基本概念

组播一般用来承载点到多点的业务，相较于单播和广播承担，具有节省网络资源和提高信息传输的安全性。

报文格式

与单播的报文格式相似，目的 IP 地址为 224.0.0.0-239.255.255.255 ，组播目的 MAC 地址由组播 IP 地址映射而来。

其中组播 IP 地址又分为五个范围：

组播 MAC 的生成过程： 规定高24位为 0x01005e ，第25位为0，低23位为IPv4组播地址的低23位。即我们所熟知的 01-00-5e-xx-xx-xx

除了与 IP 组播地址有映射关系的组播 MAC，还有一些熟知的组播MAC，是与组播IP地址不存在关系的，例如 STP 中，BPDU被封装在以太网帧中，数据帧的目的MAC为 01-80-c2-00-00-00 。这两种MAC组播地址的共同点是第一个字节的最低bit位都为 1

服务模型

组播组成员在接收组播数据时，对于组播数据源进行选择，产生了ASM（Any-Source Multicast，任意源组播）和SSM（Source-Specific Multicast，指定源组播）两种组播服务模型。

ASM要求组地址必须整个组播网络中“唯一”，“唯一”指的是同一时刻一个ASM地址只能被一种组播应用使用。如果有两种不同的应用程序使用了同一个ASM组地址发送数据，它们的接收者回同时收到来自两个源的数据，一方面导致网络流量拥塞，另一方面给接收者造成困扰。

SSM则不再要求组地址全网唯一，只需要每个组播源保持“唯一”。这里的”唯一“指的是同一个源上不同的组播应用必须使用不同的SSM地址来区分，不同的源之间可以使用相同的组地址，SSM模型中针对每一个（组播源，组播组）信息生成表项，这样节省了组播组地址，也不会造成网络拥塞。

组播转发

组播转发需要依赖路由表项，但基于目的网络的路由表在转发组播数据时存在一定问题：

由于会产生环路、次优和重复报文，因此组播路由表项除了目的网络和出接口，还要添加组播源和入接口的信息。设备仅转发从特定唯一的入接口收到的组播数据 ，从而避免组播转发时产生环路、次优、重复报文等问题。

对于相同的组播源，设备通过RPF(Reverse Path Forwarding，反向路径转发)检查可以确定设备上唯一的组播流量入接口

RPF检查原理：

组播路由器根据报文的源地址通过路由表（单播路由表、MBGP路由表或组播静态路由表） 查找 到达“报文源” 的路由，查看到“报文源”的路由表项的出接口是否与收到组播报文的入接口一致。如果一致，则认为该组播报文从正确的接口到达，从而保证了整个转发路径的正确性和唯一性。这个过程就被称为RPF检查。

RPF 路由选举规则

RPF路由可以从单播路由、MBGP（Multicast BGP，组播BGP）路由、组播静态路由中选举产生，当路由器中三种路由表都存在，具体检查过程如下：

• 如果配置了按照最长匹配选择路由，则从这三条路由中选出最长匹配的那条路由；

• 如果这三条路由的掩码一样，则选择优先级最高的那条路由；

• 如果它们的优先级也相同，则按照组播静态路由、MBGP路由、单播路由的顺序进行选择。

组播数据转发流程：

组播路由表项出接口与组播转发路径由 组播路由协议 决定，组播组成员位置由 IGMP 通告。

参考文章