使用协议无关组播（PIM）的任播RP

RFC4610：Anycast-RP Using Protocol Independent Multicast (PIM)，August 2006

关于本备忘录

本文件规定了互联网社区的互联网标准跟踪协议，并要求进行讨论和提出改进建议。有关本协议的标准化状态和状态，请参阅当前版本的“互联网官方协议标准”（STD 1）。这份备忘录的分发是无限的。

版权声明

版权所有（C）互联网协会（2006）。

摘要

此规范允许在仅运行协议无关组播（Protocol Independent Multicast，PIM）的域内使用任播RP（Rendezvous Point，汇集点）。其他组播协议（如组播源发现协议（Multicast Source Discovery Protocol，MSDP），传统上用于解决此问题）不需要支持Anycast-RP。

1、 简介

[使用协议无关组播（PIM）和组播源发现协议（MSDP）的任播汇集点（RP）机制]中描述的任播RP是一种基于ISP的主干网在PIM汇集点（Rendezvous Point，RP）路由器出现故障时用于快速收敛的机制。为了允许接收器和源集合到最近的RP，来自源的报文需要到达所有RP以找到加入的接收器。

接收器寻找源的概念是MSDP旨在解决的源发现的基本问题。然而，如果希望以较少的协议机制保留[I1]带来的任播RP优势，则可以选择从解决方案空间中删除MSDP。

本备忘录扩展了PIM中的Register机制，因此可以在不使用MSDP的情况下保留任播RP功能。

1.1、 术语

本文件中的关键词“必须”、“不得”、“要求”、“应”、“不应”、“可”、“不可”、“推荐”、“可能”和“可选”应按照[N2]中的描述进行解释。

2、 概述

*选择单播IP地址作为RP地址。该地址是静态配置的，或者使用动态协议分发给整个域中的所有PIM路由器。

*域中的一组路由器被选择作为该RP地址的RP。这些路由器被称为任播RP集。

*任播RP集中的每个路由器都使用RP地址配置了环回接口。

*任播RP集中的每个路由器还需要一个单独的IP地址，用于RP之间的通信。

*RP地址或覆盖RP地址的前缀被注入域内部的单播路由系统中。

*任播RP集中的每个路由器都配置有任播RP集合中所有其他路由器的地址。这必须在集合中的所有RP中一致配置。

3、 机制

下图示出了使用3个RP的域，其中接收器根据单播路由度量将它们带到哪里而加入到最近的RP，并且2个源将报文发送到它们各自的RP。

本节中描述的规则并不凌驾于[N1]中的规则之上。它们旨在与[N1]中的规则相融合。如果对解释有任何疑问，则以[N1]为先例。

假设上面的场景是完全连接的，其中R1、R1’和R2是一个组的接收器，S1和S3发送到该组。假设RP1、RP2和RP3都被分配了相同的IP地址，该地址被用作任播RP地址（假设IP地址是RPA）。

请注意，域中用于RP地址的地址（任播RP地址）需要与任播RP路由器用于相互通信的地址不同。

当S1开始寻找流量时，使用以下程序：

*S1发送组播报文。

*直接连接到S1的指定路由器（designated router，DR）将形成PIM寄存器消息以发送到任播RP地址（Anycast-RP address，RPA）。单播路由系统将把PIM Register消息传送到最近的RP，在这种情况下是RP1。

*RP1将接收PIM寄存器消息，将其解封装，并将数据包发送到共享树下，以将数据包获得给接收器R1和R1’。

*RP1配置有RP2和RP3的IP地址。由于Register消息不是来自任播RP集中的某个RP，因此RP1假定数据包来自DR。如果Register未寻址到任播RP地址，则表明发生了错误，并且应限制记录速率。

*然后RP1将从S1的DR向RP2和RP3发送Register消息的副本。RP1将使用其自己的IP地址作为PIM寄存器消息的源地址。

*RP1可以通过触发朝向S1的（S1，G）加入消息，但是，RP1必须创建（S1，G）状态。

*RP1向DR发送一个寄存器停止。如果由于某种原因，发送给RP2和RP3的寄存器消息丢失，则当DR中的寄存器抑制定时器到期时，它将重新发送寄存器，以允许任播RP集中的所有RP有另一次机会获得（S，G）状态。

*RP2从RP1接收Register消息，将其解封装，并且还将报文沿着共享树向下发送以将报文获得到接收器R2。

*RP2将寄存器停止发送回RP1。如果RP2决定加入源树，它可能会等待发送Register Stop。RP2应等待，直到它从源树上的源接收到数据后，再发送“寄存器停止”。如果RP2决定等待，则在接收到下一个寄存器时将发送寄存器停止。如果RP2决定不等待，则立即发送“注册停止”。

