Más básica de multidifusión

Tipos de tráfico

Existen tres tipos de entrega de tráfico: unidifusión, difusión y multidifusión. Estos distintos tipos de enrutamiento de tráfico se utilizan para varios fines en las redes informáticas.

Unicast

El tráfico de unidifusión es la más predominante. Incluye unidifusión tanto de capa 2 como de capa 3. Por lo tanto, el tráfico destinado a una dirección IP, por ejemplo 150.1.1.1, se entregará utilizando mecanismos de salto a salto. Las rutas se determinan mediante los protocolos de enrutamiento de unidifusión en una red de capa 3. En una red de capa 2, las tramas de unidifusión se envían a una dirección MAC conocida específica.

Broadcast

El tráfico de difusión se utiliza principalmente en redes de capa 2. Se trata de paquetes que se envían a todos los hosts de la red. Por lo tanto, cuando se envía un paquete a la dirección de difusión local de vínculo, se envía a todos los hosts de la red. Un ejemplo clásico de tráfico de difusión es un paquete ARP que se utiliza para determinar la asignación de IP a dirección MAC del host de destino. Por lo general, se evita la difusión de paquetes en la capa 3, ya que potencialmente puede inundar Internet.

Multicast

El tráfico de multidifusión se reenvía a un Grupo de hosts de una red de capa 2 o capa 3 y se utiliza intensamente en las redes de la capa 2 y de la capa 3. En las redes de capa 2, el tráfico se envía a los hosts interesados en recibir tráfico a un grupo de multidifusión determinado. En las redes de capa 3, el tráfico de multidifusión se dirige a enrutadores de capa 3 para llegar a los hosts interesados de la escucha.

Protocolo de administración del grupo de Internet (IGMP)

IGMP es un protocolo utilizado dentro de una LAN o una subred de capa 3 para que la escucha urgente sea interesante. Los hosts envían informes IGMP a escuchas dedicadas que le interesan en un grupo determinado. Estos informes son recibidos por un enrutador de capa 3. Estos enrutadores de capa conservan el estado de este grupo y reenvían el tráfico de multidifusión destinado al grupo. Los enrutadores de la capa 3 envían consultas IGMP periódicas para solicitar informes de los hosts. La esencia de este libro es un paradigma de la supervisión IGMP habilitada en los conmutadores de capa 2 para el reenvío de multidifusión optimizado, que se trata con detalle en capítulos posteriores.

Direccionamiento de multidifusión

’Visite brevemente las direcciones de las aplicaciones de multidifusión.

Layer 3 Multicast Addressing

Las direcciones de multidifusión de capa 3 se clasifican como direcciones de clase-D y van desde 224.0.0.0 a 239.255.255.255. Pocas direcciones de multidifusión entre estos intervalos se reservan para fines específicos, aunque hay direcciones especiales, 224.0.0/24, por ejemplo, para un fin específico. Esto se denomina intervalo de direcciones de multidifusión local de vínculo, y el tráfico de estas direcciones se puede restringir dentro de la subred. Por ejemplo, 224.0.0.5 y 224.0.0.13 se utilizan como dirección de multidifusión de destino para OSPF y PIM para intercambiar los saludos.

Las aplicaciones host de multidifusión buscan unirse a una dirección de grupo de multidifusión determinada, digamos 235.1.1.1, y esperan que el tráfico de multidifusión se entregue en esta dirección, que consumen. Por ejemplo, un host IPTV puede suscribirse para un canal si se expresa el interés de los oyentes de un determinado grupo específico. Además, se pueden implementar diferentes canales utilizando grupos de multidifusión diferentes.

Layer 2 Multicast Addressing

En el mundo de la unidifusión, una determinada dirección IP L3 se asigna a un dirección MAC en la capa 2. En multidifusión, la dirección de multidifusión L3 específica se asigna a una dirección de multidifusión L2. La dirección L3 de multidifusión se utiliza en el enrutamiento de multidifusión, mientras que la dirección de multidifusión L2 se utiliza en el reenvío de multidifusión L2 del marco L2.

