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1 MLD

1.1 MLD简介

1.1.1 MLD的版本

1.1.2 MLDv1工作机制

1.1.3 MLDv2的改进

1.1.4 多实例的MLD

1.1.5 协议规范

1.2 MLD配置任务简介

1.3 配置MLD基本功能

1.3.1 配置准备

1.3.2 使能MLD

1.3.3 配置MLD版本

1.3.4 配置静态加入

1.3.5 配置IPv6组播组过滤器

1.4 调整MLD性能

1.4.1 配置准备

1.4.2 配置MLD查询和响应

1.4.3 配置IPv6组播组成员快速离开

1.5 MLD显示和维护

1.6 MLD典型配置举例

1.7 常见配置错误举例

1.7.1 接收者侧路由器上无组成员信息

1.7.2 同一网段各路由器上组成员关系不一致

1 MLD

1.1  MLD简介

MLD（Multicast Listener Discovery Protocol，组播侦听者发现协议）用于在三层设备和其直连网段中的用户主机之间建立和维护IPv6组播组成员关系。

1.1.1  MLD的版本

到目前为止，MLD有两个版本：

·     MLDv1（由RFC 2710定义），源自IGMPv2

·     MLDv2（由RFC 3810定义），源自IGMPv3

所有版本的MLD都支持ASM（Any-Source Multicast，任意信源组播）模型；MLDv2可以直接应用于SSM（Source-Specific Multicast，指定信源组播）模型，而MLDv1则需要在MLD SSM Mapping技术的支持下才能应用于SSM模型。有关ASM和SSM模型的介绍，请参见“IP组播配置指导”中的“组播概述”。

1.1.2  MLDv1工作机制

MLDv1主要基于查询和响应机制完成对IPv6组播组成员的管理。

1. 查询器选举机制

当一个网段内有多台运行MLD的路由器时，由于它们都能从主机那里收到MLD成员关系报告报文（Multicast Listener Report Message），因此只需其中一台路由器发送MLD查询报文（Query Message）即可，该路由器就称为MLD查询器（Querier）。这就需要有一个查询器的选举机制来确定由哪台路由器作为MLD查询器，其选举过程如下：

(1)     所有MLD路由器在初始时都认为自己是查询器，并向本地网段内的所有主机和路由器发送MLD普遍组查询（General Query）报文（目的地址为FF02::1）；

(2)     本地网段中的其它MLD路由器在收到该报文后，将报文的源IPv6地址与自己的链路本地接口地址作比较。通过比较，IPv6地址最小的路由器将成为查询器，其它路由器成为非查询器（Non-Querier）；

(3)     所有非查询器上都会启动一个定时器（即其它查询器存在时间定时器Other Querier Present Timer）。在定时器超时前，如果收到了来自查询器的MLD查询报文，则重置该定时器；否则，就认为原查询器失效，并发起新的查询器选举过程。

2. 加入IPv6组播组机制

图1-1 MLD查询响应示意图

如图1-1所示，假设Host B与Host C想要收到发往IPv6组播组G1的IPv6组播数据，而Host A想要收到发往IPv6组播组G2的IPv6组播数据，那么主机加入IPv6组播组以及MLD查询器（Router B）维护IPv6组播组成员关系的基本过程如下：

(1)     主机会主动向其要加入的IPv6组播组发送MLD成员关系报告报文以声明加入，而不必等待MLD查询器发来的MLD查询报文；

(2)     MLD查询器（Router B）周期性地以组播方式向本地网段内的所有主机和路由器发送普遍组查询报文（目的地址为FF02::1）；

(3)     在收到该查询报文后，关注G1的Host B与Host C其中之一（这取决于谁的延迟定时器先超时）——譬如Host B会首先以组播方式向G1发送MLD成员关系报告报文，以宣告其属于G1。由于本地网段中的所有主机都能收到Host B发往G1的报告报文，因此当Host C收到该报告报文后，将不再发送同样针对G1的报告报文，因为MLD路由器（Router A和Router B）已知道本地网段中有对G1感兴趣的主机了。这个机制称为主机上的MLD成员关系报告抑制机制，该机制有助于减少本地网段的信息流量；

