Независимая от протокола многоадресная передача - Protocol Independent Multicast

Пример многоадресной сетевой архитектуры

Независимая от протокола многоадресная передача (PIM) - это семья протоколы многоадресной маршрутизации за протокол Интернета (IP) сети, которые предоставляют один ко многим и многие-ко-многим распределение данных по LAN, WAN или Интернет. Это называется независимый от протокола потому что PIM не включает собственное обнаружение топологии механизм, но вместо этого использует информацию о маршрутизации, предоставленную другими протоколы маршрутизации. PIM не зависит от конкретного протокола одноадресной маршрутизации; он может использовать любой протокол одноадресной маршрутизации, используемый в сети. PIM не создает собственных таблицы маршрутизации. PIM использует таблицу одноадресной маршрутизации для переадресация обратного пути.[1]:56–57

Существует четыре варианта PIM:

  • Разреженный режим PIM (PIM-SM) явно строит однонаправленные общие деревья с корнями в место встречи (RP) для каждой группы, и дополнительно создает деревья кратчайших путей для каждого источника. PIM-SM обычно достаточно хорошо масштабируется для использования на больших площадях.[2]
  • Плотный режим PIM (PIM-DM) использует плотная многоадресная передача маршрутизация. Он неявно строит деревья кратчайших путей путем заливки многоадресная передача трафик всего домена, а затем отсечение ветвей дерева, где нет получателей. PIM-DM прост в реализации, но обычно имеет плохие свойства масштабирования. Первый протокол многоадресной маршрутизации, DVMRP используется многоадресная маршрутизация в плотном режиме.[3] См. Интернет-стандарт PIM RFC 3973.
  • Двунаправленный PIM (Bidir-PIM) явно строит общие двунаправленные деревья. Он никогда не строит дерево кратчайших путей, поэтому может иметь более длительные сквозные задержки, чем PIM-SM, но хорошо масштабируется, поскольку не требует состояния, зависящего от источника.[1]:70–73 См. Стандарт Интернета для двунаправленных PIM RFC 5015.
  • Многоадресная рассылка PIM для конкретного источника (PIM-SSM) строит деревья, основанные только на одном источнике, предлагая более безопасную и масштабируемую модель для ограниченного числа приложений (в основном для широковещательной передачи контента). В SSM дейтаграмма IP передается источником S на адрес назначения G SSM, и получатели могут получить эту дейтаграмму, подписавшись на канал (S, G). См. Информационные RFC 3569.

PIM-SM обычно используется в IPTV системы для маршрутизации многоадресных потоков между VLAN, Подсети или локальные сети.[4]

Версии

Есть две версии PIM. Версии напрямую несовместимы, хотя могут сосуществовать в одной сети. Сетевое оборудование может реализовывать обе версии. PIMv2 имеет следующие улучшения по сравнению с PIMv1: Для каждой группы используется один RP. Обнаружение RP осуществляется Bootstrap Router (BSR). Группы могут быть разреженными или плотными; Интерфейсы могут быть как. Общие улучшения гибкости и эффективности протокола.[1]:59

Разреженный режим

Независимая от протокола многоадресная передача - разреженный режим (ПИМ-СМ) это протокол для эффективного маршрутизация протокол Интернета (IP) пакеты к многоадресная передача группы, которые могут охватывать обширную территорию и междоменный Интернет. Протокол называется независимый от протокола потому что он не зависит от какого-либо конкретного протокола одноадресной маршрутизации для обнаружения топологии, и разреженный потому что он подходит для групп, где очень низкий процент узлов (и их маршрутизаторы ) подпишется на сеанс многоадресной рассылки. В отличие от более ранних протоколов многоадресной маршрутизации с плотным режимом, таких как DVMRP и плотная многоадресная передача маршрутизация, при которой пакеты рассылаются по сети, а затем отсекаются ветви, в которых не было получателей, PIM-SM явно строит дерево от каждого отправителя к получателям в группе многоадресной рассылки.[5]

Многоадресные клиенты

Маршрутизатор получает явные сообщения Join / Prune от тех соседних маршрутизаторов, у которых есть участники группы ниже по потоку.

  • Чтобы присоединиться к группе многоадресной рассылки, G, хост передает информацию о своем членстве через протокол управления группами Интернета (IGMP ).
  • Затем маршрутизатор пересылает пакеты данных, адресованные группе многоадресной рассылки G, только на те интерфейсы, на которых были получены явные соединения.
  • Выделенный маршрутизатор (DR) периодически отправляет сообщения присоединения / сокращения к точке рандеву (RP) для каждой группы, для которой у него есть активные члены.
    • Обратите внимание, что один маршрутизатор будет автоматически или статически назначен точкой рандеву (RP), и все маршрутизаторы должны явно присоединиться через RP.
  • Каждый маршрутизатор на пути к RP создает состояние подстановочного знака (любой источник) для группы и отправляет сообщения Join / Prune в сторону RP.
    • Термин «запись маршрута» используется для обозначения состояния, поддерживаемого в маршрутизаторе для представления дерева распределения.
    • Запись маршрута может включать такие поля, как:
      • адрес источника
      • групповой адрес
      • входящий интерфейс, с которого принимаются пакеты
      • список исходящих интерфейсов, на которые отправляются пакеты
      • таймеры, биты флагов и т. д.
    • Входящий интерфейс записи маршрута с подстановкой указывает на RP
    • Исходящие интерфейсы указывают на соседние нисходящие маршрутизаторы, которые отправили сообщения Join / Prune к RP, а также на напрямую подключенные хосты, которые запросили членство в группе G.
  • В этом состоянии создается общее дерево распределения, ориентированное на RP, которое достигает всех членов группы.

