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Exemple : Configuration d’une multidiffusion spécifique à la source

Comprendre le mode spécifique à la source PIM

Le multicast spécifique à la source (SSM) de PIM utilise un sous-ensemble du mode clairsemé PIM et de l’IGMP version 3 (IGMPv3) pour permettre à un client de recevoir du trafic multicast directement de la source. PIM SSM utilise la fonctionnalité PIM en mode clairsemé pour créer un SPT entre le récepteur et la source, mais génère le SPT sans l’aide d’un RP.

Any Source Multicast (ASM) était le Multicast d’origine

La RFC 1112, la RFC multicast d’origine, prenait en charge à la fois les modèles plusieurs-à-plusieurs et un-à-plusieurs. Ceux-ci ont été connus collectivement sous le nom de any-source multicast (ASM) parce qu'ASM autorisait une ou plusieurs sources pour le trafic d'un groupe de multicast. Cependant, un réseau ASM doit être en mesure de déterminer l’emplacement de toutes les sources d’un groupe de multidiffusion particulier chaque fois qu’il y a des auditeurs intéressés, quel que soit l’emplacement des sources sur le réseau. Dans l’ASM, la fonction clé de source discovery est une fonction requise du réseau lui-même.

Découverte de sources en mode clairsemé et en mode dense

La découverte de sources multicast semble être un processus facile, mais en mode clairsemé, ce n’est pas le cas. En mode dense, il est assez simple d’inonder le trafic vers chaque routeur de l’ensemble du réseau afin que chaque routeur apprenne l’adresse source du contenu de ce groupe de multidiffusion. Cependant, le flooding présente des problèmes d’évolutivité et d’utilisation des ressources réseau et n’est pas une option viable en mode clairsemé.

Le mode clairsemé PIM (comme tout protocole en mode clairsemé) permet d’obtenir la fonctionnalité de découverte de source requise sans inondation, au prix d’une complexité considérable. Des routeurs RP doivent être ajoutés et doivent connaître toutes les sources de multicast, et des arborescences de distribution partagées complexes doivent être construites pour les RP.

PIM SSM est un sous-ensemble de PIM Sparse Mode

PIM SSM est plus simple que le mode clairsemé PIM, car seul le modèle un-à-plusieurs est pris en charge. Les applications Internet multicast commerciales initiales sont susceptibles d’être disponibles (c’est-à-dire subscribers les récepteurs qui émettent des messages de jointure) à partir d’une seule source (un cas particulier de SSM couvre la nécessité d’une source de secours). PIM SSM forme donc un sous-ensemble du mode clairsemé PIM. PIM SSM construit immédiatement des arbres de chemin plus court (SPT) enracinés à la source, car dans SSM, le routeur le plus proche de l’hôte récepteur intéressé est informé de l’adresse IP unicast de la source du trafic multicast. En d’autres termes, PIM SSM contourne l’étape de connexion RP via des arborescences de distribution partagées, comme en mode PIM clairsemé, et va directement à l’arborescence de distribution basée sur la source.

Pourquoi utiliser PIM SSM ?

Dans un environnement où de nombreuses sources vont et viennent, comme pour un service de visioconférence, l’ASM est approprié. Cependant, en ignorant le modèle plusieurs-à-plusieurs et en concentrant l’attention sur le modèle un-à-plusieurs source-specific multicast (SSM), plusieurs applications multicast commercialement prometteuses, telles que la distribution de chaînes de télévision sur Internet, pourraient être introduites sur Internet beaucoup plus rapidement et efficacement que si une fonctionnalité ASM complète était requise du réseau.

Un réseau configuré avec SSM présente des avantages distincts par rapport à un réseau PIM en mode clairsemé à configuration traditionnelle. Il n’est pas nécessaire d’utiliser des arbres partagés ou des mappages RP (aucun RP n’est requis), ni de découvrir des sources RP à RP via MSDP.

