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例:双方向 PIM の設定

双方向 PIM について

双方向 PIM(PIM-Bidir)は、RFC 5015 Bidir-PIM(双方向プロトコル独立マルチキャスト)の IETF で指定されています。PIM スパース モード(PIM-SM)、PIM デンス モード(PIM-DM)、PIM Source-Specific Multicast(SSM)など、他の PIM モードに代わる手段を提供します。双方向 PIM では、マルチキャスト グループは双方向の共有ツリーを介してネットワークを介して伝送されます。このタイプのツリーは、維持する必要がある PIM ルーティング状態情報の量を最小限に抑えます。これは、多数の分散した送受信者がいるネットワークでは特に重要です。たとえば、双方向 PIM の重要なアプリケーションの 1 つは、分散インベントリのポーリングです。多対多アプリケーションでは、1 つのステーションからのマルチキャスト クエリによって、多くのステーションからのマルチキャスト応答が生成されます。このようなアプリケーションは、マルチキャスト グループごとに、PIM-SM、PIM-DM、または SSM の各ステーションに対して多数の (S,G) ルートを生成します。この問題は、バースト性のあるソースを使用するアプリケーションではさらに悪化し、マルチキャストテーブルが頻繁に変更されるため、ルーターのパフォーマンス上の問題が発生します。

図 1 は、PIM-SM ネットワーク内の 3 つのステーションとの間で 1 つのグループのトラフィックを配信するために生成されたトラフィック フローを示しています。

図 1: PIM スパース モード ツリーの例 Example PIM Sparse-Mode Tree

双方向 PIM は、グループ固有の (*,G) 状態のみを構築することで、この問題を解決します。したがって、各グループがすべてのソースとの間でトラフィックを配信するために必要なルートは 1 つだけです。

図 2 は、双方向 PIM ネットワーク内の 3 つのステーションとの間で 1 つのグループのトラフィックを配信するために生成されたトラフィック フローを示しています。

図 2: 双方向 PIM ツリーExample Bidirectional PIM Treeの例

双方向 PIM は、ランデブー ポイント(RP)アドレスをルートとする双方向共有ツリーを構築します。双方向トラフィックは、PIM-SM のように最短パス ツリー(SPT)に切り替えられないため、パスの長さではなくルーティング状態のサイズに合わせて最適化されます。双方向 PIM ルートは、常にワイルドカード ソース(*,G)ルートです。このプロトコルにより、(S,G)ルートやデータトリガーイベントが不要になります。双方向(*,G)グループ ツリーは、送信側から RP に向かうアップストリームと、RP から受信者に向かうダウンストリームの両方でトラフィックを伝送します。そのため、他の PIM モードにある厳密なリバース パス フォワーディング(RPF)ベースのルールは、双方向 PIM には適用されません。代わりに、双方向 PIM ルートは、すべての送信元と RP からのトラフィックを転送します。したがって、双方向 PIM ルーターは、多くの潜在的な着信インターフェイス上のトラフィックを受け入れる機能を備えている必要があります。

指定フォワーダーの選択

転送ループを回避するため、各リンクまたはサブネット(ポイントツーポイント リンクを含む)で 1 台のルーターのみが指定フォワーダ(DF)になります。DF の役割は、ダウンストリーム トラフィックを受信側に向けてリンクに転送し、アップストリーム トラフィックをリンクから RP アドレスに転送することです。双方向 PIM は、DF 選出と呼ばれるプロセスに依存して、各インターフェイスおよび各 RP アドレスの DF ルーターを選択します。サブネット内の各双方向 PIM ルーターは、内部ゲートウェイ プロトコル(IGP)ユニキャスト ルートを RP アドレスにアドバタイズします。RP アドレスへの最適な IGP ユニキャスト ルートを持つルータが DF 選択に勝ちます。各ルーターは、DFオファー、勝者、バックオフ、およびパスメッセージでIGPルートメトリックをアドバタイズします。

Junos OSは、RFC 5015に記載されているDF選択手順を実装しますが、受信DFメッセージを受け入れる前にRPユニキャストの到達可能性を確認する点が異なります。到達不能ランデブーポイントのDFメッセージは無視されます。