(4)     与此同时，由于Host A关注的是G2，所以它仍将以组播方式向G2发送报告报文，以宣告其属于G2；

(5)     经过以上的查询和响应过程，MLD路由器了解到本地网段中有G1和G2的成员，于是由IPv6组播路由协议（如IPv6 PIM）生成（*，G1）和（*，G2）组播转发项作为IPv6组播数据的转发依据，其中的“*”代表任意IPv6组播源；

(6)     当由IPv6组播源发往G1或G2的IPv6组播数据经过组播路由到达MLD路由器时，由于MLD路由器上存在（*，G1）和（*，G2）组播转发项，于是将该IPv6组播数据转发到本地网段，接收者主机便能收到该IPv6组播数据了。

3. 离开IPv6组播组机制

当一个主机离开某IPv6组播组时：

(1)     该主机向本地网段内的所有IPv6组播路由器（目的地址为FF02::2）发送离开组（Done）报文；

(2)     当查询器收到该报文后，向该主机所声明要离开的那个IPv6组播组发送特定组查询（Multicast-Address-Specific Query）报文（目的地址字段和组地址字段均填充为所要查询的IPv6组播组地址）；

(3)     如果该网段内还有该IPv6组播组的其它成员，则这些成员在收到特定组查询报文后，会在该报文中所设定的最大响应时间（Maximum Response Delay）内发送成员关系报告报文；

(4)     如果在最大响应时间内收到了该IPv6组播组其它成员发送的成员关系报告报文，查询器就会继续维护该IPv6组播组的成员关系；否则，查询器将认为该网段内已无该IPv6组播组的成员，于是不再维护这个IPv6组播组的成员关系。

1.1.3  MLDv2的改进

MLDv2在兼容和继承MLDv1的基础上，进一步增强了主机的控制能力，并增强了MLD状态。

1. 主机控制能力的增强

MLDv2增加了针对IPv6组播源的过滤模式（INCLUDE/EXCLUDE），使主机在加入某IPv6组播组G的同时，能够明确要求接收或拒绝来自某特定IPv6组播源S的IPv6组播信息。当主机加入IPv6组播组时：

·     若要求只接收来自指定IPv6组播源如S1、S2、……发来的IPv6组播信息，则其报告报文中可以标记为INCLUDE Sources（S1，S2，……）；

·     若拒绝接收来自指定IPv6组播源如S1、S2、……发来的IPv6组播信息，则其报告报文中可以标记为EXCLUDE Sources（S1，S2，……）。

如图1-2所示，网络中存在Source 1（S1）和Source 2（S2）两个IPv6组播源，均向IPv6组播组G发送IPv6组播报文。Host B仅对从Source 1发往G的信息感兴趣，而对来自Source 2的信息没有兴趣。

图1-2 指定源组的IPv6组播流路经

如果主机与路由器之间运行的是MLDv1，Host B加入IPv6组播组G时无法对IPv6组播源进行选择，因此无论Host B是否需要，来自Source 1和Source 2的IPv6组播信息都将传递给Host B。

当主机与路由器之间运行了MLDv2之后，Host B就可以要求只接收来自Source 1、发往G的IPv6组播信息（S1，G），或要求拒绝来自Source 2、发往G的IPv6组播信息（S2，G），这样就只有来自Source 1的IPv6组播信息才能传递给Host B了。

2. MLD状态的增强

运行MLDv2的组播路由器按每条直连链路上的组播地址（per multicast address per attached link）来保持IPv6组播组的状态。IPv6组播组的状态包括：

·     过滤模式：保持对INCLUDE或EXCLUDE的状态跟踪。

·     源列表：保持对新增或删除IPv6组播源的跟踪。

·     定时器：表示IPv6组播地址超时后切换到INCLUDE模式的过滤定时器、关于源记录的源定时器等。

1.1.4  多实例的MLD

MLD依据接口来维护组成员关系，各实例的MLD根据接口所属的实例来处理协议报文的收发。当路由器收到MLD报文时，需要区分该报文所属的实例，并在该实例范围内对其进行处理。当某实例内的MLD需要和其它IPv6组播协议交互信息时，只会通知本实例内的其它IPv6组播协议。

