爲葉的SPT。

  2. 同時,分別以PE 2和PE 3爲根的SPT形成過程與此類似,最終在MD中形成三棵相互獨立的SPT。

  3. 在PIM-SSM網絡中,由這三棵相互獨立的SPT共同組成了一棵Share-MDT。

   Share-MDT構建完成後,就可以進行組播報文的傳輸。組播協議報文和組播數據報文的傳輸過程與方案一類似,爲了防止組播數據流沿着share-MDT傳送給m×××中的所有PE,在各PE之間也可以按需建立專用的Data-MDT,以實現按需組播。


方案三:基於mLDP的承載方案

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   基於MP2MP LSP建立Share-MDT,用於傳遞信令消息和小流量數據。

   基於P2MP LSP建立Data-MDT,採用MDT join TLV消息動態建立Data-MDT,用於轉發高帶寬數據流量。

   一條MP2MP LSP允許業務流從多個入口節點傳輸到多個出口節點;一條P2MP LSP允許業務流從一個根節點(或入口節點)傳輸到多個葉節點(或出口節點)。

   在MP LSP的每一條鏈路上只需傳輸數據包的一份拷貝,不需要組播路由協議的支持。允許多條MP LSP以一個入口節點爲根節點,每一條MP LSP都有它自己的標識符。

   MP2MP LSP由一個根節點,零個或多個傳輸節點以及一個或多個葉節點組成。MP2MP LSP中的葉節點需要建立兩條LSP:一條下游LSP,與從根節點出發的P2MP LSP相似;一條上游LSP,用來向根節點和其它葉節點發送數據流。傳輸節點支持上游和下游LSP的建立並保存相應的MPLS轉發狀態。MP2MP LSP中數據包從根節點傳輸到葉節點的過程與在P2MP LSP中類似;從葉節點發送的數據流首先通過上游LSP傳輸到根節點,然後在根節點經下游LSP傳輸到其它的葉節點。

   P2MP LSP由一個根節點,零個或多個傳輸節點以及一個或多個葉節點組成。由葉節點負責P2MP LSP的建立和撤銷。根節點需要建立轉發狀態,並將業務流映射到P2MP LSP。


總結:

   三種組播×××承載方案之間的對比分析如下表所示。

   方案三基於mLDP協議,單播及組播流量都通過MPLS隧道轉發,轉發效率高,並採用MPLS OAM機制維護公網組播狀態,可維護性更好,在三個方案中實現方式最優,但是目前多數現網設備不支持該方案,因此不具備現網部署條件。

   方案一和方案二都是基於PIM協議和mGRE隧道來實現組播×××業務的承載,對公網設備能力有較高要求。其中方案一基於PIM-SM方式,依賴公網RP和MSDP來建立公網MDT;方案二基於PIM-SSM,不需要依賴公網RP,且基於BGP實現拓撲自動發現,穩定性更好。因此推薦採用方案二。



方案一

PIM-SM/mGRE M×××

方案二

PIM-SSM/mGRE M×××

方案三

mLDP M×××

用戶組網

公網組播對用戶透明

公網組播對用戶透明

公網組播對用戶透明

公網組網

基於PIM-SM協議和mGRE隧道,依賴於公網RPMSDP協議

基於PIM-SSM協議和mGRE隧道,不依賴公網RPMSDP協議,採用BGP mdt地址族實現拓撲自動發現

基於MP2MP/P2MP LSP建立公網MDT,不依賴PIM協議

冗餘備份及故障收斂

組播源雙掛場景故障倒換慢

組播源雙掛場景故障倒換慢

可實現FRR快速倒換

設備支持力度

各主流廠家設備均支持該方式,互通性好

各主流廠家設備均支持該方式,互通性好

廠家設備實現不成熟,互通性差


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