Un host interesado en un grupo determinado, por ejemplo, 228.11.1.2, expresa su interés de escuchas enviando un paquete IGMP para ese grupo. Además, su hardware programa el dirección MAC L2 en su hardware correspondiente a 228.11.1.2 con, por ejemplo, dirección MAC E40B 0102, de modo que cuando el tráfico de multidifusión llega con este MAC de destino, el host pueda aceptar el paquete. Existen ciertos matices en la asignación de direcciones de multidifusión L3-IP a L2-MAC relacionadas con la colisión’, pero dejemos que, por ahora, se salte.

En general, las direcciones de multidifusión de la capa 3 y la capa 2 son utilizadas por hosts y enrutadores iguales para que funcione la señalización de tráfico de multidifusión y el reenvío.

Multidifusión independiente del Protocolo (PIM-ASM)

Analicemos cómo funciona la multidifusión en las redes de capa 3, que’de nuevo toca únicamente los procedimientos básicos. Esta información de antecedentes será relevante en los capítulos de la parte 2 que examinan el panorama general de cómo se utiliza la multidifusión en los tejidos del centro de datos.

Cualquier multidifusión de código fuente (ASM) es un escenario en el que los oyentes o los hosts no conocen la información de origen de la multidifusión. Todo lo que conocen es la información del grupo para el tráfico deseado. Hay un dispositivo central denominado punto de encuentro (RP) que actúa como enlace entre las escuchas de multidifusión y los orígenes del grupo.

Typical Multicast Topology

Tenga en cuenta la topología Figure 1en, donde hay una fuente de multidifusión detrás de R1. R1 se denomina enrutador de primer salto porque es el primer salto hacia el código fuente. También hay R6, que se denomina enrutador de último salto, porque es el último salto del código fuente y el enrutador más cercano al agente de escucha. Normalmente, el RP se coloca de forma centralizada en la red. El enrutamiento de unidifusión está habilitado en la red y PIM funciona en la topología de enrutamiento de unidifusión existente para dirigir la multidifusión. El alcance de unidifusión puede ser proporcionado por cualquiera de los protocolos de enrutamiento, como OSPF, ISIS, BGP o Enrutamiento estático.

Figure 1: Topología típica de multidifusión

Listener Sends IGMP Report

Figure 1muestra un agente de escucha host-recib-2 en la LAN detrás de R6-LHR. Cuando este host está interesado en un grupo de multidifusión determinado, diga 235.1.1.1, envía un informe IGMP para este grupo G.

PIM Hellos and PIM Neighbor Discovery

Antes de describir lo que R6 hace con el informe,’voy a saber rápidamente los procedimientos PIM para el descubrimiento de vecinos y las elecciones de enrutador designado (Dr). Los dispositivos PIM envían los saludos PIM para detectarse entre sí. Los Figure 1, R6 y R5 se encuentran en la interfaz de LAN. Tanto R5 como R6 se descubren entre sí en la LAN.

Si ambos dispositivos extraen tráfico y lo reenviaban a la LAN, darían como resultado duplicados. Por lo tanto, R5 y R6 entran en una elección PIM-DR y el PIM-DR por sí solo crea y propaga el estado de esa subred. Es posible que PIM-NDR cree un estado, pero no lo propague para extraer el tráfico. Esta elección de DR se basa en un campo de prioridad que se transporta en los mensajes de PIM Hello. Si no se lleva a cabo de forma explícita, se elegirá el dispositivo con la dirección IP más baja en la interfaz de PIM-DR.

LHR Creates PIM (*,G) State and Sends PIM Join Towards RP

Deje’que s reanude la ruta de la Unión. En Figure 1, tanto R5 como R6 reciben el informe IGMP y crean un estado PIM (*, G). Sin embargo, R5, que es PIM-NDR, no propaga el estado. R6, que es PIM-DR para la LAN, propaga el estado mediante el envío de una Unión PIM (*, G) hacia el RP. Dado que los anfitriones y R6 no conocen la ubicación de las fuentes, R6 busca enviar el PIM a RP.