PIM SSM est plus simple que le mode clairsemé PIM, car seul le modèle un-à-plusieurs est pris en charge. Les applications Internet multicast commerciales initiales sont susceptibles d’être disponibles (c’est-à-dire subscribers les récepteurs qui émettent des messages de jointure) à partir d’une seule source (un cas particulier de SSM couvre la nécessité d’une source de secours). PIM SSM forme donc un sous-ensemble du mode clairsemé PIM. PIM SSM construit immédiatement des arbres de chemin plus court (SPT) enracinés à la source, car dans SSM, le routeur le plus proche de l’hôte récepteur intéressé est informé de l’adresse IP unicast de la source du trafic multicast. En d’autres termes, PIM SSM contourne l’étape de connexion RP via des arborescences de distribution partagées, comme en mode PIM clairsemé, et va directement à l’arborescence de distribution basée sur la source.

Terminologie PIM

PIM SSM introduit de nouveaux termes pour de nombreux concepts en mode clairsemé PIM. PIM SSM peut techniquement être utilisé dans toute la plage d’adresses multicast 224/4, bien que le fonctionnement de PIM SSM ne soit garanti que dans la plage 232/8 (232.0.0/24 est réservé). Les nouveaux termes SSM sont appropriés pour les applications de vidéo sur Internet et sont résumés dans le tableau 1.

Tableau 1 : Terminologie ASM et SSM

Terme

Multicast n’importe quelle source

Multicast spécifique à la source

Identificateur d’adresse

G

S,G

Désignation de l’adresse

groupe

canal

Opérations du récepteur

rejoindre, partir

s’abonner, se désabonner

Plage d’adresses de groupe

224/4 sauf 232/8

224/4 (garanti uniquement pour 232/8)

Bien que PIM SSM décrive les opérations de réception comme subscribe et subscriber, les mêmes messages d’ouverture et de sortie en mode clairsemé PIM sont utilisés par les deux formes du protocole. Le changement de terminologie distingue ASM de SSM, même si les messages du récepteur sont identiques.

Fonctionnement de PIM SSM

Le multicast spécifique à la source (SSM) de PIM utilise un sous-ensemble du mode clairsemé PIM et de l’IGMP version 3 (IGMPv3) pour permettre à un client de recevoir du trafic multicast directement de la source. PIM SSM utilise la fonctionnalité PIM en mode clairsemé pour créer un SPT entre le récepteur et la source, mais génère le SPT sans l’aide d’un RP.

Par défaut, l’adresse multicast du groupe SSM est limitée à la plage d’adresses IP comprise entre 232.0.0.0 et 232.255.255.255. Toutefois, vous pouvez étendre les opérations SSM à une autre plage de classe D en incluant l’instruction ssm-groups au niveau de la hiérarchie [edit routing-options multicast]. La plage d’adresses SSM par défaut de 232.0.0.0 à 232.255.255.255 ne peut pas être utilisée dans l’instruction ssm-groups . Cette instruction permet d’ajouter d’autres adresses multicast aux adresses de groupe SSM par défaut. Cette instruction ne remplace pas la plage d’adresses de groupe SSM par défaut.

Dans un réseau configuré par PIM SSM, un hôte s’abonne à un canal SSM (au moyen d’IGMPv3), annonçant son désir de rejoindre le groupe G et la source S (voir Figure 1). Le routeur PIM en mode clairsemé directement connecté, le DR du récepteur, envoie un message de jointure (S,G) à son voisin RPF pour la source. Notez sur la Figure 1 que le RP n’est pas contacté dans ce processus par le récepteur, comme ce serait le cas dans les opérations PIM normales en mode clairsemé.

Figure 1 : Le receveur annonce son désir de se joindre au groupe G et à la source S Receiver Announces Desire to Join Group G and Source S

Le message de jointure (S,G) lance l’arborescence source, puis la construit saut par saut jusqu’à ce qu’elle atteigne la source. Sur la figure 2, l’arborescence source est construite sur l’ensemble du réseau jusqu’au routeur 3, le routeur de dernier saut connecté à la source.

