Linux 内核源码分析---组播/策略路由选择

在 Linux 实现中，组播路由选择不像单播路由选择那样可以由内核单独处理，组播守护程序种类繁多，如 mrouted 和 pimd，它们分别基于距离矢量组播路由选择协议（Distance Vector Multicast Routing Protocol，DVMRP）和协议无关组播选择协议（Protocol-Independent，PIM）。

PIM协议有两个版本：CONFIG_IP_PIMSM_V1和CONFIG_IP_PIMSM_V2，内核对这两
个版本都支持。

IGMP，就是Internet Group Management Protocol的意思。该协议用来在ip主机和与其直接相邻的组播路由器之间建立、维护组播组成员关系，但不包括组播路由器之间的组成员关系信息的传播与维护，这部分工作由各组播路由协议完成。所有参与组播的主机必须实现IGMP。

IGMP 作为 TCP/IP 第三层的协议，被封装在IP数据包中进行传输。IGMP 的报文格式是固定的，共 8 个字节，

一个典型的组播过程是这样的：
（1）IP主机的一个进程可随时加入和离开主机接口的一个组播组，该主机需要维护接口的一张表，该表包含了有那些组以及这些组中的进程数量。此时主机需要发送一个IGMP报告；
（2）路由器会定时发送IGMP查询报文，此时报文中的组地址为0；
（3）IP主机回应路由器的IGMP查询报文，对于一个主机，如果它加入了多个组，则需要为每个组返回一个IGMP报告；
（4）路由器根据这些信息，会对每个接口维护一张表，表中说明了该接口的组。

1.组播路由选择表
组播路由选择表由结构 mr_table 表示，其内核结构源码如下：

2.组播转发缓存
（Multicast Forwarding Cache，MFC）MFC 是组播路由选择表中最重要的数据结构，它实际上是一个缓存条目（mfc_cache对象）数组。这个数组名为mfc_cache_array，嵌入在组播路由选择表对象（mr_table）中。它包含 64（MFC_LINES）个元素，索引为散列值。

3.组播路由器
要将机器配置为组播路由器，必须设置内核配置选项CONFIG_IP_MROUTE，还必须运行路由选择守护进程，为与内核通信，这些路由选择守护程序会创建一个套接字。

4.vif 设备（vif_device 表示网络接口）
组播路由选择支持两模式，即：a.直接组播；b.将组播封装在单播数据包中，并通过隧道传输。
在这两种情况下，都使用相同的对象（结构vif_device的实例）来表示网络接口。