マルチキャスト VLAN 登録について
MVR(マルチキャスト VLAN 登録)により、イーサネット リングベースのレイヤー 2 ネットワーク全体で IPTV マルチキャスト ストリームをより効率的に配信できます。
標準レイヤー 2 ネットワークでは、1 つの VLAN で受信したマルチキャスト ストリームが、その VLAN 外のインターフェイスに配信されることはありません。複数の VLAN 内のホストが同じマルチキャストストリームを要求する場合、そのマルチキャストストリームの個別のコピーが各要求 VLAN に配布されます。
MVRを設定すると、IPTVマルチキャストトラフィックがレイヤー2ネットワーク全体を流れる唯一のVLANとなるマルチ キャストVLAN (MVLAN)を作成します。MVRが有効になっているデバイスは、MVLAN上のインターフェイス(送信元インターフェイス)から、 MVR受信ポートとして指定したMVLANの一部ではないインターフェイスに接続されているホストにIPTVマルチキャストトラフィックを選択的に転送します。MVRレシーバーポートは、MVLAN上のポートからトラフィックを受信できますが、MVLANにトラフィックを送信することはできず、帯域幅とセキュリティ上の理由から、これらのポートは独自のVLANに残ります。
マルチキャストVLAN登録のメリット
同じソースから異なる VLAN 上の関心のある受信者へのマルチキャスト ストリームの重複を排除することで、IPTV マルチキャスト ストリームの配信に必要な帯域幅を削減します。
MVRの仕組み
MVRは、IGMP(Internet Group Management Protocol)スヌーピングと類似しており、スヌーピングと連携して動作します。MVRとIGMPスヌーピングはどちらも、IGMPの参加と退出メッセージを監視し、IGMPメッセージを送信するホストのMAC(メディアアクセス制御)アドレスに基づいて転送テーブルを構築します。IGMP スヌーピングが特定の VLAN 内で動作してマルチキャスト トラフィックを規制するのに対し、MVR はレイヤー 2 ネットワーク内の異なる VLAN 上のホストと動作し、IPTV マルチキャスト トラフィックを要求するホストに選択的に配信できます。これにより、トラフィックの転送に必要な帯域幅が削減されます。
MVRは、IGMPバージョン2(IGMPv2)を実行しているVLANでのみサポートされます。
MVRの基本
MVRをサポートするデバイスでは、MVRはデフォルトで有効になっていません。MVLANを明示的に設定し、それにさまざまなマルチキャストグループアドレスを割り当てます。そのVLANは、設定されたマルチキャストグループのMVLANトラフィックを伝送します。次に、他のVLANを、MVLANからマルチキャストストリームを受信するMVRレシーバーVLANになるように設定します。デバイスにMVRが設定されている場合、デバイスは各MVRマルチキャストストリームのコピーを1つだけ受信し、ストリームを受信したいホストにのみストリームを複製し、他のすべてのタイプのマルチキャストトラフィックは変更せずに転送します。
デバイス上に複数のMVLANを設定できますが、不連続なマルチキャストグループサブネットが必要です。MVRレシーバーVLANは、デバイス上の複数のMVLANに関連付けることができます。
MVRは、プライベートVLAN(PVLAN)上のMVLANまたはMVRレシーバーVLANをサポートしていません。
非ELSスイッチでは、MVRレシーバーポートは、MVRレシーバーVLAN上に存在するすべてのインターフェイスで構成されています。
ELSスイッチでは、MVRレシーバーポートは、マルチキャストルーターポートを除くMVRレシーバーVLAN上のすべてのインターフェイスです。インターフェイスは、MVR受信VLANとそのMVLANの両方で設定できるのは、両方のVLANでマルチキャストルーターポートとして設定されている場合のみです。
ELS(拡張レイヤー 2 ソフトウェア)構成スタイルを使用する Junos OS スイッチでは、ELS をサポートしないスイッチの MVR と比較すると、MVR は構成と運用にいくつかの違いがあります。該当する場合は、次のセクションでこれらの違いについて説明します。
MVRモード
MVRは、MVR透過モードとMVRプロキシモードの2つのモードで動作できます。どちらのモードでも、MVRはマルチキャストストリームのコピーを1つだけレイヤー2ネットワークに転送できます。ただし、2つのモードの主な違いは、デバイスがIGMPレポートをアップストリームからマルチキャストルーターに送信する方法にあります。デバイスは基本的に、どちらのモードでも同じ方法でIGMPクエリーを処理します。