Figure 2 : le routeur 3 (routeur de dernier saut) rejoint l’arborescence Router 3 (Last-Hop Router) Joins the Source Tree source

À l’aide de l’arborescence source, le trafic multicast est transmis à l’hôte abonné (voir Figure 3).

Figure 3 : (S,G) L’état est construit entre la source et le récepteur (S,G) State Is Built Between the Source and the Receiver

Utilisation de PIM SSM

Vous pouvez configurer Junos OS pour accepter les messages de jointure ASM (any-source multicast) (*,G) pour les adresses de groupe comprises dans la plage par défaut ou configurée des groupes SSM (source-specific multicast). Cela vous permet de prendre en charge simultanément un mélange de groupes multicast de n’importe quelle source et de groupes de multicast spécifiques à une source.

Le déploiement de SSM est facile. Vous devez configurer le mode clairsemé PIM sur toutes les interfaces de routeur et exécuter les commandes SSM nécessaires, y compris en spécifiant IGMPv3 sur le réseau local du récepteur. Si le mode clairsemé PIM n’est pas explicitement configuré à la fois sur l’interface source et sur l’interface membre du groupe, les paquets multicast ne sont pas transférés. Les listes de sources, prises en charge dans IGMPv3, sont utilisées dans PIM SSM. Au fur et à mesure que les sources deviennent actives et commencent à envoyer des paquets multicast, les destinataires intéressés dans le groupe SSM reçoivent les paquets multicast.

Pour configurer d’autres groupes SSM, incluez l’instruction ssm-groups au niveau hiérarchique [edit routing-options multicast].

Présentation des groupes de multidiffusion spécifiques à la source

Le modèle SSM (Source-specific multicast) identifie le trafic de session à la fois par adresse source et par adresse de groupe. SSM implémenté dans Junos OS possède les procédures de jointure explicites efficaces du mode clairsemé PIM (Protocol Independent Multicast), mais élimine les procédures d’arborescence et de point de rendez-vous (RP) partagées immédiates utilisant des paires (*,G). Le (*) est un caractère générique faisant référence à toute source envoyée au groupe G, et « G » fait référence au groupe multicast IP. SSM construit des arbres à plus court chemin (SPT) directement représentés par des paires (S,G). Le « S » fait référence à l'adresse IP unicast de la source, et le « G » fait référence à l'adresse du groupe multicast spécifique. Les paires SSM (S,G) sont appelées canaux pour les différencier des groupes ASM (any-source multicast). Bien que l'ASM prenne en charge à la fois les communications un-à-plusieurs et plusieurs-à-plusieurs, la complexité de l'ASM réside dans sa méthode de découverte des sources. Par exemple, si vous cliquez sur un lien dans un navigateur, le destinataire reçoit une notification concernant les informations de groupe, mais pas les informations source. Avec SSM, le client reçoit à la fois des informations de source et de groupe.

SSM est idéal pour les services multicast un-à-plusieurs, tels que les chaînes de divertissement en réseau. Toutefois, les services multicast plusieurs-à-plusieurs peuvent nécessiter l’ASM.

Pour déployer SSM correctement, vous avez besoin d’un réseau compatible multicast de bout en bout et d’applications qui utilisent une pile IGMPv3 (Internet Group Management Protocol version 3) ou MLDv2 (Multicast Listener Discovery version 2), ou vous devez configurer le mappage SSM d’IGMPv1 ou IGMPv2 vers IGMPv3.

Le mappage SSM permet aux opérateurs de prendre en charge un réseau SSM sans que tous les hôtes n’aient besoin de prendre en charge IGMPv3. Cette prise en charge existe dans les configurations statiques (S, G), mais le mappage SSM prend également en charge les informations dynamiques sur l’état du groupe par source, qui changent à mesure que les hôtes rejoignent et quittent le groupe à l’aide d’IGMP.

