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 PIM esparso. O modo esparso PIM é tão aceito que, quando o termo simples "PIM" é usado em um contexto de Internet, alguma forma de operação de modo esparso é assumida.
O PIM surgiu como um algoritmo para superar as limitações de protocolos de modo denso, como o Protocolo de Roteamento Multicast de Vetor de Distância (DVMRP), que era eficiente para clusters densos de receptores multicast, mas não escalava bem para os grupos maiores, mais esparsos e encontrados na Internet. O protocolo Core Based Trees (CBT) destinava-se a oferecer suporte ao modo esparso também, mas a CBT, com sua abordagem central toda poderosa, fez a colocação das principais aplicações críticas, e grandes aplicações do tipo conferência (muitas para muitas) resultaram em gargalos no núcleo. O PIM foi projetado para evitar os problemas de escalabilidade densa do DVMRP e os possíveis problemas de desempenho da TCC ao mesmo tempo.
A partir do Junos OS Release 15.2, apenas a versão 2 do PIM tem suporte. No CLI, o comando para especificar uma versão (1 ou 2) é removido.
O PIMv1 e o PIMv2 podem coexistir no mesmo dispositivo de roteamento e até na mesma interface. A principal diferença entre PIMv1 e PIMv2 é o formato de pacote. As mensagens PIMv1 usam pacotes de Protocolo de Gerenciamento de Grupos de Internet (IGMP), 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 PIM. Algumas implementações pim podem reconhecer pacotes PIMv1 e mudar automaticamente a interface do dispositivo de roteamento para PIMv1. Como a diferença entre PIMv1 e PIMv2 envolve o formato de mensagem, mas não o significado da mensagem ou como o dispositivo de roteamento processa a mensagem PIM, um dispositivo de roteamento pode misturar facilmente as interfaces PIMv1 e PIMv2.
O PIM é usado para roteamento eficiente para grupos multicast que podem abranger redes internet de ampla área e interdomain. Ela é chamada 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 esparso e denso.
Os roteadores da Série ACX oferecem suporte apenas a um modo esparso. O modo denso da série ACX é suportado apenas para grupos multicast de controle para a autodescoberta do ponto de encontro (auto-RP).
O PIM opera em vários modos: modo bidirecional, modo esparso, modo denso e modo esparso e denso. No modo esparso e denso, alguns grupos multicast são configurados como modo denso (estado de inundação e podar, [S,G] e outros são configurados como modo esparso (junta explícita ao ponto de encontro [RP], [*,G] estado).
As propostas do PIM também estabelecem um modo conhecido como modo PIM específico da origem ou SSM PIM. No PIM SSM, há apenas uma fonte específica para o conteúdo de um grupo multicast em um determinado domínio.
Como o modo PIM escolhido por você determina as propriedades de configuração do PIM, você primeiro deve decidir se o PIM opera em modo bidirecional, esparso, denso ou denso em sua rede. Cada modo tem vantagens operacionais distintas em diferentes ambientes de rede.
No modo esparso, os dispositivos de roteamento devem se juntar e deixar grupos multicast explicitamente. Os dispositivos de roteamento upstream não encaminham o 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 de ponto de encontro (RP) para receber esse tráfego. O RP serve como a raiz da árvore de entrega multicast compartilhada e é responsável pelo encaminhamento de dados multicast de diferentes fontes para os receptores.
O modo esparso é adequado para a Internet, onde mensagens de junção frequentes de interdomínio e mensagens de podune são comuns.
Começando no Junos OS Versão 19.2R1, no SRX300, SRX320, SRX340, SRX345, SRX550, SRX1500 e vSRX 2.0 e vSRX 3.0 (com 2 vCPUs) dispositivos da Série, Protocol Independent Multicast (PIM) usando o modo ponto a multiponto (P2MP) oferece suporte a AUTOVPN e VPN Auto Discovery, no qual um novo
p2mptipo de interface é introduzido para PIM. Ap2mpinterface rastreia todas as junções pim por vizinho para garantir que o encaminhamento ou replicação multicast só aconteça com os vizinhos que estão em estado de adesão. Além disso, o PIM usando o modo ponto a multiponto oferece suporte ao modo cluster do chassi.Nota:Em todos os switches da série EX (exceto EX4300 e EX9200), switches QFX5100 e switches da série OCX, o limite de taxa é definido para 1pps por grupo multicast S,G para evitar sobrecarregar o ponto de encontro (RP), roteador de primeiro salto (FHR) com modo PIM-esparso (PIM-SM) registrar mensagens e causar problemas de CPU. Esse limite de taxa ajuda a melhorar os tempos de escala e convergência, evitando que pacotes duplicados sejam presos e em túnel para RP em software. (O suporte à plataforma depende da versão do Junos OS em sua instalação.)