非ELSスイッチとELSスイッチでは、MVRモードの設定方法が異なります。また、ELS スイッチでは、ネットワーク内の両方のモードにマルチキャスト要件がある場合は、プロキシ モードで動作する一部の MVR レシーバー VLAN と、透過モードで動作する他の MVR レシーバー VLAN に MVLAN を関連付けることができます。
MVR透過モード
透過モードは、MVRレシーバーVLAN(データ転送レシーバーVLANとも呼ばれる)を設定する場合のデフォルトモードです。
ELS スイッチでは、透過モードを明示的に設定できますが、MVR レシーバー モードを構成しない場合、これはデフォルト設定でもあります。
MVR透過モードでは、デバイスは、マルチキャスト送信元VLANとマルチキャスト受信VLANの両方宛てのIGMPパケットを、MVRが使用されていない場合の処理方法と同様に処理します。MVRを使用しない場合、VLAN上のホストがIGMPの参加メッセージと退出メッセージを送信すると、デバイスはVLAN内のすべてのマルチキャストルーターインターフェイスにメッセージを転送します。同様に、VLANがマルチキャストルーターインターフェイスからIGMPクエリーを受信すると、VLAN内のすべてのインターフェイスにクエリーを転送します。
MVRが透過モードの場合、デバイスは次のようにIGMPレポートとクエリーを処理します。
MVRレシーバーVLANインターフェイスでIGMPジョイン&リークメッセージを受信し、MVRレシーバーVLAN上のマルチキャストルーターポートに転送します。
MVRレシーバーVLAN上のIGMPクエリーをすべてのMVRレシーバーポートに転送します。
MVLANで受信したIGMPクエリーを、そのMVLANに関連付けられたレシーバーVLANにあるMVRレシーバーポートにのみ転送します(これらのポートはMVLAN自体上にない場合でも)。
透過モードのデバイスは、MVRレシーバーVLANのコンテキストでのみIGMPレポートを送信します。つまり、MVR受信ポートがMVLAN上のアップストリームマルチキャストルーターからIGMPクエリーを受信した場合、MVR受信VLANマルチキャストルーターポートでのみ応答を送信します。(MVLANでクエリを送信した)アップストリームルーターは応答を受信せず、トラフィックを転送しないため、この問題を解決するには、静的メンバーシップを設定する必要があります。そのため、アップストリームのマルチキャストルーターに最も近いデバイスでは、透過モードではなくMVRプロキシモードを使用することをお勧めします。 MVRプロキシモードを参照してください。
MVRレシーバーVLAN内のマルチキャストレシーバーポート上のホストがグループに参加すると、デバイスはそのグループのMVLANに適切なブリッジングエントリーを追加します。デバイスがそのグループの MVLAN でトラフィックを受信すると、(ポートが MVLAN 内にない場合でも) MVLAN タグでタグ付けされたそのポートのトラフィックを転送します。同様に、MVRレシーバーVLAN上のマルチキャストレシーバーポート上のホストがグループを離れた場合、デバイスは一致するブリッジングエントリを削除し、MVLANはそのポート上のそのグループのMVRトラフィックの転送を停止します。
透過モードの場合、デフォルトでは、デバイスはグループアドレスの送信元であるMVLANにのみブリッジングエントリをインストールするため、デバイスがそのグループのMVR受信者VLANトラフィックを受信した場合、デバイスはそのグループのジョインメッセージを送信したMVR受信者VLAN上の受信ポートにトラフィックを転送しません。デバイスは、MVLAN上のMVRレシーバーインターフェイスにのみトラフィックを転送します。MVRレシーバーVLANポートがMVRレシーバーVLANで転送されたトラフィックを受信できるようにするには、[edit protocols igmp-snooping vlans vlan-name data-forwarding receiver]階層レベルでinstallオプションを設定して、デバイスがMVRレシーバーVLANにもブリッジングエントリをインストールするようにします。
MVRプロキシモード
プロキシモードでMVRを設定すると、デバイスは、MVR受信者VLANで受信したMVRグループメンバーシップ要求に対して、マルチキャストルーターへのIGMPプロキシとして機能します。つまり、デバイスは、MVLANのコンテキストで、MVRレシーバーVLAN上のホストからIGMPレポートを転送します。MVLAN上のマルチキャストルーターポートにのみ転送します。マルチキャストルーターは、これらのMVR受信ホストのMVLAN上でのみIGMPレポートを受信します。