SSM est généralement pris en charge avec un sous-ensemble du mode clairsemé IGMPv3 et PIM connu sous le nom de PIM SSM. À l’aide de SSM, un client peut recevoir du trafic multicast directement de la source. PIM SSM utilise la fonctionnalité PIM en mode clairsemé pour créer un SPT entre le client et la source, mais génère le SPT sans l’aide d’un RP.

Un réseau configuré avec SSM présente des avantages distincts par rapport à un réseau PIM en mode clairsemé à configuration traditionnelle. Il n’est pas nécessaire d’utiliser des arborescences partagées ou des mappages RP (aucun RP n’est requis), ni de découvrir des sources RP à RP via le protocole MSDP (Multicast Source Discovery Protocol).

Exemple : Configuration de groupes de multidiffusion spécifiques à la source avec le remplacement de toute source

Cet exemple montre comment étendre les opérations de groupe SSM (Source-Specific Multicast) au-delà de la plage d’adresses IP par défaut de 232.0.0.0 à 232.255.255.255. Cet exemple montre également comment accepter les messages de jointure ASM (any-source multicast) (*,G) pour les adresses de groupe qui se trouvent dans la plage par défaut ou configurée des groupes SSM. Cela vous permet de prendre en charge simultanément un mélange de groupes multicast de n’importe quelle source et de groupes de multicast spécifiques à une source.

Exigences

Avant de commencer, configurez les interfaces du routeur.

Aperçu

Pour déployer SSM, configurez le mode clairsemé PIM sur toutes les interfaces de périphérique de routage et exécutez les commandes SSM nécessaires, notamment en spécifiant IGMPv3 ou MLDv2 sur le réseau local du récepteur. Si le mode clairsemé PIM n’est pas explicitement configuré à la fois sur l’interface source et sur l’interface des membres du groupe, les paquets multicast ne sont pas transférés. Les listes de sources, prises en charge dans IGMPv3 et MLDv2, sont utilisées dans PIM SSM. Seules les sources spécifiées envoient du trafic au groupe SSM.

Dans un réseau configuré par PIM SSM, un hôte s’abonne à un canal SSM (au moyen d’IGMPv3 ou MLDv2) pour rejoindre le groupe G et la source S (voir Figure 4). Le routeur PIM en mode clairsemé directement connecté, le routeur désigné (DR) du récepteur, envoie un message de jonction (S,G) à son voisin RPF (Reverse-Path Forwarding) pour la source. Notez sur la Figure 4 que le RP n’est pas contacté dans ce processus par le récepteur, comme ce serait le cas dans les opérations PIM normales en mode clairsemé.

Figure 4 : Le récepteur envoie des messages pour rejoindre le groupe G et la source S Receiver Sends Messages to Join Group G and Source S

Le message de jointure (S,G) lance l’arborescence source, puis la construit saut par saut jusqu’à ce qu’elle atteigne la source. Sur la Figure 5, l’arborescence des sources est construite sur l’ensemble du réseau jusqu’au routeur 3, le routeur de dernier saut connecté à la source.

Figure 5 : Le routeur 3 (routeur de dernier bond) rejoint l’arborescence Router 3 (Last-Hop Router) Joins the Source Tree source

À l’aide de l’arborescence source, le trafic multicast est transmis à l’hôte abonné (voir Figure 6).

Figure 6 : (S,G) L’état est construit entre la source et le récepteur (S,G) State Is Built Between the Source and the Receiver

SSM peut fonctionner en mode d’inclusion ou en mode d’exclusion. En mode d’exclusion, le récepteur spécifie une liste de sources à partir desquelles il ne souhaite pas recevoir le trafic du groupe de multidiffusion. Le périphérique de routage transfère le trafic au récepteur à partir de n’importe quelle source, à l’exception des sources spécifiées dans la liste d’exclusion. Le récepteur accepte le trafic provenant de toutes les sources, à l’exception des sources spécifiées dans la liste d’exclusion.

Topologie

Cet exemple fonctionne avec la topologie RPF simple illustrée à la Figure 7.

