Grundlegendes zum PIM-Quellenmodus

Any Source Multicast (ASM) war das ursprüngliche Multicast

RFC 1112, der ursprüngliche Multicast-RFC, unterstützte sowohl Many-to-Many- als auch One-to-Many-Modelle. Diese wurden zusammen als Any-Source-Multicast (ASM) bezeichnet, da ASM eine oder mehrere Quellen für den Datenverkehr einer Multicast-Gruppe zuließ. Ein ASM-Netzwerk muss jedoch in der Lage sein, die Standorte aller Quellen für eine bestimmte Multicastgruppe zu bestimmen, wenn interessierte Zuhörer vorhanden sind, unabhängig davon, wo sich die Quellen im Netzwerk befinden. In ASM ist die Schlüsselfunktion von source discovery eine erforderliche Funktion des Netzwerks selbst.

Quellensuche im Sparse-Modus vs. Dense-Modus

Die Multicast-Quellensuche scheint ein einfacher Prozess zu sein, im Sparse-Modus ist dies jedoch nicht der Fall. Im Dense-Modus ist es einfach genug, den Datenverkehr zu jedem Router im gesamten Netzwerk zu fluten, sodass jeder Router die Quelladresse des Inhalts für diese Multicast-Gruppe lernt. Die Überflutung stellt jedoch Probleme mit der Skalierbarkeit und der Nutzung von Netzwerkressourcen dar und ist im Sparse-Modus keine praktikable Option.

Der PIM-Sparse-Modus (wie jedes Sparse-Mode-Protokoll) erreicht die erforderliche Quellenerkennungsfunktionalität ohne Überflutung auf Kosten einer beträchtlichen Menge an Komplexität. RP-Router müssen hinzugefügt werden und alle Multicastquellen kennen, und komplizierte gemeinsam genutzte Verteilungsbäume müssen für die RPs erstellt werden.

PIM SSM ist eine Teilmenge des PIM-Sparse-Modus

PIM SSM ist einfacher als der PIM-Sparse-Modus, da nur das Eins-zu-Viele-Modell unterstützt wird. Anfängliche kommerzielle Multicast-Internetanwendungen sind wahrscheinlich nur von einer einzigen Quelle aus subscribers verfügbar (d. h. Empfänger, die Join-Nachrichten ausgeben) (ein Sonderfall von SSM deckt die Notwendigkeit einer Backup-Quelle ab). PIM SSM bildet daher eine Teilmenge des PIM-Sparse-Modus. PIM SSM erstellt sofort an der Quelle verwurzelte Pfadbäume (SPTs), da in SSM der Router, der dem interessierten Empfängerhost am nächsten ist, über die Unicast-IP-Adresse der Quelle für den Multicast-Datenverkehr informiert wird. Das heißt, PIM SSM umgeht die RP-Verbindungsphase durch gemeinsam genutzte Verteilungsstrukturen, wie im PIM-Sparse-Modus, und wechselt direkt zur quellenbasierten Verteilungsstruktur.

Warum PIM SSM verwenden?

In einer Umgebung, in der viele Quellen kommen und gehen, wie z. B. für einen Videokonferenzdienst, ist ASM geeignet. Durch das Ignorieren des Viele-zu-Viele-Modells und die Konzentration auf das Eins-zu-Viele-Modell (Source-Specific Multicast) könnten jedoch mehrere kommerziell vielversprechende Multicast-Anwendungen, wie z. B. die Verbreitung von Fernsehkanälen über das Internet, viel schneller und effizienter ins Internet gebracht werden, als wenn die volle ASM-Funktionalität des Netzwerks erforderlich wäre.

Ein SSM-konfiguriertes Netzwerk hat deutliche Vorteile gegenüber einem traditionell konfigurierten PIM-Sparse-Mode-Netzwerk. Es sind keine gemeinsam genutzten Bäume oder RP-Zuordnung (es ist keine RP erforderlich) oder eine RP-zu-RP-Quellenermittlung durch MSDP erforderlich.

PIM SSM ist einfacher als der PIM-Sparse-Modus, da nur das Eins-zu-Viele-Modell unterstützt wird. Anfängliche kommerzielle Multicast-Internetanwendungen sind wahrscheinlich nur von einer einzigen Quelle aus subscribers verfügbar (d. h. Empfänger, die Join-Nachrichten ausgeben) (ein Sonderfall von SSM deckt die Notwendigkeit einer Backup-Quelle ab). PIM SSM bildet daher eine Teilmenge des PIM-Sparse-Modus. PIM SSM erstellt sofort an der Quelle verwurzelte Pfadbäume (SPTs), da in SSM der Router, der dem interessierten Empfängerhost am nächsten ist, über die Unicast-IP-Adresse der Quelle für den Multicast-Datenverkehr informiert wird. Das heißt, PIM SSM umgeht die RP-Verbindungsphase durch gemeinsam genutzte Verteilungsstrukturen, wie im PIM-Sparse-Modus, und wechselt direkt zur quellenbasierten Verteilungsstruktur.