Source Sends Multicast Traffic – FHR Sends PIM Register to RP

Vamos’a ir al paso siguiente. Digamos que hay una fuente de multidifusión que comienza el envío del tráfico de multidifusión. R1, FHR, Ve el tráfico de multidifusión desde el origen. R1 no cuenta con la información de los oyentes interesados, por lo tanto, transmite la información sobre el origen al punto de reunión. R1 envía este paquete de multidifusión a un túnel de unidifusión y lo envía al RP. Esto se denomina mensaje de registro PIM y se puede ver en Figure 2.

Figure 2: Tráfico en el árbol de Rendevous puntos

Traffic Flows Over Rendezvous-Point Tree (RPT)

En Figure 2, el RP recibe el paquete de multidifusión a través de un túnel de unidifusión como paquetes de registro de PIM. El punto de reunión decapsulates el tráfico de multidifusión y comprueba si hay escuchas para el grupo. Dado que tiene un estado de unión (*, G) creado en virtud de la combinación downstream derivada de R6, el RP reenvía el tráfico de multidifusión a R6 sobre el árbol compartido. R6 reenvía ahora el tráfico a través de la LAN y el recibe el host-recib-2.

Hasta ahora tan bueno. Pero no’es bueno que RP reciba el tráfico de multidifusión a través de un túnel de unidifusión. Además, ahora que R6 ha llegado a conocer el origen de la multidifusión, es posible que pueda unirse al propio origen de multidifusión y extraer el tráfico a la ruta más corta. Los dos procedimientos siguientes nos permiten avanzar hacia esto.

RP Joins Source Tree

Ahora, en Figure 3, R3-RP, habiendo conocido la ubicación del código fuente, se busca unirse al código fuente de forma nativa. Para lograrlo, envía una Unión de PIM (S, G) hacia el origen a R2. R2 propaga la Unión (S, G) hacia R1. Ahora R1 avanza el tráfico hacia R2 y, a su vez, R2 hacia R3-RP. A continuación, R3-RP informa a R1-FHR mediante el envío de una parada de registro PIM para detener el reenvío de tráfico en el túnel de unidifusión. R3-RP reenvía el tráfico que recibe de forma nativa a R6-LHR.

Figure 3: Tráfico en el árbol de origen

LHR Joins Shortest-Path Tree

At alrededor del mismo tiempo, R6 realiza la ubicación del código fuente y envía una Unión (S, G) en el origen a R4 para extraer el tráfico a través del árbol de ruta de acceso más corta. R4 envía la combinación (S, G) a R1. Ahora, R1 reenvía el tráfico a R4, y R4 a turnos, lo reenvía a R6. Por lo tanto, R6 ha creado un modo de videoduración en el que el tráfico se reenvía con la menor latencia.

LHR Switches Traffic From RPT to SPT

Por Figure 3el momento, R6 recibe tráfico tanto a los árboles de mismo y a RPT. Esto lo detecta el suceso de coincidencia de interfaz entrante que se produce en R6. No debe reenviar el tráfico de ambos árboles a la LAN. Selecciona el tráfico en el mismo mismo y lo reenvía a la LAN.

Además, dado que se ha formado el árbol de tres árboles, desea eliminarlo . De este modo, R6 enviará un mensaje de (*, G) + (S, G, RPT_Prune) hacia el Figure 4RP tal y como se muestra en la. Esto indica al RP que la escucha está interesada en el tráfico de este grupo G. Sin embargo, dado que se ha unido a ruta de ruta de ruta de este origen, RP omite el tráfico de este origen S. Si se produce cualquier otro código fuente activo, digamos que S2, RP reenvía el tráfico en el árbol compartido.

