Entender o modo esparso do PIM

Um domínio de modo esparso de multicast independente de protocolo (PIM) usa o encaminhamento de caminho reverso (RPF) para criar um caminho de uma fonte de dados até o receptor que solicita os dados. Quando um receptor emite uma solicitação de junção explícita, uma verificação de RPF é acionada. A (*,G) mensagem de junção do PIM é enviada para a RP a partir do roteador designado (DR) do receptor. (Por definição, esta mensagem é realmente chamada de mensagem de junção/podar, mas para clareza nesta descrição, ela é chamada de juntar ou podar, dependendo de seu contexto.) A mensagem de junção é um salto multicast por salto upstream para o grupo ALL-PIM-ROUTERS (224.0.0.13) por meio da interface RPF de cada roteador até chegar ao RP. O roteador RP recebe a (*,G) mensagem de junção do PIM e adiciona a interface na qual foi recebido na lista de interface de saída (OIL) da entrada de estado de encaminhamento de árvore de ponto de encontro (RPT). Isso cria o RPT que conecta o receptor com o RP. O RPT permanece em vigor, mesmo que nenhuma fonte ativa gere tráfego.

Nota:

Estado — as entradas (*,G) ou (S,G) — são as informações usadas para o encaminhamento de pacotes unicast ou multicast. S é o endereço IP de origem, G é o endereço de grupo multicast, e * representa qualquer fonte enviada ao grupo G. Os roteadores mantêm o controle do estado de encaminhamento multicast para as interfaces de entrada e saída para cada grupo.

Quando uma fonte fica ativa, o DR de origem encapsula pacotes de dados multicast em uma mensagem de registro de PIM e os envia por meio de unicast para o roteador RP.

Se o roteador RP tiver receptores interessados no domínio do modo esparso PIM, ele envia uma mensagem de junção de PIM em direção à fonte para construir uma árvore de caminho mais curto (SPT) de volta à fonte. A fonte envia pacotes multicast para a LAN, e o DR de origem encapsula os pacotes em uma mensagem de registro DE PIM e encaminha a mensagem para o roteador RP por meio de unicast. O roteador RP recebe mensagens de registro DE PIM da fonte e, assim, adiciona uma nova fonte à árvore de distribuição, mantendo o controle das fontes em uma tabela PIM. Uma vez que um roteador RP recebe pacotes nativamente (com S,G), ele envia uma mensagem de parada de registro para parar de receber as mensagens de registro por meio da unicast.

No aplicativo real, muitos receptores com vários SPTs estão envolvidos em um fluxo de tráfego multicast. Para ilustrar o processo, rastreamos o tráfego multicast do roteador RP até um receptor. Nesse caso, o roteador RP começa a enviar pacotes multicast pelo RPT em direção ao DR do receptor para entrega aos receptores interessados. Quando o DR do receptor recebe o primeiro pacote do RPT, o DR envia uma mensagem de junção de PIM em direção ao DR de origem para começar a construir um SPT de volta à fonte. Quando o DR de origem recebe a mensagem de junção do PIM do DR do receptor, ele começa a enviar tráfego para baixo todos os SPTs. Quando o primeiro pacote multicast é recebido pelo DR do receptor, o DR do receptor envia uma mensagem de podado PIM ao roteador RP para impedir que pacotes duplicados sejam enviados pelo RPT. Por sua vez, o roteador RP para de enviar pacotes multicast para o DR do receptor, e envia uma mensagem de podar PIM para esta fonte sobre o RPT em direção ao DR de origem para interromper a entrega de pacotes multicast para o roteador RP a partir dessa fonte em particular.

Se o roteador de RP receber uma mensagem de registro PIM de uma fonte ativa, mas não tiver receptores interessados no domínio de modo esparso de PIM, ele ainda adicionará a fonte ativa na tabela PIM. No entanto, após adicionar a fonte ativa na tabela PIM, o roteador RP envia uma mensagem de parada de registro. O roteador RP descobre a existência da fonte ativa e não precisa mais receber anúncio da fonte (que utiliza recursos).

Nota:

Se o número de mensagens de junção de PIM exceder o MTU configurado, as mensagens serão fragmentadas no modo esparso IPv6 PIM. Para evitar a fragmentação do PIM, junte-se às mensagens, o tráfego multicast recebe o MTU de interface em vez do MTU do caminho.

As principais características do modo esparso de PIM são as seguintes:

• Roteadores com receptores downstream juntam-se a uma árvore de modo esparso PIM através de uma mensagem de junção explícita.

• Os RPs de modo esparso do PIM são os roteadores onde os receptores atendem às fontes.

• Senders anuncia sua existência a um ou mais RPs, e os receptores consultam RPs para encontrar sessões multicast.

• Assim que os receptores obtêm conteúdo das fontes através do RP, o roteador de último salto (o roteador mais próximo do receptor) pode remover opcionalmente o RP da árvore de distribuição compartilhada (*,G) se a nova árvore baseada em origem (S,G) for mais curta. Os receptores podem então obter conteúdo diretamente da fonte.

  O aspecto transitório do modo esparso de PIM da árvore compartilhada à árvore baseada na fonte é uma das principais características do PIM, pois evita sobrecarregar as ligações de RP ou núcleo circundante.

Existem problemas relacionados a fonte, RPs e receptores quando o modo esparso é usado:

• As fontes devem ser capazes de enviar a todos os RPs.

• Todos os RPs devem se conhecer.

• Os receptores devem enviar mensagens explícitas de junção a um RP conhecido.

• Inicialmente, os receptores precisam saber apenas uma RP (eles mais tarde aprendem sobre os outros).

• Os receptores podem se podar explicitamente de uma árvore.

• Os receptores que nunca fazem a transição para uma árvore baseada em fonte estão efetivamente executando árvores baseadas em núcleo (TCC).

O modo esparso PIM tem recursos padrão para todos esses problemas.