1.1.5  协议规范

与MLD相关的协议规范有：

·     RFC 2710：Multicast Listener Discovery (MLD) for IPv6

·     RFC 3810：Multicast Listener Discovery Version 2 (MLDv2) for IPv6

1.2  MLD配置任务简介

表1-1 MLD配置任务简介

1.3  配置MLD基本功能

1.3.1  配置准备

在配置MLD基本功能之前，需完成以下任务：

·     配置任一IPv6单播路由协议，实现网络层互通

·     配置IPv6 PIM协议

在配置MLD基本功能之前，需准备以下数据：

·     MLD的版本

·     以静态方式加入的IPv6组播组和IPv6组播源的地址

·     IPv6组播组过滤的ACL规则

1.3.2  使能MLD

在需要建立和维护IPv6组播组成员关系的接口上使能MLD。

表1-2 使能MLD

1.3.3  配置MLD版本

由于不同版本MLD协议的报文结构与种类不同，因此需要为同一网段上的所有路由器配置相同版本的MLD，否则MLD将不能正常运行。

表1-3 配置MLD版本

1.3.4  配置静态加入

在配置了静态加入IPv6组播组或组播源组后，接口将作为该IPv6组播组的虚拟组成员存在，从而可以接收发往该组的IPv6组播数据，以测试IPv6组播数据的转发。

在配置了静态加入后，接口并不会对MLD查询器发出的查询报文进行响应；当配置静态加入或取消静态加入的配置时，接口也不会主动发送MLD成员关系报告报文或MLD离开组报文。也就是说，该接口并没有真正成为该IPv6组播组的成员。

表1-4 配置静态加入

1.3.5  配置IPv6组播组过滤器

如果不希望接口所在网段上的主机加入某些IPv6组播组，可在该接口上配置IPv6 ACL规则作为过滤器，接口将按照该规则对收到的MLD成员关系报告报文进行过滤，只为该规则所允许的IPv6组播组维护组成员关系。

表1-5 配置IPv6组播组过滤器

1.4  调整MLD性能

1.4.1  配置准备

在调整MLD性能之前，需完成以下任务：

·     配置任一IPv6单播路由协议，实现网络层互通

·     配置MLD基本功能

1.4.2  配置MLD查询和响应

MLD查询器的健壮系数是为了弥补可能发生的网络丢包而设置的报文重传次数，健壮系数越大，MLD查询器就越“健壮”，但是组播组超时所需的时间也就越长。

当MLDv1/v2查询器启动时，会以“MLD查询器启动查询间隔”为时间间隔发送“MLD查询器启动查询次数”次MLD普遍组查询报文。

MLDv1/v2查询器会周期性地发送MLD普遍组查询报文，以判断网络上是否有IPv6组播组成员，发送间隔即为“MLD普遍组查询报文的发送间隔”，可以根据网络的实际情况来修改此间隔。

当MLDv1查询器收到MLD离开组报文后，会以“MLD最后组成员查询间隔”为时间间隔发送“MLD最后组成员查询次数”次MLD特定组查询报文；当MLDv2查询器收到改变IPv6组播组与IPv6组播源列表关系的MLD报告报文后，也会以“MLD最后组成员查询间隔”为时间间隔发送“MLD最后组成员查询次数”次MLD特定源组查询报文。

在收到MLD查询报文（包括普遍组查询、特定组查询和特定源组查询）后，主机会为其所加入的每个IPv6组播组都启动一个延迟定时器，其值在0到最大响应时间（该时间值从MLD查询报文的最大响应时间字段获得）中随机选定，当定时器的值减为0时，主机就会向该定时器对应的IPv6组播组发送MLD成员关系报告报文。合理配置MLD查询报文的最大响应时间，既可以使主机对MLD查询报文做出快速响应，又可以减少由于定时器同时超时，造成大量主机同时发送报告报文而引起的网络拥塞：

·     对于MLD普遍组查询报文来说，通过配置MLD普遍组查询报文的最大响应时间来填充其最大响应时间字段；

·     对于MLD特定组查询报文和MLD特定源组查询报文来说，所配置的MLD最后组成员查询间隔将被填充到其最大响应时间字段。也就是说，MLD特定组查询和MLD特定源组查询的最大响应时间在数值上等于MLD最后组成员查询间隔。

当同一网段上有多台IPv6组播路由器时，由MLD查询器负责发送MLD查询报文。如果非查询器在“MLD其它查询器存在时间”超时前未收到来自查询器的MLD查询报文，就会认为原查询器失效，从而触发新的查询器选举过程；否则，非查询器将重置“MLD其它查询器存在时间定时器”。

