具有PIM非DR加入功能的VRRP感知PIM配置示例

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已更新: 2015 年 3 月 26 日

文档 ID:118859

非歧视性语言

此产品的文档集力求使用非歧视性语言。在本文档集中，非歧视性语言是指不隐含针对年龄、残障、性别、种族身份、族群身份、性取向、社会经济地位和交叉性的歧视的语言。由于产品软件的用户界面中使用的硬编码语言、基于 RFP 文档使用的语言或引用的第三方产品使用的语言，文档中可能无法确保完全使用非歧视性语言。深入了解思科如何使用包容性语言。

关于此翻译

思科采用人工翻译与机器翻译相结合的方式将此文档翻译成不同语言，希望全球的用户都能通过各自的语言得到支持性的内容。请注意：即使是最好的机器翻译，其准确度也不及专业翻译人员的水平。 Cisco Systems, Inc. 对于翻译的准确性不承担任何责任，并建议您总是参考英文原始文档（已提供链接）。

简介

本文档介绍如何配置路由器以使用虚拟路由器冗余协议感知（VRRP感知）协议独立组播(PIM)。

先决条件

要求

思科建议您了解组播和VRRP功能。

使用的组件

本文档不限于特定的软件和硬件版本。

本文档中的信息都是基于特定实验室环境中的设备编写的。本文档中使用的所有设备最初均采用原始（默认）配置。如果您使用的是真实网络，请确保您已经了解所有命令的潜在影响。

背景信息

VRRP版本3.10(15.3(3)S)支持VRRP感知PIM。PIM没有固有的冗余功能，其操作完全独立于第一跳冗余协议(FHRP)，如VRRP。因此，IP组播流量不一定由VRRP选出的同一路由器转发。

在启用虚拟路由器组(VRG)的冗余网络中，需要提供一致的IP组播转发。利用PIM冗余，可以利用虚拟路由器冗余服务(VRRS)，并根据路由器中的VRRP状态，进行指定路由器(DR)选举和PIM加入/修剪处理决策。启用PIM非DR加入功能时，它允许非DR(NonDR)创建组播路由(mroute)状态并拉取流量，但不转发流量。当VRRP故障切换发生时，VRRP组选择的新主路由器(MR)将接管第一跳路由器(FHR)或最后一跳路由器(LHR)DR责任并开始转发流量。

新接口功能

思科引入了使用ip pim non-dr-join CLI命令启用的新功能。此新功能独立于VRRP感知PIM功能工作，除VRRP外，还可用于其他功能，如双向转发检测(BFD)。启用此CLI功能后，NonDR可以处理互联网组管理协议(IGMP)加入并像DR一样运行，但以下例外：

非DR将接口保留在传出接口列表(OIL)中，但不设置F标志(组播路由信息库(MRIB)中的转发标志)，以便不转发流量。当非DR成为DR时，它会设置F标志并开始转发流量。
注意：此逻辑完全独立于VRRP组状态运行。
如果接口上同时启用了ip pim non-dr-join和ip pim redundancy <tag> vrrp dr-priority <value>功能，则无论VRRP状态如何，流量都会被拉入所有非DR。PIM根据VRRP状态设置或清除接口上的F标志，这允许在VRRP切换时快速收敛时间。

IP PIM冗余

本文档中描述的配置使用新的接口CLI功能，以便通过标记（48个字符串）将PIM绑定到VRRS会话：

ip pim redundancy 
     
     
       [vrrp ] dr-priority 
       
       
 
       
ipv6 pim redundancy 
       
         [vrrp ] dr-priority

PIM注册为VRRS客户端并侦听VRRP事件通知。为了将VRRP MR指定为多路访问网段上的PIM DR，请在从物理IP地址发送的Hello消息中增加PIM DR优先级。