O PIM bidirecional é semelhante ao modo esparso, e é especialmente adequado para aplicativos que devem ser dimensionados para oferecer suporte a 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 escala bem porque não precisa de um estado específico de origem (S,G). Em vez disso, ele cria apenas um estado específico do grupo (*,G).
Ao contrário do modo esparso e bidirecional, no qual os dados são encaminhados apenas para dispositivos de roteamento que enviam uma solicitação de junção PIM explícita, o modo denso implementa um mecanismo de inundação e podar , 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 envia uma mensagem de podada PIM upstream.
O modo denso funciona melhor em redes onde poucas ou nenhuma poda ocorre. Nesses casos, o modo denso é, na verdade, mais eficiente do que o modo esparso.
O modo esparso e denso, como o nome indica, permite que a interface opere por grupo em modo esparso ou denso. 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 PIM. O modo esparso e denso é útil em redes que implementam auto-RP para o modo esparso PIM.
Nos dispositivos da Série SRX, o PIM não oferece suporte a interfaces upstream e downstream em diferentes roteadores virtuais no modo de fluxo.
Componentes básicos de rede PIM
O modo denso PIM requer apenas uma fonte multicast e uma série de dispositivos de roteamento multicast que executam o modo PIM denso para permitir que os receptores obtenham conteúdo multicast. O modo denso garante que todo o tráfego multicast chegue a todos os lugares inundando periodicamente a rede com tráfego multicast, e depende de mensagens podadas para garantir que sub-redes em que todos os receptores não estejam interessados naquele grupo multicast específico pare de receber pacotes.
O modo esparso PIM é mais complicado e requer a criação de dispositivos de roteamento especiais chamados pontos de encontro (RPs) no núcleo de rede. Esses dispositivos de roteamento são onde o upstream junta mensagens de receptores interessados que atendem ao tráfego downstream da fonte do conteúdo do grupo multicast. Uma rede pode ter muitos RPs, mas o modo esparso PIM permite que apenas um RP esteja ativo para qualquer grupo multicast.
Se houver apenas uma RP em um domínio de roteamento, os links RP e adjacentes podem ficar congestionados e formar um único ponto de falha para todo o tráfego multicast. Assim, vários RPs são a regra, mas o problema torna-se como outros dispositivos de roteamento multicast acham a RP que é a fonte do grupo multicast que o receptor está tentando juntar. Este mapeamento rp-to-group é controlado por um roteador bootstrap especial (BSR) que executa o mecanismo PIM BSR. Pode haver mais de um roteador bootstrap também, também por razões de um único ponto de falha.
O roteador bootstrap não precisa ser uma RP em si, embora esta seja uma implementação comum. A principal função do roteador bootstrap é gerenciar a coleção de RPs e permitir que os receptores interessados encontrem a fonte do tráfego multicast de seu grupo. As mensagens de bootstrap PIM são originadas do endereço loopback, que está sempre ativo. O endereço de loopback deve ser roteável. Se não for roteável, o roteador bootstrap não poderá enviar mensagens bootstrap para atualizar os membros do domínio de RP. O show pim bootstrap comando exibe apenas os roteadores bootstrap que têm endereços de loopback roteáveis.
O PIM SSM pode ser visto como um subconjunto de um caso especial de modo esparso PIM e não requer nenhum equipamento especializado que não seja o usado para o modo esparso PIM (e a versão 3 do IGMP).
Os RPs PIM bidirecionais, ao contrário dos RPs para o modo esparso PIM, não precisam realizar tunelamento de registro PIM ou outra ação de protocolo específica. Os RPs PIM bidirecionais não implementam nenhuma funcionalidade específica. Os endereços RP são simplesmente um local na rede para encontrar-se em direção. Na verdade, para PIM bidirecional, os endereços de RP não precisam ser endereços de interface de loopback ou mesmo endereços configurados em qualquer dispositivo de roteamento, desde que sejam cobertos por uma sub-rede conectada a um dispositivo de roteamento bidirecional capaz de PIM e anunciado na rede.
p2mp tipo de interface é introduzido para PIM.