PIM 개요

오늘날 인터넷에서 주로 사용되는 멀티캐스트 라우팅 프로토콜은 PIM(Protocol Independent Multicast)입니다. 인터넷에서 사용되는 PIM의 유형은 PIM Sparse 모드입니다. PIM 스파스 모드는 인터넷 컨텍스트에서 "PIM"이라는 간단한 용어를 사용할 때 일부 형태의 스파스 모드 작동이 가정될 정도로 받아들여집니다.

PIM은 DVMRP(Distance Vector Multicast Routing Protocol)와 같은 고집적 모드 프로토콜의 한계를 극복하기 위한 알고리즘으로 부상했는데, 이는 멀티캐스트 수신기의 고밀도 클러스터에는 효율적이었지만 인터넷에서 발생하는 더 크고 희소한 그룹에는 잘 확장되지 않았습니다. 코어 기반 트리(CBT) 프로토콜은 스파스 모드도 지원하기 위한 것이었지만, CBT는 강력한 코어 접근 방식을 통해 코어를 중요하게 배치했으며 대규모 회의 유형 애플리케이션(다대다)으로 인해 코어에 병목 현상이 발생했습니다. PIM은 DVMRP의 고밀도 모드 확장 문제와 CBT의 잠재적 성능 문제를 동시에 방지하도록 설계되었습니다.

Junos OS 릴리스 15.2부터는 PIM 버전 2만 지원됩니다. CLI에서 버전(1 또는 2)을 지정하는 명령이 제거됩니다.

PIMv1 및 PIMv2는 동일한 라우팅 디바이스와 동일한 인터페이스에 공존할 수 있습니다. PIMv1과 PIMv2의 주요 차이점은 패킷 형식입니다. PIMv1 메시지는 IGMP(Internet Group Management Protocol) 패킷을 사용하는 반면, PIMv2는 자체 IP 프로토콜 번호(103)와 패킷 구조를 가지고 있습니다. LAN과 같은 IP 서브넷에 연결하는 모든 라우팅 디바이스는 동일한 PIM 버전을 사용해야 합니다. 일부 PIM 구현은 PIMv1 패킷을 인식하고 라우팅 디바이스 인터페이스를 PIMv1로 자동 전환할 수 있습니다. PIMv1과 PIMv2의 차이는 메시지 형식과 관련되지만 메시지의 의미나 라우팅 디바이스가 PIM 메시지를 처리하는 방식은 포함되지 않기 때문에 라우팅 디바이스는 PIMv1과 PIMv2 인터페이스를 쉽게 혼합할 수 있습니다.

PIM은 광역 및 도메인 간 인터네트워크를 포괄할 수 있는 멀티캐스트 그룹에 대한 효율적인 라우팅에 사용됩니다. 특정 유니캐스트 라우팅 프로토콜에 의존하지 않기 때문에 "프로토콜 독립적"이라고 합니다. Junos OS는 양방향 모드, 스파스 모드, 고밀도 모드 및 스파스 고밀도 모드를 지원합니다.

PIM은 양방향 모드, 스파스 모드, 고밀도 모드 및 스파스 고밀도 모드의 여러 모드에서 작동합니다. Sparse-Dense 모드에서 일부 멀티캐스트 그룹은 고집적 모드(flood-and-prune, [S,G] 상태)로 구성되고 다른 멀티캐스트 그룹은 Sparse 모드(랑데부 포인트[RP], [*,G] 상태에 대한 명시적 조인)로 구성됩니다.

PIM 초안은 PIM 소스별 모드 또는 PIM SSM이라는 모드도 설정합니다. PIM SSM에는 지정된 도메인 내의 멀티캐스트 그룹 콘텐츠에 대한 하나의 특정 소스만 있습니다.

선택한 PIM 모드에 따라 PIM 구성 속성이 결정되므로 먼저 PIM이 네트워크에서 양방향, 스파스, 고밀도 또는 스파스 고밀도 모드로 작동하는지 결정해야 합니다. 각 모드는 서로 다른 네트워크 환경에서 뚜렷한 운영상의 이점을 가지고 있습니다.

• 스파스 모드에서 라우팅 디바이스는 멀티캐스트 그룹에 명시적으로 가입하고 나가야 합니다. 업스트림 라우팅 디바이스는 다운스트림 라우팅 디바이스가 이 트래픽을 수신하기 위해 RP(랑데부 포인트) 라우팅 디바이스에 (참가 메시지를 통해) 명시적인 요청을 보내지 않는 한 멀티캐스트 트래픽을 다운스트림 라우팅 디바이스로 전달하지 않습니다. RP는 공유 멀티캐스트 전달 트리의 루트 역할을 하며 다양한 소스의 멀티캐스트 데이터를 수신자에게 전달하는 역할을 합니다.

