CGMP:思科組管理協(xié)議 (CGMP:Cisco Group Management Protocol)
思科組管理協(xié)議 CGMP 主要用來限定只向與 IP 組播客戶機(jī)相連的端口轉(zhuǎn)發(fā) IP 組播數(shù)據(jù)包。這些客戶機(jī)自動(dòng)加入和離開接收 IP 組播流量的組,交換機(jī)根據(jù)請求動(dòng)態(tài)改變其轉(zhuǎn)發(fā)行為。CGMP 主要提供以下服務(wù):
√允許 IP 組播數(shù)據(jù)包被交換到具有 IP 組播客戶機(jī)的那些端口。
√將網(wǎng)絡(luò)帶寬保存在用戶字段,不致于轉(zhuǎn)播不必要的IP組播流量。
√不需要改變終端主機(jī)系統(tǒng)。
√在為交換網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)組播組創(chuàng)建獨(dú)立 VLAN 時(shí)不會(huì)產(chǎn)生額外開銷。
一旦 CGMP 被激活使用,它能自動(dòng)識別與 CGMP-Capable 路由器連接的端口。CGMP 通過缺省方式被激活,它支持為64的 IP 組播組注冊。支持 CGMP 的組播路由器周期性地相發(fā)送 CGMP 加入信息(Join Messages),用來通告自己執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)交換行為。接收交換機(jī)保存信息,并設(shè)置一個(gè)類似于路由器保持時(shí)間(Holdtime)的定時(shí)器(Timer)。交換機(jī)每接收一個(gè) CGMP 加入信息,定時(shí)器也隨其不斷更新。當(dāng)路由器保持時(shí)間終止時(shí),交換機(jī)負(fù)責(zé)將所有知道的組播組移出 CGMP。
CGMP 結(jié)合 IGMP 信息共同實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)分配 Cisco Catalyst 交換機(jī)端口過程,從而 IP 組播流量只被轉(zhuǎn)發(fā)給與 IP 組播客戶機(jī)相連的那些端口。由于 CGMP-Capable IP 組播路由器看到所有 IGMP 數(shù)據(jù)包,因此它可以通知交換機(jī)特定主機(jī)什么時(shí)候加入或離開 IP 組播組。當(dāng) CGMP-Capable 路由器接收一個(gè) IGMP 控制數(shù)據(jù)包時(shí),它會(huì)創(chuàng)建一個(gè)包含請求類型(加入或離開)、組播組地址和主機(jī)有效 MAC 地址等的 CGMP 數(shù)據(jù)包。然后路由器將 CGMP 數(shù)據(jù)包發(fā)送到所有 Catalyst 交換機(jī)都知道的地址上。當(dāng)交換機(jī)接收 CGMP 數(shù)據(jù)包時(shí),交換機(jī)負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)包同時(shí)更改組播組的轉(zhuǎn)發(fā)行為。至此,該組播流量只被發(fā)送到與適當(dāng) IP 組播客戶機(jī)相連的那些端口。該過程是自動(dòng)實(shí)現(xiàn)的,無需用戶參與。
增強(qiáng)的內(nèi)部網(wǎng)關(guān)路由選擇協(xié)議 EIGRP 是增強(qiáng)版的 IGRP 協(xié)議。IGRP 是思科提供的一種用于 TCP/IP 和 OSI 英特網(wǎng)服務(wù)的內(nèi)部網(wǎng)關(guān)路由選擇協(xié)議。它被視為是一種內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議,而作為域內(nèi)路由選擇的一種外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議,它還沒有得到普遍應(yīng)用。
Enhanced IGRP 與其它路由選擇協(xié)議之間主要區(qū)別包括:收斂寬速(Fast Convergence)、支持變長子網(wǎng)掩模(Subnet Mask)、局部更新和多網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議。執(zhí)行 Enhanced IGRP 的路由器存儲(chǔ)了所有其相鄰路由表,以便于它能快速利用各種選擇路徑(Alternate Routes)。如果沒有合適路徑,Enhanced IGRP 查詢其鄰居以獲取所需路徑。直到找到合適路徑,Enhanced IGRP 查詢才會(huì)終止,否則一直持續(xù)下去。
EIGRP 協(xié)議對所有的 EIGRP 路由進(jìn)行任意掩碼長度的路由聚合,從而減少路由信息傳輸,節(jié)省帶寬。另外 EIGRP 協(xié)議可以通過配置,在任意接口的位邊界路由器上支持路由聚合。
Enhanced IGRP 不作周期性更新。取而代之,當(dāng)路徑度量標(biāo)準(zhǔn)改變時(shí),Enhanced IGRP 只發(fā)送局部更新(Partial Updates)信息。局部更新信息的傳輸自動(dòng)受到限制,從而使得只有那些需要信息的路由器才會(huì)更新;谝陨线@兩種性能,因此 Enhanced IGRP 損耗的帶寬比 IGRP 少得多。
內(nèi)部網(wǎng)關(guān)路由協(xié)議(IGRP)是一種在自治系統(tǒng)(AS:autonomous system)中提供路由選擇功能的路由協(xié)議。在上世紀(jì)80年代中期,最常用的內(nèi)部路由協(xié)是路由信息協(xié)議(RIP)。盡管 RIP 對于實(shí)現(xiàn)小型或中型同機(jī)種互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的路由選擇是非常有用的,但是隨著網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展,其受到的限制也越加明顯。思科路由器的實(shí)用性和 IGRP 的強(qiáng)大功能性,使得眾多小型互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)組織采用 IGRP 取代了 RIP。早在上世紀(jì)90年代,思科就推出了增強(qiáng)的 IGRP,進(jìn)一步提高了 IGRP 的操作效率。
