PIM-SM

Protokol-nezávislý multicast ( PIM ) je rodina multicastových směrovacích protokolů pro sítě Internet Protocol (IP), které poskytují distribuci dat mezi dvěma a mnoha uživateli přes LAN , WAN nebo Internet . Je označován jako nezávislý na protokolu, protože PIM nezahrnuje svůj vlastní mechanismus objevování topologie , ale místo toho používá směrovací informace poskytované jinými směrovacími protokoly . PIM není závislý na konkrétním unicast směrovacím protokolu; může použít jakýkoli směrovací protokol unicast používaný v síti. PIM nevytváří své vlastní směrovací tabulky . PIM používá směrovací tabulku unicast pro přeposílání zpětné cesty .

Existují čtyři varianty PIM:

• Režim PIM Sparse Mode (PIM-SM) explicitně vytváří jednosměrné sdílené stromy zakořeněné ve schůzkovém bodu (RP) ve skupině a volitelně vytváří stromy s nejkratší cestou na zdroj. PIM-SM se obecně hodí poměrně dobře pro široké použití.

• Režim PIM Dense Mode (PIM-DM) používá husté směrování vícesměrového vysílání . To implicitně staví nejkratší cesta stromy záplavami vícesměrového provozu domény široká, a pak se prořezávání zadní větve stromu, kde jsou přítomny žádné přijímače. Implementace PIM-DM je jednoduchá, ale obecně má špatné škálovací vlastnosti. První protokol pro směrování vícesměrového vysílání DVMRP používal směrování vícesměrového vysílání v hustém režimu. Viz PIM Internet Standard RFC 3973 .

• Obousměrný PIM (Bidir-PIM) explicitně vytváří sdílené obousměrné stromy. Nikdy nevytváří nejkratší strom cesty, takže může mít delší zpoždění end-to-end než PIM-SM, ale škáluje se dobře, protože nevyžaduje žádný stav specifický pro zdroj. Viz obousměrný PIM internetový standard RFC 5015 .

• Multicast specifický pro zdroj PIM (PIM-SSM) vytváří stromy, které jsou zakořeněny v jediném zdroji, a nabízí bezpečnější a škálovatelnější model pro omezený počet aplikací (většinou vysílání obsahu). V SSM je IP datagram vysílán zdrojem S na SSM cílovou adresu G a přijímače mohou přijmout tento datagram přihlášením k kanálu (S, G). Viz informační RFC 3569 .

PIM-SM se běžně používá v systémech IPTV pro směrování vícesměrových toků mezi sítěmi VLAN , podsítěmi nebo lokálními sítěmi.

Protokol nezávislý multicast - Sparse-Mode ( PIM-SM ) je protokol pro efektivní směrování paketů internetového protokolu (IP) do skupin vícesměrového vysílání, které se mohou týkat širokopásmových a mezidoménových internetů. Protokol je pojmenován nezávislý na protokolu, protože nezávisí na žádném konkrétním unicast směrovacím protokolu pro zjišťování topologie a řídkém režimu, protože je vhodný pro skupiny, ve kterých bude velmi malé procento uzlů (a jejich směrovačů ) předplatit multicast. zasedání. Na rozdíl od dřívějších protokolů směrování vícesměrového vysílání, jako je DVMRP a hustého směrování vícesměrového vysílání, které zaplavily pakety v síti a poté ořezaly větve, kde nebyly žádné přijímače, PIM-SM explicitně konstruuje strom od každého odesílatele k přijímačům ve skupině vícesměrového vysílání.

• Aby se mohl připojit ke skupině vícesměrového vysílání, hostitel G, zprostředkovává informace o členství prostřednictvím protokolu IGMP (Internet Group Management Protocol ).

• Směrovač poté přeposílá datové pakety adresované skupině vícesměrového vysílání G pouze na ta rozhraní, na která byla přijata výslovná spojení.

• Určený směrovač (DR) odešle periodické zprávy o připojení / ořezání směrem ke skupině specifickému Rendezvous Point (RP) pro každou skupinu, pro kterou má aktivní členy.

  • Jeden router bude automaticky nebo staticky označen jako rendezvous point (RP) a všechny routery se musí explicitně připojit prostřednictvím RP.

• Každý směrovač podél cesty směrem k RP vytvoří pro skupinu skupinu divokých karet (libovolný zdroj) a odešle zprávy Join / Prune směrem k RP.

  • Termín trasa se používá k označení stavu udržovaného ve směrovači, který představuje distribuční strom.

