Visão geral do PIM

O protocolo de roteamento multicast predominante em uso na Internet hoje é o Protocol Independent Multicast, ou PIM. O tipo de PIM usado na Internet é o modo esparso de PIM. O modo esparso de PIM é tão aceito que, quando o termo simples "PIM" é usado em um contexto da Internet, alguma forma de operação de modo esparso é assumida.

O PIM surgiu como um algoritmo para superar as limitações dos protocolos de modo denso, como o Distance Vector Multicast Routing Protocol (DVMRP), que era eficiente para clusters densos de receptores multicast, mas não escalava bem para os grupos maiores e mais esparsos encontrados na Internet. O protocolo Core Based Trees (CBT) também foi projetado para suportar o modo esparso, mas o CBT, com sua abordagem de núcleo todo-poderoso, tornou a colocação do núcleo crítica, e grandes aplicativos do tipo conferência (muitos para muitos) resultaram em gargalos no núcleo. O PIM foi projetado para evitar os problemas de dimensionamento de modo denso do DVMRP e os possíveis problemas de desempenho do CBT ao mesmo tempo.

A partir do Junos OS Release 15.2, apenas o PIM versão 2 é suportado. Na CLI, o comando para especificar uma versão (1 ou 2) é removido.

PIMv1 e PIMv2 podem coexistir no mesmo dispositivo de roteamento e até mesmo na mesma interface. A principal diferença entre PIMv1 e PIMv2 é o formato do pacote. As mensagens PIMv1 usam pacotes IGMP (Internet Group Management Protocol), enquanto o PIMv2 tem seu próprio número de protocolo IP (103) e estrutura de pacotes. Todos os dispositivos de roteamento que se conectam a uma sub-rede IP, como uma LAN, devem usar a mesma versão do PIM. Algumas implementações de PIM podem reconhecer pacotes PIMv1 e alternar automaticamente a interface do dispositivo de roteamento para PIMv1. Como a diferença entre PIMv1 e PIMv2 envolve o formato da mensagem, mas não o significado da mensagem ou como o dispositivo de roteamento processa a mensagem PIM, um dispositivo de roteamento pode facilmente misturar interfaces PIMv1 e PIMv2.

O PIM é usado para roteamento eficiente para grupos multicast que podem abranger redes de longa distância e entre domínios. Ele é chamado de "independente de protocolo" porque não depende de um protocolo de roteamento unicast específico. O Junos OS oferece suporte ao modo bidirecional, modo esparso, modo denso e modo denso esparso.

O PIM opera em vários modos: modo bidirecional, modo esparso, modo denso e modo denso esparso. No modo denso esparso, alguns grupos multicast são configurados como modo denso (inundação e poda, estado [S,G]) e outros são configurados como modo esparso (junção explícita ao ponto de encontro [RP], estado [*,G]).

Os rascunhos do PIM também estabelecem um modo conhecido como modo específico da fonte do PIM, ou PIM SSM. No PIM SSM, há apenas uma fonte específica para o conteúdo de um grupo multicast em um determinado domínio.

Como o modo PIM escolhido determina as propriedades de configuração do PIM, primeiro você deve decidir se o PIM opera no modo denso, bidirecional, esparso, denso ou esparso em sua rede. Cada modo tem vantagens operacionais distintas em diferentes ambientes de rede.

• No modo esparso, os dispositivos de roteamento devem ingressar e sair de grupos multicast explicitamente. Os dispositivos de roteamento upstream não encaminham tráfego multicast para um dispositivo de roteamento downstream, a menos que o dispositivo de roteamento downstream tenha enviado uma solicitação explícita (por meio de uma mensagem de junção) ao dispositivo de roteamento do ponto de encontro (RP) para receber esse tráfego. O RP serve como a raiz da árvore de entrega multicast compartilhada e é responsável por encaminhar dados multicast de diferentes fontes para os receptores.

  O modo esparso é adequado para a Internet, onde mensagens frequentes de junção entre domínios e mensagens de remoção são comuns.

• A p2mp interface rastreia todas as junções de PIM por vizinho para garantir que o encaminhamento ou replicação multicast aconteça apenas com os vizinhos que estão no estado unido. Além disso, o PIM usando o modo ponto a multiponto oferece suporte ao modo de cluster de chassi.

• O PIM bidirecional é semelhante ao modo esparso e é especialmente adequado para aplicativos que devem ser escalados para suportar um grande número de fontes e receptores dispersos. No PIM bidirecional, os dispositivos de roteamento criam árvores bidirecionais compartilhadas e não mudam para uma árvore baseada na origem. O PIM bidirecional é bem dimensionado porque não precisa de nenhum estado específico de fonte (S,G). Em vez disso, ele cria apenas o estado específico do grupo (*,G).

• Ao contrário do modo esparso e do modo bidirecional, no qual os dados são encaminhados apenas para dispositivos de roteamento que enviam uma solicitação explícita de junção PIM, o modo denso implementa um mecanismo de inundação e remoção , semelhante ao Protocolo de roteamento multicast de vetor de distância (DVMRP). No modo denso, um dispositivo de roteamento recebe os dados multicast na interface de entrada e encaminha o tráfego para a lista de interfaces de saída. A inundação ocorre periodicamente e é usada para atualizar informações de estado, como o endereço IP de origem e o par de grupos multicast. Se o dispositivo de roteamento não tiver receptores interessados para os dados e a lista de interfaces de saída ficar vazia, o dispositivo de roteamento enviará uma mensagem de remoção de PIM upstream.

  O modo denso funciona melhor em redes onde ocorrem poucas ou nenhuma remoção. Nesses casos, o modo denso é realmente mais eficiente do que o modo esparso.

• O modo denso esparso, como o nome indica, permite que a interface opere por grupo no modo denso ou esparso. Um grupo especificado como "denso" não é mapeado para um RP. Em vez disso, os pacotes de dados destinados a esse grupo são encaminhados por meio de regras de modo denso PIM. Um grupo especificado como "esparso" é mapeado para um RP e os pacotes de dados são encaminhados por meio de regras de modo esparso de PIM. O modo denso esparso é útil em redes que implementam RP automático para o modo esparso de PIM.