用户既可在MLD视图下对所有接口进行全局配置，也可在接口视图下只对当前接口进行配置，后者的配置优先级较高。

1. 全局配置MLD查询和响应

表1-6 全局配置MLD查询和响应

2. 在接口上配置MLD查询和响应

表1-7 在接口上配置MLD查询和响应

1.4.3  配置IPv6组播组成员快速离开

在某些应用（如ADSL拨号上网）中，MLD查询器的一个端口唯一对应着一台接收者主机，当主机在多个IPv6组播组间频繁切换（如进行电视选台）时，为了快速响应主机的离开组报文，可以在MLD查询器上开启MLD快速离开功能。

在使能了MLD快速离开功能之后，当MLD查询器收到来自主机的离开组报文时，不再发送MLD特定组查询报文或MLD特定源组查询报文，而是直接向上游发送离开通告，这样一方面减小了响应延迟，另一方面也节省了网络带宽。

表1-8 配置IPv6组播组成员快速离开

1.5  MLD显示和维护

在完成上述配置后，在任意视图下执行display命令可以显示配置后MLD的运行情况，通过查看显示信息验证配置的效果。

在用户视图下执行reset命令可以清除MLD的统计信息。

表1-9 MLD显示和维护

1.6  MLD典型配置举例

1. 组网需求

·     接收者通过组播方式接收视频点播信息，不同组织的接收者组成末梢网络N1和N2，Host A与Host C分别为N1和N2中的组播信息接收者。

·     IPv6 PIM网络中的Switch A连接N1，Switch B与Switch C共同连接N2。

·     Switch A通过Vlan-interface100连接N1，通过Vlan-interface101连接IPv6 PIM网络中的其它设备。

·     Switch B与Switch C分别通过各自的Vlan-interface200连接N2，并分别通过Vlan-interface201和Vlan-interface202连接IPv6 PIM网络中的其它设备。

·     Switch A与N1之间运行MLDv1，Switch A为MLD查询器；Switch B、Switch C与N2之间也分别运行MLDv1，且由于Switch B的接口IPv6地址较小，因此由其充当MLD查询器。

·     通过配置，使N1中的主机只能加入IPv6组播组FF1E::101，而对N2中的主机则无任何限制。

2. 组网图

图1-3 MLD典型配置组网图

3. 配置步骤

(1)     配置IPv6地址和IPv6单播路由协议

请按照图1-3配置各接口的IPv6地址和前缀长度，具体配置过程略。

配置IPv6 PIM网络内的各交换机之间采用OSPFv3协议进行互连，确保IPv6 PIM网络内部在网络层互通，并且各交换机之间能够借助单播路由协议实现动态路由更新，具体配置过程略。