デバイスは、透過モードの場合と同じ方法でIGMPクエリを処理します。
MVRレシーバーVLANで受信したIGMPクエリーをすべてのMVRレシーバーポートに転送します。
MVLANで受信したIGMPクエリーを、そのMVLANに属するレシーバーVLANにあるMVRレシーバーポートにのみ転送します(これらのポートはMVLAN自体上にない場合でも)。
プロキシモードでは、MVLANのコンテキストで確立されたマルチキャストグループメンバーシップに対して、デバイスはMVLANにのみブリッジングエントリをインストールし、受信MVLANトラフィックをそれらのグループに加入しているMVR受信VLAN上のホストに転送します。プロキシモードでは、デバイスがMVRレシーバーVLANにブリッジングエントリをインストールできる install オプションはサポートされていません。その結果、デバイスがMVRレシーバーVLANでトラフィックを受信しても、MVRレシーバーVLAN上のMVRレシーバーポートのブリッジングエントリーがないため、MVRレシーバーVLAN上のホストにトラフィックが転送されません。
非ELSスイッチのプロキシモード
非ELSスイッチでは、[edit protocols igmp-snooping vlan vlan-name]階層レベルのプロキシステートメントと他のIGMPスヌーピング設定オプションを使用して、MVLAN上でMVRプロキシモードを設定します。
非ELSスイッチでは、この proxy 設定ステートメントはMVRプロキシモード設定のみをサポートします。一般的なIGMPスヌーピングプロキシ動作はサポートされていません。
このオプションが非ELSスイッチで有効になっている場合、デバイスは、アップストリームとダウンストリームの両方の方向でMVLANによって発信されたすべてのMVRグループのIGMPプロキシとして機能します。下流方向では、デバイスはMVRレシーバーVLAN内のこれらのマルチキャストグループのクエリアとして機能します。上り方向では、デバイスはIGMPレポートを発信し、メッセージを残し、マルチキャストルーターからのIGMPクエリーに応答します。MVLAN でこのプロキシ オプションを設定すると、MVLAN に関連付けられているすべての MVR レシーバー VLAN に対して MVR プロキシ操作が自動的に有効になります。
ELS スイッチのプロキシ モード
ELSスイッチでは、MVRレシーバーVLANでMVRプロキシモードを設定します。以下のように、MVRプロキシモードをIGMPスヌーピングプロキシモードとは別に設定できます。
IGMPスヌーピングプロキシモード—ELSスイッチの
[edit protocols igmp-snooping vlan vlan-name]階層レベルでプロキシステートメントを使用して、MVR設定の有無にかかわらずIGMPプロキシ操作を有効にすることができます。MVRを設定せずにVLANにこのオプションを設定すると、デバイスはそのVLAN内のポートのマルチキャストルーターへのIGMPプロキシとして機能します。MVLANでこのオプションを設定すると、デバイスは、関連するMVRレシーバーVLAN内のマルチキャストルーターとホストとの間でIGMPプロキシとして機能します。注:このプロキシモードは、MVRレシーバーVLANではなく、MVLAN上でのみ設定します。
MVRプロキシモード—ELSスイッチでは、MVRレシーバーVLANをMVLANに関連付けるときに、
[edit igmp-snooping vlan vlan-name data-forwarding receiver mode]階層レベルでproxyオプションを使用して、(MVLANではなく)MVRレシーバーVLANでMVRプロキシモードを設定します。MVR受信VLANのMVRプロキシモードで動作するELSスイッチは、MVLANのコンテキストでマルチキャストルーターへのMVR受信VLANのIGMPプロキシとして機能します。
MVR VLANタグ変換
MVRを設定すると、デバイスはデフォルトでマルチキャストトラフィックを送信し、IGMPクエリーパケットをMVLANのコンテキスト内のホストにダウンストリームで送信します。MVLANタグは、トランクポートで発信するVLANタグ付きのトラフィックに含まれていますが、アクセスポートで発信するトラフィックにはタグなしです。