*RP2可以通过触发朝向S1的（S1，G）的加入消息，但是，RP2必须创建（S1，G）状态。

*RP3从RP1接收Register消息，将其解封装，但由于没有接收器加入该组，因此可以丢弃该报文。

*RP3将寄存器停止发送回RP1。

*RP3创建（S1，G）状态，因此当接收器在S1开始发送后加入时，RP3可以快速加入S1的源树。

*RP1处理来自RP2和RP3中每一个的寄存器停止。在处理“注册停止”消息时没有采取任何特定操作。

S3发送的过程与上述相同，但是RP3向RP1和RP2发送由S3的DR发起的寄存器的副本。因此，该示例显示了域中任何地方与不同RP相关联的源如何能够到达同一域中也与不同RP相关联的所有接收器。

4、 关于本建议书的意见和指南

*只有当从不在任播RP列表中的IP地址接收到寄存器时，RP才会发送寄存器的副本（即，寄存器来自DR而不是另一个RP）。实现必须通过将生存时间（Time to Live，TTL）从Register消息复制到它复制并发送给其他RP的Register消息，来防止每个RP中配置不一致的任播RP集。

*PIM为源注册的每个DR将向任播RP地址发送消息（这导致数据包到达最近的物理RP）。因此，DR逻辑没有变化。

*数据包流向所有接收器，无论它们加入了什么RP。

*源由DR注册到单个RP。接收来自DR的PIM Register消息的RP（根据路由度量，最接近DR的RP）负责将数据包发送到任播RP集中的所有其他RP。

*逻辑仅在RP中更改。逻辑更改用于发送Register消息的副本。寄存器停止处理保持不变。但是，实现可能会禁止发送“寄存器停止”消息以响应从RP接收到的寄存器。

*寄存器和寄存器停止消息的速率限制是端到端完成的。这是来自DR->RP1->{RP2和RP3}。在RP之间不需要特定的速率限制逻辑。

*当拓扑发生变化时，现有的源树会像今天一样根据[N1]进行调整。现有的共享树也会像今天一样根据[N1]进行调整。

*物理RP变化与单播路由收敛一样快，保留了[I1]的优点。

*不支持此规范的RP可以与支持此规范的RP混合使用。然而，非支持者RP不应该具有向其注册的源，而是可以具有加入到其的接收器。

*如果发送了Null寄存器（具有IP报文头且没有IP有效负载的寄存器），则必须将它们复制到任播RP集中的所有RP，以便活动源的源状态保持活动状态。

*任播RP集中的RP数量应保持较小，以便将非本机复制的数量保持在最低限度。

*由于从DR接收寄存器的RP将在向DR发送寄存器停止的同时向其他RP发送寄存器的副本，因此在DR再次发送寄存器消息之前，其他RP中可能存在数据包丢失和丢失状态。

5、 与在任播PIM路由器中运行的MSDP的交互

此组播PIM提案的目的是消除对使用MSDP的依赖。这可以通过删除任播RP之间的MSDP对等来实现。然而，要向PIM路由域之外的路由器通告内部源，并从其他路由域学习外部源，可能仍然需要MSDP。

5.1、 任播PIM存根域功能

在这种能力下，当有内部源需要从外部发布时，从DR或任播RP接收Register消息的任播RP应按照本规范中的描述进行处理，以及如何按照[N1]中的描述处理Register消息。这意味着同一内部源的源活动（Source-Active，SA）可以由多个进行MSDP对等的任播RP发起。除了源域的多个位置将源通告到MSDP基础结构之外，这本身没有什么问题。然而，如果这是不可取的，则一个或多个（而不是所有）任播RP MSDP路由器的配置将仅允许这些路由器为内部源发起SA。在某些情况下，很有可能不是集合中的所有任播RP都会有MSDP对等会话，因此这个问题可以在一定程度上得到缓解。

从任播RP的角度来看，当任播RP通过接收到的Register消息发现源时，无论Register消息是由DR、另一个任播RP成员还是路由器本身发送的，都应将其视为域内部的源。

对于域外部的学习源，MSDP SA消息可以到达多个MSDP对等任播RP。根据[使用协议无关组播（PIM）和组播源发现协议（MSDP）的任播汇集点（RP）机制]，应遵守处理SA的规则。也就是说，如果G在域中加入，则向源发送（S，G）加入。如果SA附带数据，则每个进行MSDP对等的任播PIM RP都会将数据转发到其各自的共享树中。

