目录
1.PIM协议简介
2. PIM基本概念
2.1 PIM路由器
2.2 PIM路由表项
2.3 组播分发树
3.PIM工作模式
3.1 PIM-DM密集模式
3.2 PIM-SM（ASM）模式
3.3 PIM-SM（SSM）模式
1.PIM协议简介
PIM（Protocol Independent Multicast）协议是一种IP组播协议，它可以在不同的网络层协议上实现组播功能。PIM协议的主要作用是构建组播树，以便将组播数据从源主机传递到所有需要接收数据的主机。
PIM协议有两种模式：PIM Sparse Mode（PIM-SM）和PIM Dense Mode（PIM-DM）。PIM-SM是一种基于源的协议，它会动态地构建组播树来传递组播数据。PIM-DM是一种基于接收者的协议，它会将组播数据在整个网络中广播，直到所有需要接收数据的主机都接收到了数据为止。
在PIM-SM模式下，PIM协议使用的是一种叫做“贪婪算法”的机制。当一个主机需要接收组播数据时，它会向网络中发送一个加入请求，然后PIM协议会自动选择一个最优路径来传递组播数据。PIM协议会构建一棵组播树，以便将组播数据从源主机传递到所有需要接收数据的主机。
在PIM-DM模式下，PIM协议会将组播数据在整个网络中广播，直到所有需要接收数据的主机都接收到了数据为止。这种模式适用于网络中的接收者比较密集的情况。但是，由于它会将组播数据广播到整个网络中，所以会导致网络负载较大。
PIM IP子协议号为103，以太网帧格式如下图：
图 1 PIM以太网帧
2. PIM基本概念
图 2 PIM基本概念图
2.1 PIM路由器
PIM路由器是指运行PIM协议的路由器,PIM路由器可以分为：第一跳路由器，中间路由器，最后一跳路由器，叶子路由器。
- 第一跳路由器：和组播源相连，负责转发组播源组播报文。
- 中间路由器：第一跳路由器和最后一跳路由器之间路由器。
- 最后一跳路由器：最后一跳路由器和组播成员相连路由器。
- 叶子路由器：和主机相连路由器，最后一跳路由器为叶子路由器子集，最后一跳路由器连接的主机必须是组播组成员。叶子路由器只要连接的是主机就可以。
2.2 PIM路由表项
PIM路由表项是指通过PIM建立的组播路由表项，PIM路由表项用于转发组播报文。
PIM路由表项由4要素组成：源IP地址，组播组地址，上游接口，下游接口。
源IP地址可以分为任意源和指定源，源IP地址和组播地址可以构成（*，G）和（S，G）路由表项。（*，G）表示任意源组播，（S，G）表示指定源组播。
上游接口
下游接口
2.3 组播分发树
组播分发树（MDT，Multicast Distribution Tree）是以组播组为核心的组播转发路径。该组播转发路径呈现树形结构，所以称为组播分发树 。
组播分法树分为两种： 最短路径树（SPT，Shortest Path tree），汇聚点树（RPT，RP Tree）。 以组播源为根，以组播组成员为叶子的组播分发树成为SPT。 以汇聚点（RP）为根，以组播组成员为叶子的组播分发树为RPT。
3.PIM工作模式
PIM有两种工作模式：PIM-DM（PIM密集模式），PIM-SM（PIM稀疏模式）。
PIM稀疏模式又分为PIM-SM（ASM）任意源组播模式和PIM-SM（SSM）指定源组播模式。
3.1 PIM-DM密集模式
PIM-DM密集模式是扩散和剪枝，扩散剪枝工作方式是以组播源推送组播组播数据建立组播路由表项，组播源推送组播报文至组播路由器，组播路由器将组播数据扩散至PIM邻居路由器，依此类推，直至扩散至所有的组播路由器。
当组播报文推送至叶子路由器，如果叶子路由器有组播组成员，则会将组播数据包推送至组播组成员。
如果叶子路由器没有组播组成员，叶子路由器将会执行PIM剪枝操作，执行完剪枝操作后，后续组播报文不会再推送至该叶子路由器，除非该叶子路由器有组播组成员加入。
图 3 PIM-DM工作原理
3.2 PIM-SM（ASM）模式
PIM-SM（ASM）模式是以RP为中心建立RPT（汇聚点树），通过RPT树进行组播报文转发。
RPT创建通过IGMPv2组播组成员触发，最后一跳路由器收到IGMPv2报告报文后，会向RP发送PIM Join报文，最后一跳路由器到RP之间的路由器收到PIM Join报文后会建立组播路由表项，最后形成RPT树。
组播源发送组播数据给第一跳路由器，第一跳路由器通过PIM Register（注册）报文向RP注册，RP应答stop Register（停止注册）报文至第一跳路由器，第一跳路由器和RP之间形成SPT。
组播源组播数据通过SPT发送给RP，RP再通过RPT转发组播数据至最后一跳路由器，最后一跳路由器将组播数据转发给组播组成员。
图 4 PIM-SM（ASM）工作原理
3.3 PIM-SM（SSM）模式
PIM-SM（SSM）模式无需维护RPT，无需注册组播源，最后一条路由器和第一跳路由器直接通过PIM Join报文建立SPT树，通过SPT树进行组播数据转发。
PIM-SM（SSM）是通过IGMPv3进行组播组成员报告，收到IGMPv3报告报文后，最后一跳路由器发送PIM Join报文至第一跳路由器，PIM Join报文经过的路由器会形成SPT树。
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图 4 PIM-SM（SSM）工作原理文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-735710.html
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