双方向 PIM モード

Junos OS の実装では、双方向 PIM には、双方向スパースと双方向スパース密度の 2 つのモードがあります。双方向スパースモードと双方向スパース密度モードの違いは、スパースモードとスパース密度モードの違いと同じです。スパースデンスモードでは、インターフェイスをスパースモードまたはデンスモードで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 にマッピングされません。ネットワーク内に双方向グループ、スパース グループ、および高密度グループが混在している場合に、双方向スパース密度モードを使用します。この典型的なシナリオの1つは、デンスモードフラッディングを使用してスパースモードまたは双方向モード用に自身をブートストラップするauto-RPの使用です。一般に、密集グループは、ネットワーク設計でフラッディングする必要があるすべてのフロー用である可能性があります。

各グループから RP へのマッピングは、RP group-ranges ステートメントと ssm-groups ステートメントによって制御されます。

PIM モードの選択は、次のように、グループの PIM モードへのマッピング方法の制御と密接に関連しています。

  • bidirectional-sparse- すべてのマルチキャスト グループが双方向、スパース、または SSM モードで動作している場合に使用します。

  • bidirectional-sparse-dense- dense-groups ステートメントで指定されているものを除くマルチキャスト グループが、双方向、スパース、または SSM モードで動作している場合に使用します。

双方向ランデブーポイント

グループ範囲から RP へのマッピングは、ネットワーク全体で静的に設定することも、RP アドレスに接続されたルータでのみ設定して動的にアドバタイズすることもできます。PIM 登録メッセージのカプセル化解除やその他の特定のプロトコル アクションを実行する必要がある PIM-SM のランデブー ポイントとは異なり、双方向 PIM ランデブー ポイントは特定の機能を実装しません。RP アドレスは、ランデブーするネットワーク内の単なる場所です。実際、RP アドレスは、双方向 PIM 対応ルーターに接続され、ネットワークにアドバタイズされるサブネットによってカバーされていれば、ループバック インターフェイス アドレスである必要はなく、ルーター上で設定されたアドレスである必要もありません。

したがって、双方向 PIM では、スタティック RP アドレスとローカル RP アドレスの間に意味のある区別はありません。そのため、双方向 PIM ランデブー ポイントは、staticlocal の下ではなく、[edit protocols pim rp bidirectional]階層レベルで構成されます。

[edit protocol pim rp bidirectional]階層レベルの設定は、[edit protocols pim rp local]階層レベルの設定と同様に機能しますが、PIM-SM RP 状態ではなく双方向の PIM RP 状態を作成する点が異なります。

単一のローカル RP しか設定できない場合、同じ、異なる、または重複するグループ範囲を持つ複数の双方向ランデブー ポイントを設定できます。また、グループ範囲または RP アドレスを双方向として設定し、スパース モードではスタティックまたはローカルに設定することもできます。

双方向 PIM RP がグループ範囲なしで設定されている場合、デフォルトのグループ範囲は IPv4 の 224/4 です。IPv6 の場合、デフォルトは ff00::/8 です。SSM グループ範囲をカバーするように双方向 PIM RP グループ範囲を設定することもできますが、その場合、SSM または DM グループ範囲がそれらのグループの双方向 PIM RP 設定よりも優先されます。つまり、SSM が常に優先されるため、SSM または DM グループ範囲と同じかそれ以上の双方向グループ範囲を設定することはできません。

PIM ブートストラップと自動 RP のサポート

指定された RP アドレスのグループ範囲は、PIM によって双方向 PIM グループから RP へのマッピングとしてフラグが付けられ、設定されている場合は PIM ブートストラップまたは auto-RP を使用してアドバタイズされます。PIM ブートストラップを使用した双方向 PIM フラグ付きグループから RP へのマッピングの動的アドバタイズ、および自動 RP は、 bootstrap および auto-rp ステートメントを使用して通常どおり制御されます。

[edit protocols pim rp bidirectional address]階層レベルで設定された双方向 PIM RP アドレスは、次の前提条件が満たされている場合、auto-RP または PIM ブートストラップによってアドバタイズされます。

  • ルーティング インスタンスは、auto-RP または PIM ブートストラップによって候補のランデブー ポイントをアドバタイズするように設定し、auto-RP マッピング エージェントまたはブートストラップ ルーターをそれぞれ選択する必要があります。

  • RP アドレスは、ルーティング インスタンス内のインターフェイス上でローカルに設定するか、ルーティング インスタンス内のインターフェイスに接続されたサブネットに属している必要があります。