Figure 7 : Topologie Simple RPF Topology RPF simple

Configuration

Procédure

Configuration rapide de l’interface de ligne de commande

Pour configurer rapidement cet exemple, copiez les commandes suivantes, collez-les dans un fichier texte, supprimez les sauts de ligne, modifiez tous les détails nécessaires pour qu’ils correspondent à la configuration de votre réseau, copiez et collez les commandes dans l’interface de ligne de commande au niveau de la [edit] hiérarchie, puis passez commit en mode de configuration.

Procédure étape par étape

L’exemple suivant nécessite que vous naviguiez à différents niveaux dans la hiérarchie de configuration. Pour plus d’informations sur la navigation dans l’interface de ligne de commande, reportez-vous à la section Utilisation de l’éditeur CLI en mode configuration du Guide de l’utilisateur de l’interface de ligne de commande Junos OS.

Pour configurer une stratégie RPF :

  1. Configurez OSPF.

  2. Configurez le mode clairsemé PIM.

  3. Configurez des groupes SSM supplémentaires.

  4. Configurez le RP pour qu’il accepte les messages de jonction ASM pour les groupes situés dans la plage d’adresses SSM.

  5. Si vous avez terminé de configurer l’appareil, validez la configuration.

Résultats

Confirmez votre configuration en entrant les show protocols commandes and show routing-options .

Vérification

Pour vérifier la configuration, exécutez les commandes suivantes :

  • afficher le groupe igmp

  • Afficher les statistiques IGMP

  • afficher la jointure pim

Exemple : Configuration d’un domaine SSM uniquement

Le déploiement d’un domaine SSM uniquement est beaucoup plus simple que le déploiement d’un domaine ASM, car il ne nécessite que quelques étapes de configuration. Activez le mode clairsemé PIM sur toutes les interfaces en ajoutant l’instruction mode au niveau de la hiérarchie [modifier les protocoles de l’interface PIM]. Lors de la configuration de toutes les interfaces, excluez l’interface de gestion fxp0.0 en ajoutant l’instruction disable pour cette interface. Configurez ensuite IGMPv3 sur toutes les interfaces orientées vers l’hôte en ajoutant l’instruction version au niveau hiérarchique [edit protocols igmp interfaceinterface-name].

Dans l’exemple suivant, l’interface orientée vers l’hôte est fe-0/1/2 :

Exemple : Configuration de PIM SSM sur un réseau

L’exemple suivant montre comment PIM SSM est configuré entre un récepteur et une source dans le réseau illustré à la Figure 8.

Figure 8 : Réseau sur lequel configurer PIM SSM Network on Which to Configure PIM SSM

Cet exemple montre comment configurer la version IGMP en IGMPv3 sur toutes les interfaces hôtes de réception.

  1. Activez IGMPv3 sur toutes les interfaces orientées vers l’hôte et désactivez-le sur l’interface fxp0.0 du routeur 1.

    Note:

    Lorsque vous configurez IGMPv3 sur un routeur, les hôtes des interfaces configurées avec IGMPv2 ne peuvent pas rejoindre l’arborescence source.

  2. Une fois la configuration validée, utilisez la show configuration protocol igmp commande pour vérifier la configuration du protocole IGMP.

  3. Utilisez la show igmp interface commande pour vérifier que les interfaces IGMP sont configurées.

  4. Utilisez la show pim join extensive commande pour vérifier l’état de jointure PIM sur les routeurs 2 et 3 (les routeurs en amont).

  5. Utilisez la show pim join extensive commande pour vérifier l’état de jointure PIM sur le routeur 1 (le routeur connecté au récepteur).