  스파스 모드는 빈번한 도메인 간 조인 메시지와 정리 메시지가 일반적인 인터넷에 적합합니다.

  Junos OS 릴리스 19.2R1부터 SRX300, SRX320, SRX340, SRX345, SRX550, SRX1500, vSRX 가상 방화벽 2.0 및 vSRX 가상 방화벽 3.0(vCPU 2개 포함) 시리즈 디바이스에서 P2MP(Point-to-Multipoint) 모드를 사용하는 PIM(Protocol Independent Multicast)은 PIM에 대한 새로운 p2mp 인터페이스 유형이 도입된 AutoVPN 및 자동 검색 VPN을 지원합니다. p2mp 인터페이스는 이웃당 모든 PIM 조인을 추적하여 멀티캐스트 포워딩 또는 복제가 조인 상태에 있는 이웃에게만 발생하도록 합니다. 또한 point-to-multipoint 모드를 사용하는 PIM은 섀시 클러스터 모드를 지원합니다.

  메모:

  모든 EX 시리즈 스위치(EX4300 및 EX9200 제외), QFX5100 스위치 및 OCX 시리즈 스위치에서 속도 제한은 S,G 멀티캐스트 그룹당 1pps로 설정되어 랑데부 포인트(RP), PIM-스파스 모드(PIM-Sparse 모드)의 첫 번째 홉 라우터(FHR) 등록 메시지를 압도하지 않도록 하고 CPU 호그를 유발합니다. 이 속도 제한은 중복 패킷이 트래핑되고 소프트웨어에서 RP로 터널링되는 것을 방지하여 확장 및 컨버전스 시간을 개선하는 데 도움이 됩니다. (플랫폼 지원은 설치 시 Junos OS 릴리스에 따라 다릅니다.)

• 양방향 PIM은 Sparse 모드와 유사하며, 특히 많은 수의 분산된 소스 및 수신기를 지원하기 위해 확장해야 하는 애플리케이션에 적합합니다. 양방향 PIM에서 라우팅 디바이스는 공유 양방향 트리를 구축하며 소스 기반 트리로 전환하지 않습니다. 양방향 PIM은 소스별(S,G) 상태가 필요 없기 때문에 확장성이 뛰어납니다. 대신 그룹별(*,G) 상태만 빌드합니다.

• 명시적 PIM 참가 요청을 전송하는 라우팅 디바이스로만 데이터가 전달되는 Sparse 모드 및 양방향 모드와 달리, 고집적 모드는 DVMRP(Distance Vector Multicast Routing Protocol)와 유사한 플러드 및 정리(flood-and-prune ) 메커니즘을 구현합니다. 고밀도 모드에서 라우팅 디바이스는 수신 인터페이스에서 멀티캐스트 데이터를 수신한 다음 트래픽을 발신 인터페이스 목록으로 전달합니다. 플러딩은 주기적으로 발생하며 소스 IP 주소 및 멀티캐스트 그룹 쌍과 같은 상태 정보를 새로 고치는 데 사용됩니다. 라우팅 디바이스에 데이터에 대한 관심 있는 수신자가 없고 발신 인터페이스 목록이 비어 있는 경우, 라우팅 디바이스는 PIM prune 메시지를 업스트림으로 보냅니다.

  고밀도 모드는 정리가 거의 또는 전혀 발생하지 않는 네트워크에서 가장 잘 작동합니다. 이러한 경우 고밀도 모드는 실제로 스파스 모드보다 더 효율적입니다.

• 이름에서 알 수 있듯이 Sparse-dense 모드를 사용하면 인터페이스가 Sparse 또는 Dense 모드에서 그룹별로 작동할 수 있습니다. "dense"로 지정된 그룹은 RP에 매핑되지 않습니다. 대신 해당 그룹으로 향하는 데이터 패킷은 PIM 고집적 모드 규칙을 통해 전달됩니다. "sparse"로 지정된 그룹은 RP에 매핑되고 데이터 패킷은 PIM sparse 모드 규칙을 통해 전달됩니다. Sparse-dense 모드는 PIM Sparse 모드에 대한 auto-RP를 구현하는 네트워크에서 유용합니다.