IGMP および MLD のサポート

双方向 PIM では、IGMP(インターネット グループ管理プロトコル)バージョン 1、バージョン 2、およびバージョン 3 がサポートされています。マルチキャスト リスナー検出(MLD)バージョン 1 およびバージョン 2 は、双方向 PIM でサポートされています。ただし、いずれの場合も、双方向 PIM メンバーシップでサポートされるのは、任意のソース マルチキャスト(ASM)状態のみです。

双方向 PIM には、以下のルールが適用されます。

  • IGMP および MLD (*,G) メンバーシップ レポートは、PIM DF が双方向の PIM(*,G)ジョイン メッセージを発信するトリガーとなります。

  • IGMP および MLD(S、G)メンバーシップ レポートは、PIM DF が双方向の PIM(*,G)ジョイン メッセージを発信するトリガーにしません。

双方向 PIM とグレースフル リスタート

双方向 PIM は、複数のインターフェイス上で双方向ルートのパケットを受信します。つまり、各リンク上の指定フォワーダ(DF)の ID に関してすべての PIM ネイバーが同期されていない場合、一部のトポロジでマルチキャスト ルーティング ループが発生する可能性があります。1 台のルーターが DF 選出にアクティブに参加せずに転送している場合、特にユニキャスト ルーティングの変更後に、マルチキャスト ルーティング ループが発生する可能性があります。

PIM のグレースフル リスタートが有効で、双方向 PIM が有効になっている場合、デフォルトのグレースフル リスタート動作では、双方向ルートでパケットの転送が続行されます。正常に再起動するルーターが、ランデブーポイントへの一部のインターフェイスのDFとして機能していた場合、再起動ルーターは、これらの各RPインターフェイスでメトリック0のDF Winnerメッセージを送信します。これにより、グレースフル リスタート期間中に発生する可能性のあるユニキャスト トポロジの変更によってネイバー ルーターが DF にならないようになります。メトリックが 0 の DF 勝者メッセージを送信すると、グレースフル リスタートが完了するまで、別の PIM ネイバーが DF ロールを引き受けることが防止されます。グレースフルリスタートが完了すると、グレースフルリスタートされたルーターは、実際のコンバージドユニキャストメトリックを含む別のDF Winnerメッセージを送信します。

[edit protocols pim graceful-restart]階層レベルの no-bidirectional-mode ステートメントは、単純ルーティングプロトコルプロセス(rpd)再起動とグレースフルルーティングエンジンスイッチオーバーの場合の両方で、グレースフルリスタートリカバリ中にデフォルトの動作を上書きし、双方向PIMルートの転送を無効にします。この設定ステートメントは、双方向 PIM ルートのデフォルトのグレースフルリスタート動作に代わる、非常に保守的な代替手段を提供します。双方向ルートでのパケットの転送を中止する理由は、まれに二重障害が発生する場合に、転送を継続するとマルチキャストループの期間が短くなる可能性があるためです。

双方向 PIM に対する Junos OS の機能強化

RFC 5015 で規定されている機能に加えて、双方向 PIM の Junos OS 実装には以下の機能が含まれています。

  • PIMジョインステートのないソースのみのブランチ

  • IPv4 と IPv6 の両方のドメインとマルチキャスト アドレスをサポート

  • 双方向 PIM ルートのノンストップ ルーティング(NSR)

  • 論理システムでの双方向 PIM のサポート

  • 非転送および仮想ルーターインスタンスのサポート

PTX5000での双方向 PIM 設定には、次の注意事項が適用されます。

  • PTX5000 ルーターは、双方向の PIM ランデブー ポイントと送信元ノードの両方として設定できます。

  • PTX5000ルーターでは、mapping オプションを使用して、[edit protocols pim rp] 階層レベルまたは [edit routing-instances routing-instance-name protocols pim rp] 階層レベルで auto-rp ステートメントを設定できますが、announce オプションを設定することはできません。

双方向 PIM の制限事項

双方向 PIM の Junos OS 実装は、以下の機能をサポートしていません。

リリース12.2以降、Junos OSはノン ストップのアクティブルーティング PIMサポートをドラフトローゼンMVPNに拡張します。

PTX5000ルーターは、Junos OSリリース13.3のノンストップアクティブルーティングまたはインサービスソフトウェアアップグレード(ISSU)をサポートしていません。