在接口上启用VRRP感知PIM跟踪后，可能会观察到不同的行为，具体取决于ip pim non-dr-join功能是否在同一接口上启用：

如果启用了ip pim non-dr-join功能，则NonDR会处理IGMP报告并像往常一样创建mroute状态。与默认的NonDR行为不同，NonDR将接口添加到mroute条目的出站接口列表，向上游发送PIM加入/修剪决策，并像DR一样提取流量。但是，NonDR未在MRIB中的接口上设置F标志，因此不会从接口转发流量。相反，会为MRIB的出站接口列表(OIL)中的接口设置新的b标志(阻塞)，该标志表示此接口上的转发已阻塞（如果处于VRRP备份状态）。这允许在切换时以带宽为代价快速收敛。
如果ip pim non-dr-join功能未启用，则只有MR充当PIM DR并处理PIM加入/修剪决策，而所有备份路由器都忽略IGMP加入和PIM加入/修剪请求。切换后，新MR将发送带有虚拟IP地址的PIM Hello消息。然后，主机或下游框会被触发以重新发送加入请求，因此新MR会处理这些请求并提取组播流量。这会导致收敛时间比其他方法更慢，但从系统角度来看，它更具带宽经济性。

由于唯一感兴趣的应用设置是最后/第一跳方案，因此PIM仅允许跟踪每个接口一个VRRP组。您无法配置一个接口以跟踪多个VRRP组，这会造成一个接口处于一个VRRP组的主状态和另一个VRRP组处于备份状态的情况。

在VRRP故障切换时，已成为新MR的路由器将被选为新DR:

如果启用ip pim non-dr-join功能，PIM将遍历所有mroute条目，清除b标志，并在接口上设置F标志（因为它现在是VRRP组的MR）。如果前一个MR进入“备份”状态，则清除该F标志并在接口上设置b标志。
如果ip pim non-dr-join功能未启用，则遵循热备用路由器协议感知（HSRP感知）PIM逻辑，新MR将使用新GenID发送PIM Hello消息，以触发下游框重新发送PIM加入请求（或等待主机定期发送下一个请求）IGMP报告)，重新创建mroute状态，并通过新的DR提取流量。
流量现在通过新的MR（和PIM DR）转发到LAN，并且在故障切换时，下游路由器上根本不需要任何操作。

VRRP的角色

VRRP指定一种选举协议，该协议将IPv4/IPv6地址表示的虚拟路由器的责任动态分配给LAN上的VRRP路由器之一(RFC5798)。控制与虚拟路由器关联的地址的VRRP路由器称为主路由器，它转发发送到虚拟媒体访问控制(MAC)地址的数据包。

实施此新功能时，使用VRRP来选择VRRP MR。VRRP MR对发往VRRP组虚拟IP(VIP)的所有流量执行路由和转发。这实现了三个目标：

它会将所有VRRP服务器状态更改和更新通知VRRS。
它允许所有PIM加入/修剪请求到达VRRP组VIP，从而最大限度地减少下游路由器端的更改和配置（他们只需知道VIP）。
它允许PIM DR在与VRRP MR相同的网关上运行并保持mroute状态。组播流量通过VRRP MR转发，PIM可以利用VRRP冗余以避免潜在的重复流量并启用故障切换。

PIM的作用

PIM充当VRRS客户端，侦听来自VRRS服务器(VRRP)的状态更改和更新通知，并：

根据VRRP状态自动调整PIM DR优先级。
在VRRP故障切换时，从VRRS接收跟踪的VRRP组的状态更改通知。作为响应，PIM管理接口标志并确保流量通过VRRP MR转发。

由于mroute状态和流量在主路由器和备份路由器上都可用，因此切换时间主要取决于冗余基础设施（VRRP和VRRS）以及设置规模（如mroute条目数）。在通知状态更改后，PIM立即通知MRIB和组播转发信息库(MFIB)通过VRRP MR转发流量。

实施详细信息

本节介绍有关本文档中介绍的配置的一些重要说明。

将PIM与VRRP组绑定

引入PIM CLI命令，以在接口上启用PIM冗余并将其绑定到VRRS服务器组（VRRP组）：

ip pim redundancy 
     
     
       [vrrp ] dr-priority 
       
       
 
       
ipv6 pim redundancy 
       
         [vrrp ] dr-priority

当在接口上配置时，PIM将作为客户端注册到VRRS，并获取由VRRS数据库分配的客户端ID。它还请求VRRS向PIM发送有关由<tag>标识的组的所有事件的通知。