MVRをサポートするELSスイッチでは、トランクポートを持つVLANおよびマルチキャストレシーバーVLAN上のホストが、そのレシーバーVLANのコンテキストでトラフィックを想定する場合、MVLANタグをマルチキャストレシーバーVLANタグに変換するようにデバイスを設定できます。[edit protocols igmp-snooping vlans vlan-name data-forwarding receiver]階層レベルでtranslateオプションを参照してください。
ELS スイッチのアクセス層で推奨される MVR 設定
以下のセクションでは、ネットワークのアクセス層のトポロジーに基づき、複数のVLANの加入ホストに単一のマルチキャストストリームをスムーズに配信するために、アクセス層内のデバイスにMVRを設定する推奨方法について説明します。
これらのセクションは、ELS(拡張レイヤー 2 ソフトウェア)設定スタイルを実行している Junos OS スイッチにのみ適用されます。
単一層アクセスレイヤートポロジーにおけるMVR
図1 は、単一層アクセスレイヤートポロジー内のデバイスを示しています。デバイスは、上り方向(INTF-1)のマルチキャストルーターに接続され、下流方向のホストトランクまたはアクセスポートは、2つの異なるVLAN(INTF-2のv10とINTF-3のv20)のマルチキャストレシーバーに接続されています。
におけるMVR
MVR を使用しない場合、アップストリーム インターフェイス(INTF-1)は、アップストリーム ルーターへのマルチキャスト ルーター インターフェイスおよび両方の VLAN のトランク ポートとして機能します。この設定では、アップストリームルーターは、マルチキャストストリームの2つのコピーをデバイスに送信するために2つの統合型ルーティングおよびブリッジング(IRB)インターフェイスを必要とし、その後、INTF-2とINTF-3の2つの異なるVLAN上の受信側にトラフィックを転送します。
図 1 に示すように MVR を設定すると、マルチキャスト ストリームを 1 つの MVLAN のコンテキストで異なる VLAN の受信者に送信でき、アップストリーム ルーターは 1 つの MVLAN ストリームをデバイスに送信するダウンストリーム IRB インターフェイスを 1 つだけ必要とします。
このトポロジーでMVRをスムーズに動作させるには、 図1に示すように、単一階層デバイスに以下の要素を設定することをお勧めします。
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デバイスのアップストリームマルチキャストルーターインターフェイスがトランクポートとして設定され、MVLAN内のマルチキャストルーターインターフェイスが設定されたMVLAN。このアップストリーム インターフェイスは、すでにトランク ポートであり、MVLAN に関連付けられる受信 VLAN のマルチキャスト ルーター ポートでした。
図1 は、デバイス上に設定されたMVLANを示しており、以前v10およびv20でトランクポートおよびマルチキャストルーターポートとして設定されたアップストリームインターフェイスINTF-1は、その後、MVLANにもトランクおよびマルチキャストルーターポートとして追加されます。
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MVLAN に関連付けられた MVR レシーバー VLAN。
図1では、デバイスはVLAN v10のホスト1(トランクインターフェイスINTF-2を使用)とv20のホスト2(アクセスインターフェイスINTF-3を使用)に接続されています。VLAN v10およびv20は、上流方向のトランクポートおよびマルチキャストルーターポートとしてINTF-1を使用します。これらのVLANはMVLANのMVRレシーバーVLANとなり、INTF-1はMVLANのトランクポートおよびマルチキャストルーターポートとしても追加されます。
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デバイス上でプロキシモードで実行されているMVRであるため、デバイスはMVLANのコンテキストでMVRレシーバーVLAN IGMPグループメンバーシップを処理します。アップストリームルーターは、MVLAN上のマルチキャストストリームを1つだけデバイスにダウンストリーム送信し、MVLANによって発信されたマルチキャストグループに加入しているMVRレシーバーVLAN上のホストに転送されます。