PIM-Terminologie

PIM SSM führt neue Begriffe für viele der Konzepte im PIM-Sparse-Modus ein. PIM SSM kann technisch im gesamten 224/4-Multicast-Adressbereich eingesetzt werden, wobei der PIM-SSM-Betrieb nur im 232/8-Bereich gewährleistet ist (232.0.0/24 ist reserviert). Die neuen SSM-Begriffe sind für Internet-Videoanwendungen geeignet und in Tabelle 1 zusammengefasst.

Tabelle 1: ASM- und SSM-Terminologie

Ausdruck	Multicast aus beliebigen Quellen	Quellenspezifisches Multicast
Adress-Kennung	G	S,G
Adressbezeichnung	Gruppe	Kanal
Vorgänge des Empfängers	Beitreten, verlassen	Abonnieren, abbestellen
Adressbereich der Gruppe	224/4 ohne 232/8	224/4 (nur für 232/8 garantiert)

Obwohl PIM SSM Empfängervorgänge als subscribe und subscriberbeschreibt, werden von beiden Formen des Protokolls dieselben PIM-Join- und -Leave-Nachrichten im Sparse-Mode verwendet. Durch die Terminologieänderung wird ASM von SSM unterschieden, obwohl die Empfängernachrichten identisch sind.

Funktionsweise von PIM SSM

PIM Source-Specific Multicast (SSM) verwendet eine Teilmenge des PIM-Sparse-Modus und IGMP Version 3 (IGMPv3), damit ein Client Multicastdatenverkehr direkt von der Quelle empfangen kann. PIM SSM verwendet die PIM-Sparse-Mode-Funktionalität, um eine SPT zwischen dem Empfänger und der Quelle zu erstellen, erstellt die SPT jedoch ohne die Hilfe einer RP.

Standardmäßig ist die Multicastadresse der SSM-Gruppe auf den IP-Adressbereich von 232.0.0.0 bis 232.255.255.255 beschränkt. Sie können SSM-Vorgänge jedoch auf einen anderen Klasse-D-Bereich ausdehnen, indem Sie die ssm-groups-Anweisung auf der Hierarchieebene [edit routing-options multicast] einfügen. Der SSM-Standardadressbereich von 232.0.0.0 bis 232.255.255.255 kann in der ssm-groups-Anweisung nicht verwendet werden. Diese Anweisung dient zum Hinzufügen weiterer Multicastadressen zu den SSM-Standardgruppenadressen. Diese Anweisung überschreibt nicht den standardmäßigen SSM-Gruppenadressbereich.

In einem PIM-SSM-konfigurierten Netzwerk abonniert ein Host einen SSM-Kanal (mittels IGMPv3) und kündigt an, Gruppe G und Quelle S beizutreten (siehe Abbildung 1). Der direkt verbundene PIM-Sparse-Mode-Router, der DR des Empfängers, sendet eine (S,G)-Join-Nachricht an seinen RPF-Nachbarn für die Quelle. Beachten Sie in Abbildung 1 , dass der RP bei diesem Prozess nicht vom Empfänger kontaktiert wird, wie dies bei normalen PIM-Sparse-Mode-Vorgängen der Fall wäre.

Die (S,G) join-Nachricht initiiert die Quellstruktur und baut sie dann Hop für Hop aus, bis sie die Quelle erreicht. In Abbildung 2 wird die Quellstruktur quer durch das Netzwerk zu Router 3 aufgebaut, dem Last-Hop-Router, der mit der Quelle verbunden ist.

Über die Quellstruktur wird Multicast-Datenverkehr an den abonnierenden Host übermittelt (siehe Abbildung 3).

Verwenden von PIM SSM

Sie können Junos OS so konfigurieren, dass ASM-Join-Nachrichten (*,G) für Gruppenadressen akzeptiert werden, die innerhalb des standardmäßigen oder konfigurierten Bereichs von quellenspezifischen Multicast-Gruppen (SSM) liegen. Auf diese Weise können Sie eine Mischung aus beliebigen Quellen und quellenspezifischen Multicast-Gruppen gleichzeitig unterstützen.

Die Bereitstellung von SSM ist einfach. Sie müssen den PIM-Sparse-Modus auf allen Routerschnittstellen konfigurieren und die erforderlichen SSM-Befehle ausgeben, einschließlich der Angabe von IGMPv3 im LAN des Empfängers. Wenn der PIM-Sparse-Modus nicht explizit sowohl auf der Quell- als auch auf der Gruppenmitgliederschnittstelle konfiguriert ist, werden Multicastpakete nicht weitergeleitet. Quellenverzeichnisse, die in IGMPv3 unterstützt werden, werden in PIM SSM verwendet. Wenn Quellen aktiv werden und mit dem Senden von Multicastpaketen beginnen, empfangen interessierte Empfänger in der SSM-Gruppe die Multicastpakete.

Um zusätzliche SSM-Gruppen zu konfigurieren, fügen Sie die ssm-groups-Anweisung auf der Hierarchieebene [edit routing-options multicast] ein.