注意：VRRS服务器和客户端使用名称（48个字符串）绑定，该名称称为Tag。VRRS通过注册和回叫机制工作。向VRRS实施冗余寄存器的客户端（如PIM）。

在CLI中输入以下命令之一以启用NonDR Join功能：

ip pim non-dr-join

ipv6 pim non-dr-join

跟踪接口上的多个VRRP组

由于目标应用方案只是“第一跳/最后一跳”设置，因此最常见的设置是LAN上所有LHR接口跟踪同一VRRP组。因此，PIM仅允许跟踪每个接口一个VRRP组，即使您可以启用VRRS跟踪每个接口多个标记。

注意：默认情况下，该功能处于禁用状态。

配置

网络图

启用PIM冗余功能

注意：只有一个CLI命令可用于启用PIM冗余。您可以对PIM和HSRP使用当前的show和debug命令。

在CLI中输入以下命令之一，以启用PIM冗余功能并为每个VRRP组指定PIM DR优先级：

[no] ip pim redundancy 
     
     
       [hsrp | vrrp] dr-priority 
       
       
 
       
[no] ipv6 pim redundancy 
       
         [hsrp | vrrp] dr-priority

在CLI中输入以下命令之一以启用PIM DR功能（非DR上的转发除外）：

[no] ip pim non-dr-join

[no] ipv6 pim non-dr-join

LHR配置

对LHR DR使用此配置：

interface Ethernet0/0
ip address 10.10.10.1 255.255.255.0
ip pim redundancy VRRP vrrp dr-priority 150
ip pim non-dr-join
ip pim sparse-mode
vrrp 1 address-family ipv4
  vrrs leader VRRP
  priority 120
  track 1 decrement 30
  address 10.10.10.5 primary
exit-vrrp   !   track 1 interface Ethernet0/1 line-protocol

对LHR NonDR使用此配置：

interface Ethernet0/0
ip address 10.10.10.2 255.255.255.0
ip pim redundancy VRRP vrrp dr-priority 150
ip pim non-dr-join
ip pim sparse-mode
vrrp 1 address-family ipv4
  address 10.10.10.5 primary
exit-vrrp

输入show vrrp brief命令以查看LHR配置：

LHR-DR#show vrrp brief
Interface         Grp A-F Pri Time Own Pre State   Master addr/Group addr
Et0/0               1 IPv4 120     0 N   Y MASTER 10.10.10.1(local) 10.10.10.5
LHR-DR#

LHR-NonDR#show vrrp brief
Interface         Grp A-F Pri Time Own Pre State   Master addr/Group addr
Et0/0               1 IPv4 100 3609 N   Y BACKUP 10.10.10.1 10.10.10.5
LHR-NonDR#

验证

使用本节中介绍的信息验证配置是否正常工作。

验证VRRS数据库信息

在CLI中输入show vrrs server VRRP命令，以验证VRRS数据库是否已按先前配置填充：

LHR-DR#show vrrs server VRRP

Server Name: vrrpEthernet0/0v41
  Address Family: IPv4
  Interface: Ethernet0/0
  State: ACTIVE
  vMAC: 0000.5E00.0101
  vIP Address: 10.10.10.5
  Tags Connected:
    Tag Name VRRP
LHR-DR#

LHR-NonDR#show vrrs server VRRP

Server Name: vrrpEthernet0/0v41
  Address Family: IPv4
  Interface: Ethernet0/0
  State: BACKUP
  vMAC: 0000.5E00.0101
  vIP Address: 10.10.10.5
  Tags Connected:
LHR-NonDR#

检验接口信息

输入以下命令之一，以验证接口是否已为非dr-join功能正确编程，且NonDR已使用阻止标志构建树：

LHR-DR#show ip pim int e0/0 det | i Non|DR
   PIM DR: 10.10.10.1 (this system)
   PIM Non-DR-Join: TRUE

LHR-NonDR#show ip pim int e0/0 det | i Non|DR
   PIM DR: 10.10.10.1
   PIM Non-DR-Join: TRUE
LHR-NonDR#