図 1 のデバイスはプロキシ モードで設定されており、MVR レシーバー VLAN v10 および v20 上のホストに対して MVLAN 上でグループ メンバーシップを確立します。図のアップストリームルーターは、INTF-1を介してMVLAN上のマルチキャストストリームを1つだけデバイスに送信し、MVRレシーバーVLANv10およびv20上のサブスクライブホストにトラフィックを転送します。
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トランクポートにホストがある受信者VLANでMVR受信者VLANタグ変換が有効になっているため、これらのホストは受信者VLANのコンテキストでマルチキャストトラフィックを受信します。アクセスポートを介して到達するホストは、タグなしのマルチキャストパケットを受信します(MVR VLANタグ変換は必要ありません)。
図1では、デバイスはv10で変換を有効にしており、トランクインターフェイスINTF-2でマルチキャストストリームを転送する際に、v10 VLANタグをmvlan VLANタグに置き換えています。デバイスはv20で変換を有効にしておらず、アクセスポートINTF-3でタグなしのマルチキャストパケットを転送します。
マルチ層アクセスレイヤートポロジーにおけるMVR
図2 は、2層アクセスレイヤートポロジー内のデバイスを示しています。上位または上流のデバイスは、上流方向(INTF-1)のマルチキャスト ルーターに接続され、下流の 2 台目のデバイス(INTF-2)に接続されます。下流または下流のデバイスは上流のデバイス(INTF-3)に接続し、下流方向のトランクまたはアクセス ポートを使用して 2 つの異なる VLAN(INTF-4 の v10、INTF-5 の v20)のマルチキャスト レシーバーに接続します。
におけるMVR
MVR を使用しない場合、単層アクセス層のトポロジーと同様に、上位デバイスは両方のマルチキャスト VLAN のトランク ポートでもあるマルチキャスト ルーター インターフェイスを使用してアップストリームのマルチキャスト ルーターに接続します。デバイスの 2 つのレイヤーは、レシーバー VLAN のトランク ポートで接続されます。下位デバイスには、マルチキャスト レシーバー ホストに接続されたレシーバー VLAN のトランク ポートまたはアクセス ポートがあります。この設定では、アップストリームルーターがマルチキャストストリームを複製し、2つのIRBインターフェイスを使用して同じデータのコピーを2つのVLANに送信する必要があります。また、アップストリームのデバイスは、2つのVLAN上の受信側のために重複したストリームをダウンストリームに送信します。
図2に示すようにMVRを設定すると、マルチキャストストリームは、アップストリームルーターからアクセスレイヤーの複数の層を介して、単一のMVLANのコンテキストで異なるVLANの受信者に送信できます。
このトポロジーでMVRをスムーズに動作させるには、 図2に示すように、アクセスレイヤーのデバイスのさまざまな階層に以下の要素を設定することをお勧めします。
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アクセスレイヤーのすべての層のデバイスに設定されたMVLAN。最上層のデバイスは、マルチキャスト ルーター インターフェイスと MVLAN のトランク ポートを使用して、アップストリームのマルチキャスト ルーターに接続します。このアップストリーム インターフェイスは、すでにトランク ポートであり、MVLAN に関連付けられる受信 VLAN のマルチキャスト ルーター ポートでした。
図2 は、すべてのデバイスの階層で構成されたMVLANを示しています。上位層のデバイスは、インターフェイス INTF-1 を使用してマルチキャスト ルーターに接続されます。このインターフェイスは、以前は v10 および v20 でトランク ポートおよびマルチキャスト ルーター ポートとして設定に追加され、その後、MVLAN でもトランクおよびマルチキャスト ルーター ポートとして設定に追加されています。
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アクセスレイヤーのすべての層にあるデバイス上のMVLANに関連付けられたMVRレシーバーVLAN。