Note:

Les routeurs de multidiffusion IP version 6 (IPv6) utilisent le protocole MLD (Multicast Listener Discovery) pour gérer l’appartenance des hôtes et des routeurs aux groupes de multidiffusion et pour savoir quels groupes ont des écouteurs intéressés pour chaque réseau physique connecté. Chaque périphérique de routage gère une liste d’adresses de multidiffusion hôte qui ont des écouteurs pour chaque sous-réseau, ainsi qu’un minuteur pour chaque adresse. Cependant, le périphérique de routage n’a pas besoin de connaître l’adresse de chaque écouteur, mais seulement l’adresse de chaque hôte. Le périphérique de routage fournit des adresses au protocole de routage multicast qu’il utilise, ce qui garantit que les paquets multicast sont livrés à tous les sous-réseaux sur lesquels des auditeurs intéressés sont intéressés. De cette façon, MLD est utilisé comme transport pour le protocole PIM (Protocol Independent Multicast). MLD fait partie intégrante d’IPv6 et doit être activé sur tous les équipements de routage IPv6 et les hôtes devant recevoir du trafic multicast IP. Junos OS prend en charge MLD versions 1 et 2. La version 2 est prise en charge pour les modes d’inclusion et d’exclusion de multicast spécifique à la source (SSM).

Exemple : Configuration du mappage SSM

Le mappage SSM n’exige pas que tous les hôtes prennent en charge IGMPv3. Le mappage SSM convertit les rapports d’appartenance IGMPv1 ou IGMPv2 en un rapport IGMPv3. Cela permet aux hôtes exécutant IGMPv1 ou IGMPv2 de participer à SSM jusqu’à ce qu’ils passent à IGMPv3.

Le mappage SSM s’applique à toutes les adresses de groupe qui correspondent à la stratégie, et pas seulement à celles qui sont conformes aux conventions d’adressage SSM (232/8 pour IPv4, ff30 ::/32 à ff3F ::/32 pour IPv6).

Nous vous recommandons d’utiliser des cartes SSM distinctes pour IPv4 et IPv6 si les deux familles d’adresses nécessitent la prise en charge de SSM. Si vous appliquez un mappage SSM contenant à la fois des adresses IPv4 et IPv6 à une interface dans un contexte IPv4 (à l’aide d’IGMP), seules les adresses IPv4 de la liste sont utilisées. S’il n’y a pas d’adresses de ce type, aucune mesure n’est prise. De même, si vous appliquez un mappage SSM contenant à la fois des adresses IPv4 et IPv6 à une interface dans un contexte IPv6 (à l’aide de MLD), seules les adresses IPv6 de la liste sont utilisées. S’il n’y a pas d’adresses de ce type, aucune mesure n’est prise.

Dans cet exemple, vous allez créer une stratégie pour faire correspondre les adresses de groupe que vous souhaitez traduire en IGMPv3. Ensuite, vous définissez le mappage SSM qui associe la stratégie aux adresses sources où se trouvent ces adresses de groupe. Enfin, vous appliquez le mappage SSM à une ou plusieurs interfaces IGMP (pour IPv4) ou MLD (pour IPv6).

  1. Créez une stratégie SSM nommée ssm-policy-example. Les termes de stratégie correspondent à l’adresse de groupe SSM IPv4 232.1.1.1/32 et à l’adresse de groupe SSM IPv6 ff35 ::1/128. Toutes les autres adresses sont rejetées.

  2. Une fois la configuration validée, utilisez la commande show configuration policy-options pour vérifier la configuration de la stratégie.

    Les adresses de groupe doivent correspondre à la stratégie configurée pour que le mappage SSM se produise.

  3. Définissez deux mappages SSM, l’un appelé ssm-map-ipv6-example et l’autre appelé ssm-map-ipv4-example, en appliquant la stratégie et en configurant les adresses source en tant qu’option de routage multicast.

  4. Une fois la configuration validée, utilisez la commande show configuration routing-options pour vérifier la configuration de la stratégie.

    Nous recommandons des cartes SSM distinctes pour IPv4 et IPv6.

  5. Appliquez des cartes SSM pour les interfaces IPv4 vers IGMP et des cartes SSM pour les interfaces IPv6 vers MLD :

  6. Une fois la configuration validée, utilisez la commande show configuration protocol pour vérifier la configuration des protocoles IGMP et MLD.

  7. Utilisez les commandes show igmp interface et show mld interface pour vérifier que les mappages SSM sont appliqués aux interfaces.