(2)     使能IPv6组播路由，并使能IPv6 PIM-DM和MLD

# 在Switch A上使能IPv6组播路由，在接口Vlan-interface101上使能IPv6 PIM-DM，并在主机侧接口Vlan-interface100上使能MLD。

<SwitchA> system-view

[SwitchA] ipv6 multicast routing

[SwitchA-mrib6] quit

[SwitchA] interface vlan-interface 100

[SwitchA-Vlan-interface100] mld enable

[SwitchA-Vlan-interface100] quit

[SwitchA] interface vlan-interface 101

[SwitchA-Vlan-interface101] ipv6 pim dm

[SwitchA-Vlan-interface101] quit

# 在Switch B上使能IPv6组播路由，在接口Vlan-interface201上使能IPv6 PIM-DM，并在主机侧接口Vlan-interface200上使能MLD。

<SwitchB> system-view

[SwitchB] ipv6 multicast routing

[SwitchB-mrib6] quit

[SwitchB] interface vlan-interface 200

[SwitchB-Vlan-interface200] mld enable

[SwitchB-Vlan-interface200] quit

[SwitchB] interface vlan-interface 201

[SwitchB-Vlan-interface201] ipv6 pim dm

[SwitchB-Vlan-interface201] quit

# 在Switch C上使能IPv6组播路由，在接口Vlan-interface202上使能IPv6 PIM-DM，并在主机侧接口Vlan-interface200上使能MLD。

<SwitchC> system-view

[SwitchC] ipv6 multicast routing

[SwitchC-mrib6] quit

[SwitchC] interface vlan-interface 200

[SwitchC-Vlan-interface200] mld enable

[SwitchC-Vlan-interface200] quit

[SwitchC] interface vlan-interface 202

[SwitchC-Vlan-interface202] ipv6 pim dm

[SwitchC-Vlan-interface202] quit

(3)     配置IPv6组播组过滤器

# 在Switch A上限定接口Vlan-interface100下的主机只能加入IPv6组播组FF1E::101。

[SwitchA] acl ipv6 number 2001

[SwitchA-acl6-basic-2001] rule permit source ff1e::101 128

[SwitchA-acl6-basic-2001] quit

[SwitchA] interface vlan-interface 100

[SwitchA-Vlan-interface100] mld group-policy 2001

[SwitchA-Vlan-interface100] quit

4. 验证配置

通过使用display mld interface命令可以显示各交换机接口上MLD的配置和运行情况。例如：

# 在Switch B上显示接口Vlan-interface200上MLD配置和运行的信息。

[SwitchB] display mld interface vlan-interface 200

 Vlan-interface200(FE80::200:5EFF:FE66:5100):

   MLD is enabled.

   MLD version: 1

   Query interval for MLD: 125s

   Other querier present time for MLD: 255s

   Maximum query response time for MLD: 10s

   Querier for MLD: FE80::200:5EFF:FE66:5100 (This router)

  MLD groups reported in total: 1

1.7  常见配置错误举例

1.7.1  接收者侧路由器上无组成员信息

1. 故障现象

当某主机发送了加入IPv6组播组G的报文后，离该主机最近的路由器上却没有IPv6组播组G的组成员信息。

2. 分析

·     组网、接口连线的正确与否以及接口的协议层是否up将直接影响IPv6组播组成员信息的生成；

·     在路由器上必须使能IPv6组播路由，在连接主机的接口上必须使能MLD；

·     如果路由器接口上运行的MLD版本比主机的低，那么路由器将无法识别主机发来的较高版本的MLD报告报文；

·     如果在接口上使用命令mld group-policy对加入IPv6组播组G进行了限制后，该接口将不再接收未通过过滤的那些要求加入IPv6组播组G的报文。

3. 处理过程

(1)     检查组网是否正确，接口间的连线是否正确，以及接口状态是否正常，是否配置了正确的IPv6地址。通过命令display mld interface查看接口信息。若无接口信息输出，说明接口状态异常，原因通常是接口上配置了shutdown命令，或者接口连线不正确，或者接口上没有配置正确的IPv6地址。

(2)     检查是否使能了IPv6组播路由。通过命令display current-configuration查看是否配置了命令ipv6 multicast routing。若缺少该配置，则需要在系统视图下执行命令ipv6 multicast routing使能IPv6组播路由，同时也需要在相应接口上使能MLD。

(3)     检查接口上运行的MLD版本。通过命令display mld interface来检查接口上运行的MLD版本是否低于主机所使用的版本。

(4)     检查接口上是否配置了IPv6 ACL规则来限制主机加入IPv6组播组G。通过命令display current-configuration interface观察是否配置了mld group-policy命令。如果配置的IPv6 ACL规则对加入IPv6组播组G进行了限制，则需要修改该IPv6 ACL规则，允许接受IPv6组播组G的报告报文。

1.7.2  同一网段各路由器上组成员关系不一致

1. 故障现象

在同一网段的不同MLD路由器上，各自维护的组成员关系不一致。

2. 分析

·     运行MLD的路由器为每个接口维护多个参数，各参数之间相互影响，非常复杂。如果同一网段路由器的MLD接口参数配置不一致，必然导致组成员关系的混乱。

·     另外，MLD目前有2个版本，版本不同的MLD路由器与主机之间虽然可以部分兼容，但是连接在同一网段的所有路由器必须运行相同版本的MLD。如果同一网段路由器的MLD版本不一致，也将导致MLD组成员关系的混乱。

3. 处理过程

(1)     检查MLD配置。通过命令display current-configuration观察接口上MLD的配置信息。

(2)     在同一网段的所有路由器上执行命令display mld interface来检查MLD相关定时器的参数，确保配置一致。

(3)     通过命令display mld interface来检查各路由器上运行的MLD版本是否一致。