在LHR-NonDR CLI中输入show ip mroute sparse命令，以查看新的Blocked字段：

LHR-NonDR#show ip mroute sparse
(*, 239.1.1.1), 01:26:15/stopped, RP 192.168.1.254, flags: SJC
Incoming interface: Ethernet0/1, RPF nbr 192.168.2.2
Outgoing interface list:
   Ethernet0/0, Forward/Sparse, 00:00:16/00:02:43 Blocked

(192.168.7.2, 239.1.1.1), 00:11:56/00:02:50, flags: T
Incoming interface: Ethernet0/1, RPF nbr 192.168.2.2
Outgoing interface list:
   Ethernet0/0, Forward/Sparse, 00:00:16/00:02:43 Blocked

在LHR-NonDR的CLI中输入show mrib route命令，以验证MRIB路由是否未设置F标志：

LHR-NonDR#show ip mrib route 239.1.1.1 | b \(
(*,239.1.1.1) RPF nbr: 192.168.2.2 Flags: C
Ethernet0/1 Flags: A NS

(192.168.7.2,239.1.1.1) RPF nbr: 192.168.2.2 Flags:
Ethernet0/1 Flags: A

根据需要，MRIB路由在LHR-DR上设置了F标志：

LHR-DR#show ip mrib route 239.1.1.1 | b \(
(*,239.1.1.1) RPF nbr: 192.168.3.2 Flags: C
Ethernet0/0 Flags: F NS
Ethernet0/1 Flags: A NS

(192.168.7.2,239.1.1.1) RPF nbr: 192.168.3.2 Flags:
Ethernet0/1 Flags: A
Ethernet0/0 Flags: F NS

在LHR-DR的CLI中输入conf t命令，以通过Ethernet0/1关闭触发VRRP状态更改：

LHR-DR#conf t
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.
LHR-DR(config)#int e0/1
LHR-DR(config-if)#shutdown
LHR-DR(config-if)#end

观察LHR-NonDR的输出时，您可以看到VRRP状态已更改（通知VRRS），PIM从VRRS接收通知并相应地更改DR角色：

LHR-NonDR#show ip pim int e0/0 det | i DR
   PIM DR: 10.10.10.2 (this system)
   PIM Non-DR-Join: TRUE
LHR-NonDR#

LHR-NonDR# show vrrp brief
Interface         Grp A-F Pri Time Own Pre State   Master addr/Group addr
Et0/0               1 IPv4 100     0 N   Y MASTER 10.10.10.2(local) 10.10.10.5

LHR-NonDR# show vrrs server VRRP

Server Name: vrrpEthernet0/0v41
Address Family: IPv4
Interface: Ethernet0/0
State: ACTIVE
vMAC: 0000.5E00.0101
vIP Address: 10.10.10.5
Tags Connected:

如预期，设置F标志，并且NonDR开始转发组播流量，而无需构建新的组播树：

LHR-NonDR# show ip mrib route 239.1.1.1 | b \(
(*,239.1.1.1) RPF nbr: 192.168.2.2 Flags: C
Ethernet0/0 Flags: F NS
Ethernet0/1 Flags: A NS

(192.168.7.2,239.1.1.1) RPF nbr: 192.168.2.2 Flags:
Ethernet0/0 Flags: F NS
Ethernet0/1 Flags: A

故障排除

在上一节的事务中丢失了两个数据包。您可以在源路由器上验证以下信息：

Source#ping 239.1.1.1 rep 1000
Type escape sequence to abort.
Sending 1000, 100-byte ICMP Echos to 239.1.1.1, timeout is 2 seconds:
Reply to request 0 from 10.10.10.3, 2 ms
Reply to request 1 from 10.10.10.3, 2 ms
Reply to request 2 from 10.10.10.3, 1 ms..
Reply to request 5 from 10.10.10.3, 1 ms

在高可用性(HA)组播设计上运行的部署需要在非DR上形成备用树，并且可以从非DR加入功能中受益。此功能会提取组播流量，但直到它被选为DR后才转发。