ノンストップ アクティブ ルーティング ドラフトローゼンMVPNのPIMサポートにより、ノンストップアクティブルーティング対応デバイスは、デフォルトやデータMDTの状態など、ドラフトローゼンMPVN関連情報をスイッチオーバー間で保持できます。

  • 双方向 PIM 用の SNMP

  • グレースフル ルーティング エンジン スイッチオーバーは、双方向 PIM を有効にして設定できますが、双方向ルートはスイッチオーバー中にパケットを転送しません。

  • マルチキャストVPN(Draft RosenとNextGen)

双方向 PIM プロトコルは、以下の機能をサポートしていません。

  • 組み込みRP

  • エニーキャストRP

例:双方向 PIM の設定

この例では、RFC 5015 双方向 プロトコル独立マルチキャスト(BIDIR-PIM)で規定されている双方向 PIM を設定する方法を示します。

必要条件

この例では、以下のハードウェアとソフトウェアのコンポーネントを使用しています。

  • M120、M320、MXシリーズ、またはTシリーズのプラットフォームが可能なジュニパーネットワークスのルーター8台。双方向 PIM をサポートするには、M シリーズ プラットフォームに I チップ FPC が必要です。M7i、M10i、M40e、およびその他の古い M シリーズ ルーターは、双方向 PIM をサポートしていません。

  • 8 台のルーターすべてで実行されている Junos OS リリース 12.1 以降。

概要

双方向 PIM は、PIM スパース モードと比較して、必要な PIM ルーターの状態情報が少なくなります。状態情報が少なくて済むため、双方向 PIM は拡張性が高く、送信元と受信者が多数分散している展開に役立ちます。

この例では、2 つのランデブー ポイントが静的に設定されています。1 つの RP がファントム RP として設定されます。ファントム RP は、サブネット上で有効なアドレスであるが、PIM ルータ インターフェイスに割り当てられていない RP アドレスです。サブネットは、ネットワーク内の双方向 PIM ルーターから到達可能である必要があります。この例のもう一方の(非ファントム)RP の場合、RP アドレスは PIM ルータ インターフェイスに割り当てられます。ループバック インターフェイスまたはルーター上の任意の物理インターフェイスに割り当てることができます。この例では、物理インターフェイスに割り当てられています。

この例では、OSPFが内部ゲートウェイプロトコル(IGP)として使用されています。OSPFメトリックは、指定フォワーダ(DF)選択プロセスを決定します。双方向 PIM では、DF は RP をルートとするループフリーの最短パス ツリーを確立します。すべてのネットワーク セグメントとポイントツーポイント リンクで、すべての PIM ルーターが DF 選出に参加します。この手順では、双方向グループの各 RP の DF として 1 台のルーターを選択します。このルータは、そのネットワークアップストリームで受信したマルチキャストパケットをRPに転送します。DF の選択では、PIM アサート プロセスで使用されるものと同じタイブレーク ルールが使用されます。

この例では、デフォルトの自由度選択パラメータを使用します。オプションとして、[ edit protocols pim interface(interface-name | all)双方向] 階層レベルで、DF選択に関連する以下のパラメータを設定することができます。

  • 堅牢性カウントは、選択が失敗するために失われる必要があるDF選択メッセージの最小数です。

  • オファー期間は、DFオファーと勝者のメッセージが繰り返されるまでの待機間隔です。

  • バックオフ期間は、代理DFがより良いDFオファーを受信してからDF責任を移転するためのパスメッセージを送信するまで待機する期間です。

この例では、インターフェイス上で双方向スパース密度モードを使用しています。PIM モードの選択は、次のように、グループの PIM モードへのマッピング方法の制御と密接に関連しています。

  • bidirectional-sparse—すべてのマルチキャストグループが双方向、スパース、または SSM モードで動作している場合に使用します。

  • bidirectional-sparse-dense—マルチキャストグループは、 dense-groups ステートメントで指定されたものを除き、双方向、スパース、またはSSMモードで動作している場合に使用します。

トポロジー図

図 3 に、この例で使用するトポロジを示します。

図 3: 静的に設定されたランデブー ポイントを使用した双方向 PIM Bidirectional PIM with Statically Configured Rendezvous Points