Figure 4: Eliminar el árbol compartido

A la escucha de S, G, RPT_Prune, RP elimina su árbol (S, G) que se expuso a través de R2 y R1. Además, de forma periódica R1 actualiza la actividad de origen del código fuente al RP enviando registros NULOs, por lo que el mensaje de registro de PIM solo tendrá la información que esta S, G está activo. No se enviarán paquetes de datos.

IGMP Leave and PIM Prune

Cuando un host ya no está interesado en el tráfico del grupo G, envía una salida IGMP para el grupo. Esto da como resultado el dispositivo PIM, que envía una eliminación de PIM para cancelar la Unión a PIM enviada anteriormente.

PIM-ASM Summary

Estos son los procedimientos para PIM-ASM.

Phew! Demasiados detalles en breve. Si esto parecía abrumador, se debe ocupar de una descripción rápida de PIM-SSM y que debería simplificar las cosas. Esta sección acerca de PIM-ASM se incluyó con el propósito de proporcionar antecedentes relevantes que puedan ser útiles a la hora de comprender capítulos posteriores. Si no’comprende completamente los procedimientos, debe seguir teniendo buena forma, ya que este libro se ocupa principalmente de la multidifusión en la capa 2.

PIM-SSM

Acabamos de explorar PIM-ASM y sus procedimientos, por lo que’ahora vamos a explorar PIM-SSM, que es más sencillo en lo que se refiere a los procedimientos. En Figure 5 el agente de escucha envía un informe de IGMPv3. Este informe contiene la información sobre el grupo y el código fuente, por lo que R6 puede simplemente enviar la Unión (S, G) a la fuente a R4. R4 envía (S, G) hacia R1.

Figure 5: PIM-SSM

Más tarde, cuando se inicia el tráfico, R1 reenvía el tráfico hacia R4 y R4 a su vez, reenvía el tráfico hacia R6. Solo hay un árbol de origen. R6 reenvía el tráfico a los oyentes de la LAN.

Aunque PIM-SSM simplifica los procedimientos de la red, sitúa la responsabilidad del conocimiento de los oyentes en el código fuente. Dado que es muy difícil determinar la información de origen una priori, PIM-ASM está ampliamente desplegada porque la complejidad la controla la red, pero los hosts solo pueden expresar su interés en el canal o grupo concreto.

Este libro trata principalmente con hosts de IGMPv2. Por lo tanto, esos hosts envían informes (*, G), en vez de IGMPv3 hosts que envían informes de (S, G).

Otras tecnologías de multidifusión

Lo que acabamos de describir es IGMP y PIM. Existen otras tecnologías que utilizan el transporte de multidifusión, por ejemplo, a través de VPN L3, y BGP-MVPNs o Rosen MVPNs se usan para transportar la multidifusión junto con PIM. Además, en MPLS mundo, la multidifusión se transporta mediante MLDP o RSVP-TE P2MP túneles que llevan a cabo la replicación a través del núcleo MPLS. Los procedimientos para estas normas quedan fuera del ámbito del libro.

Resumen

La multidifusión se está implementando cada vez más para aplicaciones a gran escala. La multidifusión de la fuerza dominante parece ser aplicaciones IPTV, en las que las tecnologías de multidifusión, como son los desafíos del envío a través de muchas y el aumento de ancho de banda, son:

• Sistemas de entrega de contenido multimedia

• Aplicaciones de cotización en bolsa

• IPTV para la distribución de televisión en vivo y Televised reuniones de la empresa

• Distribución masiva de archivos para entregar imágenes/parches del sistema operativo.

Este capítulo comenzó a cubrir ciertas bases de la tierra con los procedimientos de multidifusión. No significa de forma completa – la multidifusión a medida que la tecnología ha evolucionado más de dos décadas y tiene muchas matices. Por lo tanto, este capítulo se diseñó para proporcionar los conceptos básicos y para que el lector reconozca los términos que a menudo aparecen en el libro. En EVPN Primer capítulo nos encontraremos un ejercicio similar en el EVPN y ofrecemos una introducción rápida para comprender los términos y los temas clave a muy alto nivel.