以上假设每个任播RP都具有外部MSDP对等连接。如果不是这样，则具有MSDP对等连接的任播PIM路由器将遵循与从DR或另一个Anycast-RP接收到数据寄存器或空寄存器相同的程序。也就是说，他们将向任播RP集合的其他成员发送Registers。

如果混合了具有和不具有外部MSDP对等连接的任播RP，则必须使用不具有外部MSDP对等连接的集合来配置具有和不具备外部MSDP对等连接的任意播RP。因此，Register消息只发送给任播RP集合中没有外部MSDP对等连接的成员。

此MSDP对等RP生成的Register流量将等于域外部活动源的数量。源活动状态将必须被传送到任播RP集中的所有其他RP，因为MSDP对等RP将不知道与其他RP相关联的组成员身份。为了避免这种周期性的控制流量，建议所有任播RP都配置有外部MSDP对等会话，这样任播RP集中的任何RP都不必代表外部源发起Register消息。

5.2、 任播PIM传输域功能

在路由域中，建议不要将本规范中定义的任播RP集与成员之间的MSDP对等混合。在某些情况下，源发现会起作用，但对于实现来说，哪些源是域的本地源，哪些不是本地源可能并不明显。这可能会影响内部来源的外部MSDP通告。

话虽如此，本文档并未试图通过在传输域内使用任播PIM将MSDP对等域连接在一起。

6、 安全考虑

本节介绍任播RP之间的Register和Register Stop消息的安全考虑。有关DR和RP之间的PIM消息，请参见[N1]。6.1、 基于伪造消息的攻击

攻击者可以使用任播RP列表中的一个地址伪造Register消息，以实现以下一种或多种效果：

1.在拒绝服务（denial-of-service，DoS）攻击中覆盖目标RP

2.向RP服务的接收器注入未经授权的数据

3.如果目标RP具有外部MSDP对等，则在其他PIM域中注入未经授权的数据并创建伪造的SA条目

攻击者还可以使用任播RP列表中的某个地址伪造“注册停止”消息。然而，除了拒绝服务之外，这种攻击的效果是有限的，因为RP通常会忽略Register Stop消息。

6.2、 保护寄存器和寄存器停止消息

无法阻止使用伪造的“注册”或“注册停止”消息的DoS攻击。但是RP仍然可以得到保护。例如，RP可以对传入消息进行速率限制。它还可以选择拒绝处理任何“注册停止”消息。实际的保护机制是具体实施的。

可以使用[N1]第6.3.2节中描述的方法来防止未经授权的数据和伪造的Register消息的分发。当RP1向RP2发送寄存器的副本时，RP1充当[N1]描述DR，而RP2充当[N1]描述RP。

如[N1]中所述，RP可以使用唯一的SA和安全参数索引（Security Parameter Index，SPI）来配置，用于到列表中任意播RP的每个成员的流量（寄存器或寄存器停止），但这会导致密钥管理问题；因此，在PIM域中，所有汇集点都处于单个管理控制之下，对于域中的所有注册报文使用相同的认证算法参数（包括密钥）可能是优选的。

7、 参考文献

7.1、 规范性引用文件

[N1] Fenner, B., Handley, M., Holbrook, H., and I. Kouvelas, "Protocol Independent Multicast - Sparse Mode (PIM-SM): Protocol Specification (Revised)", RFC 4601, August 2006.[N2] Bradner, S., "Key words for use in RFCs to Indicate Requirement Levels", BCP 14, RFC 2119, March 1997.

7.2、 参考资料

[I1] Kim, D., Meyer, D., Kilmer, H., and D. Farinacci, "Anycast Rendevous Point (RP) mechanism using Protocol Independent Multicast (PIM) and Multicast Source Discovery Protocol (MSDP)", RFC 3446, January 2003.

附录A：可能的配置语言

要使用的一组可能的命令可以是：

ip pim anycast-rp <anycast-rp-addr> <rp-addr>

其中：

<anycast rp-addr>描述了分配给组范围的rp的任播rp集。此IP地址是第一跳和最后一跳PIM路由器用于注册和加入的地址。

<rp-addr>描述注册消息副本发送到的IP地址。此IP地址是指分配给rp路由器的任何地址，不包括<anycast-rp-addr>。

示例：

根据上图，配置命令为：

ip pim anycast-rp RPA RP1ip pim anycast-rp RPA RP2ip pim anycast-rp RPA RP3

备注：

在命令集中包括本地路由器IP地址可能很有用，这样就可以将上面的行剪切并粘贴或脚本化到任播RP集中的所有RP中。

但实施必须知道自己的地址，而不是无意中向自己发送登记册。

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