構成

CLIクイック構成

この例を迅速に設定するには、以下のコマンドをコピーして、テキスト ファイルに貼り付け、改行を削除し、ネットワーク設定に一致させる必要がある詳細情報を変更し、コマンドを [edit] 階層レベルで CLI にコピー アンド ペーストして、設定モードから commit を入力します。

ルーター R1

ルーターR2

ルータ R3

ルータ R4

1 ルータ R5 1

1 ルータ R6 1

1 ルータ R7 1

1 ルータ R8 1

ルーター R1

手順

ルータ R1 の設定を行う。

  1. ルーター インターフェイスを設定します。

  2. インターフェイスに OSPF を設定します。

  3. グループからRPへのマッピングを設定します。

    IP アドレス 10.10.1.3 で表される RP は、ファントム RP です。10.10.1.3 アドレスは、トポロジー内のどのルーターのどのインターフェースにも割り当てられていません。ただし、到達可能なアドレスです。ルーター R1 と R2 の間のサブネット内にあります。

    アドレス 10.10.13.2 で表される RP は、ルーター R6 の ge-2/0/0 インターフェイスに割り当てられます。

  4. インターフェイスで双方向 PIM を有効にします。

  5. (オプション)DF 選択プロセスのトレース操作を設定します。

業績

設定モードから、 show interfaces コマンドと show protocols コマンドを入力して設定を確認します。出力結果に意図した設定内容が表示されない場合は、この例の手順を繰り返して設定を修正します。

ルーターの設定が完了したら、設定モードから コミット を入力します。

双方向 PIM ネットワーク内のすべてのジュニパーネットワークス ルーターについて、各ルーターの適切なインターフェイス名とアドレスを使用して、この手順を繰り返します。

検証

設定が正常に機能していることを確認します。

ランデブーポイントの確認

目的

グループから RP へのマッピング情報を確認します。

アクション

メッセージの検証

目的

送受信された DF 選択メッセージの数を確認し、双方向の結合とプルーニング エラーの統計情報を確認します。

アクション

PIM の参加状態の確認

目的

アップストリーム インターフェイス、ネイバー、および状態情報を確認します。

アクション
意味

出力には、アクティブな双方向 RP グループ範囲ごとの(*,G 範囲)エントリが表示されます。これらのエントリは、個々の(*,G)ルートがRPから派生した状態(アップストリーム情報と受け入れインターフェイス)を継承する階層を提供します。これらのエントリは、ツリーの送信側専用ブランチを実装する(*, G-range)転送ルートのコントロールプレーンの基礎も提供します。

指定フォワーダの表示

目的

RP アドレス情報を表示し、DF が選択されていることを確認します。

アクション

PIM インターフェイスの表示

目的

PIM インターフェイスに双方向スパース密度(SDB)モードが割り当てられていることを確認します。

アクション

PIM ネイバーの確認

目的

Bオプションが表示されているかどうか確認し、ネイバーが双方向PIMに対応していることをルーターが検出したことを確認します。

アクション

ランデブーポイントへのルートを確認する

目的

ランデブーポイントへのインターフェイスルートを確認します。

アクション

マルチキャストルートの確認

目的

各グループのマルチキャスト トラフィック ルートを確認します。

双方向 PIM の場合、 show multicast route extensive コマンドは、(*, G/prefix) 転送ルートと双方向 PIM トラフィックを受け入れるインターフェイスのリストを表示します。

アクション
意味

受信および送信インターフェイスリストの取得方法については、RFC 5015 の転送ルールを参照してください。

マルチキャストネクストホップの表示

目的

正しい受け入れインターフェイスが着信インターフェイス リストに表示されていることを確認します。

アクション
意味

発信および受信ネクストホップのネクストホップ ID は、 show multicast route extensive コマンドで直接参照されます。

変更履歴テーブル

機能のサポートは、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、機能がプラットフォームでサポートされているかどうかを判断します。

解放
形容
13.3
PTX5000ルーターは、Junos OSリリース13.3のノンストップアクティブルーティングまたはインサービスソフトウェアアップグレード(ISSU)をサポートしていません。
12.2
リリース12.2以降、Junos OSはノン ストップのアクティブルーティング PIMサポートをドラフトローゼンMVPNに拡張します。