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Ejemplo: Configuración de PIM bidireccional

Descripción de la PIM bidireccional

La PIM bidireccional (PIM-Bidir) está especificada por la IETF en rfc 5015, multidifusión independiente de protocolo bidireccional (BIDIR-PIM). Ofrece una alternativa a otros modos PIM, como el modo PIM escaso (PIM-SM), el modo denso PIM (PIM-DM) y la multidifusión específica de fuente PIM (SSM). En la PIM bidireccional, los grupos de multidifusión se llevan a través de la red a través de árboles compartidos bidireccionales. Este tipo de árbol minimiza la cantidad de información de estado de enrutamiento PIM que se debe mantener, lo cual es especialmente importante en redes con numerosos y dispersos remitentes y receptores. Por ejemplo, una aplicación importante para la PIM bidireccional es la encuesta de inventario distribuido. En aplicaciones múltiples, una consulta de multidifusión desde una estación genera respuestas de multidifusión de muchas estaciones. Para cada grupo de multidifusión, una aplicación de este tipo genera una gran cantidad de rutas (S, G) para cada estación en PIM-SM, PIM-DM o SSM. El problema es aún peor en las aplicaciones que utilizan fuentes de ráfagas, lo que resulta en cambios frecuentes en las tablas de multidifusión y, por lo tanto, problemas de rendimiento en los enrutadores.

La Figura 1 muestra los flujos de tráfico generados para entregar tráfico para un grupo hacia y desde tres estaciones en una red PIM-SM.

Figura 1: Ejemplo de árbol pim de modo disperso Example PIM Sparse-Mode Tree

La PIM bidireccional resuelve este problema creando solo el estado específico del grupo (*, G). Por lo tanto, solo se necesita una sola ruta (*, G) para que cada grupo entregue tráfico hacia y desde todas las fuentes.

La Figura 2 muestra los flujos de tráfico generados para entregar tráfico para un grupo hacia y desde tres estaciones en una red PIM bidireccional.

Figura 2: Ejemplo de árbol Example Bidirectional PIM Tree PIM bidireccional

PiM bidireccional crea árboles compartidos bidireccionales que se arraigan en una dirección de punto de encuentro (RP). El tráfico bidireccional no cambia a los árboles de ruta más corta (SPT) como en PIM-SM y, por lo tanto, está optimizado para el tamaño del estado de enrutamiento en lugar de la longitud de la ruta. Las rutas PIM bidireccionales siempre son rutas de origen comodín (*, G). El protocolo elimina la necesidad de rutas (S, G) y eventos activados por datos. Los árboles del grupo bidireccional (*, G) llevan el tráfico tanto aguas arriba desde los remitentes hacia el RP como aguas abajo desde el RP hasta los receptores. Como consecuencia, las estrictas reglas basadas en el reenvío de ruta inversa (RPF) que se encuentran en otros modos de PIM no se aplican a la PIM bidireccional. En su lugar, la PIM bidireccional enruta el tráfico de todas las fuentes y del RP. Por lo tanto, los enrutadores PIM bidireccionales deben tener la capacidad de aceptar tráfico en muchas interfaces entrantes potenciales.

Elección de reenviador designado

Para evitar los bucles de reenvío, solo un enrutador en cada vínculo o subred (incluidos los vínculos de punto a punto) es un reenvío designado (DF). Las responsabilidades del DF son enviar tráfico descendente al vínculo hacia los receptores y reenviar tráfico ascendente desde el vínculo hacia la dirección RP. La PIM bidireccional depende de un proceso llamado elección de DF para elegir el enrutador DF para cada interfaz y para cada dirección RP. Cada enrutador PIM bidireccional en una subred anuncia su ruta de unidifusión del protocolo de puerta de enlace interior (IGP) a la dirección RP. El enrutador con la mejor ruta de unidifusión IGP a la dirección RP gana la elección del DF. Cada enrutador anuncia sus métricas de ruta IGP en los mensajes de oferta del DF, ganador, retorno y pase.

Junos OS implementa los procedimientos de elección de DF como se indica en RFC 5015, con la excepción de que Junos OS comprueba la accesibilidad de la unidifusión de RP antes de aceptar mensajes entrantes del DF. Los mensajes de DF para puntos de encuentro inalcanzables se ignoran.