Источники многоадресной рассылки

  • Когда источник данных впервые отправляет группе, его назначенный маршрутизатор (DR) одноадресно передает сообщения Register в точку рандеву (RP) с пакетами данных источника, инкапсулированными внутри.
  • Если скорость передачи данных высока, RP может посылать зависящие от источника сообщения Join / Prune обратно к источнику, и пакеты данных источника будут следовать за результирующим состоянием пересылки и перемещаться в RP без инкапсуляции.
  • Независимо от того, прибывают ли они инкапсулированными или исходными, RP пересылает декапсулированные пакеты данных источника вниз по дереву распределения с центром RP к членам группы.
  • Если скорость передачи данных требует этого, маршрутизаторы с локальными приемниками могут присоединиться к зависящему от источника кратчайшему пути, дереву распределения и отсекать пакеты этого источника из общего дерева с центром RP.
  • Для источников с низкой скоростью передачи данных ни RP, ни маршрутизаторы последнего перехода не должны присоединяться к зависящему от источника дереву кратчайших путей, и пакеты данных могут доставляться через совместно используемое дерево RP.

После того, как другие маршрутизаторы, которым необходимо получать эти групповые пакеты, подписались, RP откажется от подписки на эту группу многоадресной рассылки, если ему также не потребуется пересылать пакеты на другой маршрутизатор или узел. Кроме того, маршрутизаторы будут использовать переадресация по обратному пути чтобы гарантировать отсутствие петель для пересылки пакетов между маршрутизаторами, которые хотят получать многоадресные пакеты.

Плотный режим

Плотный режим многоадресной рассылки это один режим, который многоадресная передача можно использовать для построения дерево для отправки пакеты подписчикам многоадресной рассылки. Это альтернатива разреженному режиму.

Основное предположение, лежащее в основе плотного режима, заключается в том, что поток многоадресных пакетов имеет получатели в большинстве мест. Разреженный режим предполагает относительно меньшее количество приемников. Плотный режим идеален для групп, в которых многие узлы подписываются на получение многоадресных пакетов, так что большая часть маршрутизаторы должен принимать и пересылать эти пакеты (группы с высокой плотностью).

Эта разница проявляется в исходном поведении и механизмах двух протоколов. В Dense Mode используется довольно простой подход к обработке многоадресной IP-маршрутизации. Источник изначально трансляции каждому маршрутизатор напрямую к нему подключен. Эти соседние маршрутизаторы далее пересылают данные своим соседям. Когда маршрутизатор не желает получать данные этой группы (если нет других соседних маршрутизаторов PIM и ни один хост не заинтересован в группе), он отправляет сообщение Prune, чтобы указать на отсутствие интереса. После получения сообщения Prune маршрутизатор изменит свое состояние таким образом, чтобы он не пересылал те пакеты, которые интерфейс. Если все интерфейсы на маршрутизаторе будут сокращены, маршрутизатор также будет обрезан.[5]

В более старых версиях Cisco IOS PIM-DM повторно лавинно перенаправлял весь многоадресный трафик каждые 3 минуты. Это нормально для многоадресной рассылки небольшого объема, но не для потоков многоадресной рассылки с более высокой пропускной способностью. Более поздние версии Cisco IOS поддерживают новую функцию, называемую обновлением состояния PIM Dense Mode, начиная с 12.1 (5) T. Эта функция использует сообщения обновления состояния PIM для обновления состояния Prune на исходящих интерфейсах. Еще одно преимущество состоит в том, что изменения топологии распознаются быстрее. По умолчанию сообщения обновления состояния PIM отправляются каждые 60 секунд.

Кроме того, маршрутизаторы будут использовать переадресация по обратному пути чтобы гарантировать отсутствие петель для пересылки пакетов между маршрутизаторами, которые хотят получать многоадресные пакеты. Когда пакет данных получен на интерфейсе, отличном от RPF, требуется механизм для предотвращения петель. Если интерфейс не-RPF является LAN, отправляется сообщение Assert. Маршрутизаторы без пересылки затем отправляют Prune на свой интерфейс RPF, если им не нужен многоадресный поток. Только один такой Prune отправляется во время перехода к отсутствию интерфейсов в списке исходящих интерфейсов (OILIST). Приемник LAN Prune задерживает действие на него на 3 секунды, так что если другому маршрутизатору LAN все еще нужен многоадресный поток, он может отправить сообщение PIM Join, чтобы противодействовать (отменить) Prune. («Этому роутеру он не нужен, но мне он нужен!»)

Предположим, что маршрутизатор завершил работу, и некоторое время спустя получатель запрашивает многоадресный поток с сообщением IGMP. Затем маршрутизатор отправляет сообщение Graft. Фактически, «эй, мне нужен этот многоадресный поток прямо здесь».

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c Руководство по настройке многоадресной IP-маршрутизации, Cisco, получено 2017-05-27
  2. ^ «Протокол многоадресной маршрутизации PIM-SM». Microsoft. Получено 2014-03-26.
  3. ^ «Файл часто задаваемых вопросов (FAQ) для многоадресной рассылки». Multicast Tech. Архивировано из оригинал на 14.06.2011.
  4. ^ «Дополнение к руководству по развертыванию многоадресной IP-рассылки для доставки контента IPTV». ITU-T. Получено 2014-03-23.
  5. ^ а б Настройка многоадресной IP-маршрутизации, Cisco Systems, получено 2013-12-06

внешняя ссылка