IGRP 是一種距離向量(Distance Vector)內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議(IGP)。距離向量路由選擇協(xié)議采用數(shù)學(xué)上的距離標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算路徑大小,該標(biāo)準(zhǔn)就是距離向量。距離向量路由選擇協(xié)議通常與鏈路狀態(tài)路由選擇協(xié)議(Link-State Routing Protocols)相對,這主要在于:距離向量路由選擇協(xié)議是對互聯(lián)網(wǎng)中的所有節(jié)點(diǎn)發(fā)送本地連接信息。
為具有更大的靈活性,IGRP 支持多路徑路由選擇服務(wù)。在循環(huán)(Round Robin)方式下,兩條同等帶寬線路能運(yùn)行單通信流,如果其中一根線路傳輸失敗,系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)切換到另一根線路上。多路徑可以是具有不同標(biāo)準(zhǔn)但仍然奏效的多路徑線路。例如,一條線路比另一條線路優(yōu)先3倍(即標(biāo)準(zhǔn)低3級),那么意味著這條路徑可以使用3次。只有符合某特定路徑范圍或在差量范圍之內(nèi)的路徑才可以用作多路徑。差量(Variance)是網(wǎng)絡(luò)管理員可以設(shè)定的另一個(gè)值。
熱備份路由器協(xié)議(HSRP)的設(shè)計(jì)目標(biāo)是支持特定情況下 IP 流量失敗轉(zhuǎn)移不會(huì)引起混亂、并允許主機(jī)使用單路由器,以及即使在實(shí)際第一跳路由器使用失敗的情形下仍能維護(hù)路由器間的連通性。換句話說,當(dāng)源主機(jī)不能動(dòng)態(tài)知道第一跳路由器的 IP 地址時(shí),HSRP 協(xié)議能夠保護(hù)第一跳路由器不出故障。該協(xié)議中含有多種路由器,對應(yīng)一個(gè)虛擬路由器。HSRP 協(xié)議只支持一個(gè)路由器代表虛擬路由器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)過程。終端主機(jī)將它們各自的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到該虛擬路由器上。
負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的路由器稱之為主動(dòng)路由器(Active Router)。一旦主動(dòng)路由器出現(xiàn)故障,HSRP 將激活備份路由器(Standby Routers)取代主動(dòng)路由器。HSRP 協(xié)議提供了一種決定使用主動(dòng)路由器還是備份路由器的機(jī)制,并指定一個(gè)虛擬的 IP 地址作為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的缺省網(wǎng)關(guān)地址。如果主動(dòng)路由器出現(xiàn)故障,備份路由器(Standby Routers)承接主動(dòng)路由器的所有任務(wù),并且不會(huì)導(dǎo)致主機(jī)連通中斷現(xiàn)象。
HSRP 運(yùn)行在 UDP 上,采用端口號1985。路由器轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議數(shù)據(jù)包的源地址使用的是實(shí)際 IP 地址,而并非虛擬地址,正是基于這一點(diǎn),HSRP 路由器間能相互識別。
思科路由器端口組管理協(xié)議(RGMP)彌補(bǔ)了 Internet 組管理協(xié)議(IGMP:Internet Group Management Protocol)在 Snooping 技術(shù)機(jī)制上所存在的不足。RGMP 協(xié)議作用于組播路由器和交換機(jī)之間。通過 RGMP,可以將交換機(jī)中轉(zhuǎn)發(fā)的組播數(shù)據(jù)包固定在所需要的路由器中。RGMP 的設(shè)計(jì)目標(biāo)是應(yīng)用于具有多種路由器相連的骨干交換網(wǎng)(Backbone Switched Networks)。
IGMP Snooping 技術(shù)的局限性主要體現(xiàn)在:該技術(shù)只能將組播流量固定在接收機(jī)間經(jīng)過其它交換機(jī)直接或間接相連的交換端口,在 IGMP Snooping 技術(shù)下,組播流量不能固定在至少與一臺(tái)組播路由器相連的端口處,從而引起這些端口的組播流量擴(kuò)散。IGMP Snooping 是機(jī)制固有的局限性;诖耍酚善鳠o法報(bào)告流量狀態(tài),所以交換機(jī)只能知道主機(jī)請求的組播流量類型,而不知道路由器端口接收的流量類型。
RGMP 協(xié)議支持將組播流量固定在路由器端口。為高效實(shí)現(xiàn)流量固定,要求網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和路由器都必須支持 RGMP 。通過 RGMP,骨干交換機(jī)可以知道每個(gè)端口需要的組類型,然后組播路由器將該信息傳送給交換機(jī)。但是路由器只發(fā)送 RGMP 信息,而忽視了所接收的 RGMP 信息。當(dāng)組不再需要接收通信流量時(shí),路由器會(huì)發(fā)送一個(gè) RGMP 離開信息(Leave Message)。RGMP 協(xié)議中網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)需要消耗網(wǎng)絡(luò)端口達(dá)到 RGMP 信息并對其進(jìn)行處理操作。此外,RGMP 中的交換機(jī)不允許將接收到的 RGMP 信息轉(zhuǎn)發(fā)/擴(kuò)散到其它網(wǎng)絡(luò)端口。
RGMP 的設(shè)計(jì)目標(biāo)是與支持分配樹 Join/Prune 的組播路由選擇協(xié)議相結(jié)合使用。其典型協(xié)議為 PIM-SM。RGMP 協(xié)議只規(guī)定了 IP v4 組播路由選擇操作,而不包括 IP v6。