  • Záznam trasy může obsahovat taková pole jako:

    • zdrojová adresa

    • adresa skupiny

    • příchozí rozhraní, ze kterého jsou pakety přijímány

    • seznam odchozích rozhraní, do kterých jsou zasílány pakety

    • časovače, vlajkové bity atd.

  • Vstupní rozhraní trasy divoké karty směřuje k RP

  • Odchozí rozhraní ukazují na sousední směrovače, které posílaly zprávy Join / Prune směrem k RP, a přímo připojené hostitele, kteří požádali o členství ve skupině G.

• Tento stav vytvoří sdílený distribuční strom zaměřený na RP, který osloví všechny členy skupiny.

Jakmile se odhlásí ostatní směrovače, které potřebují přijímat tyto skupinové pakety, RP se odhlásí od této skupiny vícesměrového vysílání, pokud také nepotřebuje předávat pakety jinému směrovači nebo uzlu. Směrovače dále použijí přeposílání zpětných cest, aby zajistily, že neexistují žádné smyčky pro předávání paketů mezi směrovači, které si přejí přijímat vícesměrové pakety.

Hustý režim

Multicast v hustém režimu je jeden režim, který multicast může použít ke konstrukci stromu pro odesílání paketů účastníkům vícesměrového vysílání. Je to opak řídkého multicastu .

Základním předpokladem za hustým režimem je to, že tok vícesměrového paketu má přijímače na většině míst. Řídký režim předpokládá relativně méně přijímačů. Hustý režim je ideální pro skupiny, ve kterých se mnoho uzlů přihlásí k přijímání paketů vícesměrového vysílání, takže většina směrovačů musí tyto pakety přijímat a předávat (skupiny s vysokou hustotou).

Tento rozdíl se projevuje v počátečním chování a mechanismech obou protokolů. Hustý režim používá poměrně jednoduchý přístup k zpracování IP vícesměrového směrování. Zdroj zpočátku vysílá každý router, který je k němu přímo připojen. Tyto sousední směrovače dále předávají data svým sousedům. Pokud směrovač nechce přijímat data této skupiny (pokud nejsou přítomny žádné další sousední směrovače PIM a žádný hostitel nemá o tuto skupinu zájem), odešle zprávu Prune, která indikuje její nezájem. Po přijetí zprávy Prune, router upraví svůj stav tak, že nebude předávat tyto pakety mimo toto rozhraní . Pokud je oříznuto každé rozhraní na routeru, bude ořezán také router.

Ve starších verzích Cisco IOS by PIM-DM každé 3 minuty zaplavil veškerý vícesměrný přenos. To je v pořádku pro nízkoobjemové vícesměrové vysílání, ale ne pro přenosové pakety s vícesměrovým přenosem s větší šířkou pásma. Novější verze Cisco IOS podporují novou funkci zvanou PIM Dense Mode State Refresh, od 12,1 (5) T. Tato funkce používá zprávy PIM pro aktualizaci stavu k aktualizaci stavu Prune na odchozích rozhraních. Další výhodou je, že změny topologie jsou rozpoznávány rychleji. Ve výchozím stavu jsou zprávy o obnovení stavu PIM odesílány každých 60 sekund.

Směrovače dále použijí přeposílání zpětných cest, aby zajistily, že neexistují žádné smyčky pro předávání paketů mezi směrovači, které si přejí přijímat vícesměrové pakety. Když je datový paket přijat na rozhraní bez RPF, je vyžadován mechanismus, aby se zabránilo smyčkám. Pokud je rozhraní jiné než RPF LAN, je odeslána zpráva Assert. Směrovače, které nepředávají forwarder, pak odešlou Prune na jejich rozhraní RPF, pokud nepotřebují proud vícesměrového vysílání. V okamžiku přechodu na to, že v seznamu odchozích rozhraní (OILIST) nejsou žádná rozhraní, je odeslána pouze jedna taková přířez. Přijímač LAN Prune zpoždění působící na něj po dobu 3 sekund, takže pokud jiný LAN směrovač stále potřebuje tok vícesměrového vysílání, může odeslat zprávu PIM Join, která bude působit proti (zrušit) Prune. („Ten router to nepotřebuje, ale pořád to dělám!“)

Předpokládejme, že směrovač byl ořezán, a o nějaký čas později si příjemce vyžádá multicastový proud se zprávou IGMP. Směrovač poté odešle zprávu Graft. Ve skutečnosti „hej, teď potřebuju ten vícesměrový proud“.