図2では、下位階層のデバイスは、VLAN v10のホスト1(トランクインターフェイスINTF-4を使用)とv20のホスト2(アクセスインターフェイスINTF-5を使用)に接続されています。VLAN v10およびv20は、上位階層デバイスへの上り方向のトランクポートおよびマルチキャストルーターポートとしてINTF-3を使用します。上位デバイスは、下流方向のトランクポートとしてINTF-2を使用して下位デバイスに接続し、IGMPクエリーを送信し、v10およびv20上でマルチキャストトラフィックを転送します。その後、VLAN v10 および v20 が MVLAN の MVR レシーバー VLAN として設定され、INTF-3 も MVLAN のトランク ポートおよびマルチキャスト ルーター ポートとして追加されます。VLAN v10およびv20は、MVLANのMVRレシーバーVLANとしても上位階層デバイスで設定されます。
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MVRは、MVRレシーバーVLANの最上位層にあるデバイス上でプロキシモードで実行されているため、デバイスは、MVRレシーバーVLANで受信したグループメンバーシップ要求に対して、マルチキャストルーターのプロキシとして機能します。アップストリームルーターは、MVLANダウンストリーム上のマルチキャストストリームを1つだけデバイスに送信します。
図2では、上位階層のデバイスがプロキシモードで設定されており、MVRレシーバーVLANv10およびv20上のホストに対して、MVLAN上でグループメンバーシップを確立しています。図のアップストリームルーターは、MVLAN上で1つのマルチキャストストリームのみを送信し、INTF-1を介して上位デバイスに到達します。上位デバイスは、INTF-2を使用してストリームを下位層のデバイスに転送します。
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上位デバイスから送信されるMVLANトラフィックで、MVRレシーバーVLANタグ変換は有効になっていません。中間層のデバイスは、MVLANタグでタグ付けされたMVLANのコンテキストで、MVLANトラフィックをダウンストリームに転送する必要があります。
図の上のデバイスでは、下位階層のデバイスに接続するインターフェイスINTF-2の受信者VLAN v10またはv20に対して変換が有効になっていません。
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アクセスレイヤーの下位層のデバイスで透過モードで実行されているMVR。下位デバイスは、透過モードで動作するため、受信側VLANのコンテキストでIGMPレポートをアップストリームに送信し、MVLANとMVR受信側VLANの両方に対して、デフォルトで、または
installオプションを設定して、MVLANのみのブリッジングエントリをインストールします。最上部のデバイスはプロキシ モードで動作しており、MVLAN のブリッジング エントリーのみをインストールします。アップストリームルーターは、MVLAN上のダウンストリームで1つのマルチキャストストリームのみを受信者に送信し、トラフィックはMVLANのコンテキストでMVR受信側VLANに転送され、変換オプションが有効になっている場合(後述)はVLANタグ変換されます。図2では、下位のデバイスは、トランクポートとしてINTF-3と、受信者VLAN v10およびv20用のマルチキャストルーターポートを使用して、上位のデバイスに接続されています。下位ティアデバイスでMVRを有効にするために、2つのMVRレシーバーVLANをMVR透過モードで設定し、INTF-3をMVLANのトランクポートおよびマルチキャストルーターポートとして追加で設定します。
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トランクポートにホストがある下位デバイスの受信側VLANでMVR受信者VLANタグ変換が有効になっているため、これらのホストは受信側VLANのコンテキストでマルチキャストトラフィックを受信します。アクセスポートを介して到達するホストはタグなしパケットを受信するため、その場合VLANタグ変換は必要ありません。
図2では、デバイスはv10で変換を有効にしており、トランクインターフェイスINTF-4でマルチキャストストリームを転送する際に、v10レシーバーVLANタグをmvlanのVLANタグに置き換えています。デバイスはv20で変換を有効にしておらず、アクセスポートINTF-5でタグなしのマルチキャストパケットを転送します。
変更履歴テーブル
サポートされる機能は、使用しているプラットフォームとリリースによって決まります。 機能エクスプローラー を使用して、機能がお使いのプラットフォームでサポートされているかどうかを確認します。