PIM の概要

現在インターネットで使用されている主なマルチキャスト ルーティング プロトコルは、PIM(プロトコル独立マルチキャスト)です。インターネットで使用されるPIMのタイプは、PIMスパースモードです。PIM スパース モードは非常に受け入れられているため、「PIM」という単純な用語がインターネットのコンテキストで使用される場合、何らかの形のスパース モード動作が想定されます。

PIM は、ディスタンス ベクトル マルチキャスト ルーティング プロトコル(DVMRP)などの高密度モード プロトコルの限界を克服するアルゴリズムとして登場しました。このプロトコルは、マルチキャスト レシーバーの高密度クラスターでは効率的でしたが、インターネット上で遭遇する大規模でまばらなグループではうまく拡張できませんでした。コアベースツリー(CBT)プロトコルは、スパースモードもサポートすることを意図していましたが、CBTは、その強力なコアアプローチにより、コアの配置を重要視し、大規模な会議タイプのアプリケーション(多対多)でコアにボトルネックが生じました。PIM は、DVMRP の高密度モード スケーリングの問題と CBT の潜在的なパフォーマンスの問題を同時に回避するために設計されました。

Junos OSリリース15.2以降では、PIMバージョン2のみサポートされています。CLIでは、バージョン(1または2)を指定するコマンドが削除されています。

PIMv1とPIMv2は、同じルーティングデバイス上や同じインターフェイス上にも共存できます。PIMv1とPIMv2の主な違いはパケット形式です。PIMv1メッセージはIGMP(インターネットグループ管理プロトコル)パケットを使用しますが、PIMv2には独自のIPプロトコル番号(103)とパケット構造があります。LANなどのIPサブネットに接続するすべてのルーティングデバイスは、同じPIMバージョンを使用する必要があります。一部の PIM 実装は、PIMv1 パケットを認識し、ルーティング デバイス インターフェイスを PIMv1 に自動的に切り替えることができます。PIMv1とPIMv2の違いは、メッセージの形式に関係するため、メッセージの意味やルーティングデバイスによるPIMメッセージの処理方法には関係ないため、ルーティングデバイスはPIMv1とPIMv2インターフェイスを簡単に混在させることができます。

PIM は、広域およびドメイン間インターネットワークにまたがる可能性のあるマルチキャスト グループへの効率的なルーティングに使用されます。特定のユニキャストルーティングプロトコルに依存しないため、「プロトコル独立」と呼ばれます。Junos OSは、双方向モード、スパースモード、デンスモード、およびスパース-デンスモードをサポートしています。

PIM は、双方向モード、スパース モード、デンスモード、スパース デンスモードのいくつかのモードで動作します。スパース デンスモードでは、一部のマルチキャスト グループはデンスモード(フラッド アンド プルーニング、[S,G] 状態)として設定され、その他のグループはスパース モード(ランデブー ポイントへの明示的結合 [RP]、[*,G] 状態)として設定されます。

PIMドラフトは、PIMソース固有モードまたはPIM SSMと呼ばれるモードも確立します。PIM SSMでは、特定のドメイン内のマルチキャストグループのコンテンツに対する特定のソースは1つだけです。

選択した PIM モードによって PIM の設定プロパティが決まるため、まずネットワーク内で PIM が双方向、スパース、高密度モード、またはスパース-デンスモードのいずれで動作するかを決定する必要があります。各モードには、ネットワーク環境によって異なる運用上の利点があります。

• スパースモードでは、ルーティングデバイスは明示的にマルチキャストグループに参加および退出する必要があります。ダウンストリームのルーティングデバイスは、ダウンストリームのルーティングデバイスがこのトラフィックを受信するための明示的なリクエストを(ジョインメッセージによって)ランデブーポイント(RP)ルーティングデバイスに送信しない限り、ダウンストリームのルーティングデバイスにマルチキャストトラフィックを転送しません。RP は、共有マルチキャスト配信ツリーのルートとして機能し、さまざまなソースから受信側にマルチキャスト データを転送する役割を果たします。

  スパースモードは、ドメイン間参加メッセージやプルーニングメッセージが頻繁に行われるインターネットに適しています。

• p2mpインターフェイスは、ネイバーごとのすべてのPIM参加を追跡しマルチキャスト参加状態にあるネイバーにのみ転送またはレプリケーションが行われるようにします。さらに、ポイントツーマルチポイントモードを使用するPIMは、シャーシクラスターモードをサポートします。

• 双方向 PIM はスパース モードに類似しており、多数の分散したソースとレシーバーをサポートするように拡張する必要があるアプリケーションに特に適しています。双方向PIMでは、ルーティングデバイスは共有双方向ツリーを構築し、ソースベースのツリーに切り替えません。双方向PIMは、ソース固有の(S,G)状態を必要としないため、スケーリング性に優れています。代わりに、グループ固有の(*,G)状態のみを構築します。

• 明示的なPIM参加要求を送信するルーティングデバイスにのみデータが転送されるスパースモードや双方向モードとは異なり、デンスモードは、DVMRP(ディスタンスベクトルマルチキャストルーティングプロトコル)と同様の フラッドアンドプルーニング メカニズムを実装します。デンスモードでは、ルーティングデバイスは着信インターフェイス上のマルチキャストデータを受信し、その後、トラフィックを発信インターフェイスリストに転送します。フラッディングは定期的に発生し、送信元IPアドレスやマルチキャストグループペアなどの状態情報を更新するために使用されます。ルーティングデバイスにデータに関心のある受信者がおらず、発信インターフェイスリストが空になった場合、ルーティングデバイスはPIMプルーニングメッセージをアップストリームに送信します。

  高密度モードは、剪定がほとんどまたはまったく発生しないネットワークで最適に機能します。このような場合、デンスモードは実際にはスパースモードよりも効率的です。

• スパース-デンスモードは、その名の通り、スパースモードまたはデンスモードのいずれかで、インターフェイスをグループ単位で動作させることができます。「dense」と指定されたグループはRPにマップされません。代わりに、そのグループ宛てのデータパケットは、PIM デンスモードルールによって転送されます。「スパース」と指定されたグループはRPにマッピングされ、データパケットはPIMスパースモードルールによって転送されます。スパース-デンスモードは、PIMスパースモードのauto-RPを実装しているネットワークで有用です。