Modos PIM bidireccionales

En la implementación de Junos OS, hay dos modos para la PIM bidireccional: bidireccional-dispersa y bidireccional-dispersa-densa. Las diferencias entre los modos bidireccional-disperso y el modo bidireccional-escaso-denso son las mismas que las diferencias entre el modo escaso y el modo poco denso. El modo de densidad dispersa permite que la interfaz funcione por grupo, ya sea en modo disperso o denso. Un grupo especificado como "denso" no está asignado a un RP. Utilice el modo bidireccional, disperso y denso cuando tenga una combinación de grupos bidireccionales, grupos escasos y grupos densos en su red. Una situación típica para esto es el uso de rp automático, que usa inundación de modo denso para iniciarse en modo disperso o modo bidireccional. En general, los grupos densos podrían ser para cualquier flujo que el diseño de red requiera para inundarse.

Cada asignación de grupo a RP se controla mediante la instrucción RP group-ranges y la ssm-groups instrucción.

La elección del modo PIM está estrechamente relacionada con el control de cómo se asignan los grupos a los modos PIM, de la siguiente manera:

  • bidirectional-sparse— Úselo si todos los grupos de multidifusión funcionan en modo bidireccional, escaso o SSM.

  • bidirectional-sparse-dense: utilice si los grupos de multidifusión, excepto los especificados en la dense-groups instrucción, funcionan en modo bidireccional, escaso o SSM.

Puntos de encuentro bidireccional

Puede configurar asignaciones de grupo de rango a RP en toda la red estáticamente o solo en enrutadores conectados a las direcciones RP y anunciarlos dinámicamente. A diferencia de los puntos de encuentro para PIM-SM, que deben desencapsular mensajes de REGISTRO PIM y realizar otras acciones de protocolo específicas, los puntos de encuentro PIM bidireccional no implementan ninguna funcionalidad específica. Las direcciones RP son simplemente ubicaciones de la red hacia las que se puede reenvíar. De hecho, las direcciones RP no tienen por qué ser direcciones de interfaz de circuito cerrado ni siquiera tener direcciones configuradas en cualquier enrutador, siempre y cuando estén cubiertas por una subred que esté conectada a un enrutador con capacidad PIM bidireccional y que se anuncie en la red.

Por lo tanto, para la PIM bidireccional, no hay una distinción significativa entre direcciones RP estáticas y locales. Por lo tanto, los puntos de encuentro PIM bidireccional se configuran en el [edit protocols pim rp bidirectional] nivel jerárquico, no en o localen static .

La configuración en el [edit protocol pim rp bidirectional] nivel de jerarquía funciona como la configuración en el nivel de jerarquía, con la [edit protocols pim rp local] excepción de que crean un estado PIM RP bidireccional en lugar del estado PIM-SM RP.

Cuando solo se puede configurar un RP local, se pueden configurar varios puntos de encuentro bidireccional con rangos de grupo iguales, diferentes o superpuestos. También es permisible que un rango de grupo o una dirección RP se configuren como bidireccionales y estáticos o locales para el modo disperso.

Si se configura un RP PIM bidireccional sin un intervalo de grupo, el intervalo de grupo predeterminado es 224/4 para IPv4. Para IPv6, el valor predeterminado es ff00::/8. Puede configurar un intervalo de grupo PIM RP bidireccional para cubrir un intervalo de grupo SSM, pero en ese caso el intervalo de grupo SSM o DM tiene prioridad sobre la configuración RP PIM bidireccional para esos grupos. En otras palabras, dado que la SSM siempre tiene prioridad, no se permite tener un rango de grupo bidireccional igual o más específico que un rango de grupo SSM o DM.

Soporte de arranque PIM y Auto-RP

PIM marca los intervalos de grupo para la dirección RP especificada como asignaciones de grupo a RP de PIM bidireccionales y, si están configurados, se anuncian mediante el bootstrap piM o auto-RP. El anuncio dinámico de asignaciones de grupo a RP con marca de PIM bidireccional mediante el uso de bootstrap PIM y auto-RP se controla como es normal mediante las bootstrap instrucciones y auto-rp .

Las direcciones RP de PIM bidireccional configuradas en el [edit protocols pim rp bidirectional address] nivel jerárquico se anuncian mediante auto-RP o PIM bootstrap si se cumplen los siguientes requisitos previos:

  • La instancia de enrutamiento debe estar configurada para anunciar puntos de encuentro de candidatos mediante el arranque de RP automático o PIM, y se debe elegir un agente de asignación automático de RP o enrutador de arranque, respectivamente.

  • La dirección RP debe configurarse localmente en una interfaz de la instancia de enrutamiento o la dirección RP debe pertenecer a una subred conectada a una interfaz en la instancia de enrutamiento.

Soporte para IGMP y MLD

El Protocolo de administración de grupos de Internet (IGMP) versión 1, versión 2 y 3 se admiten con PIM bidireccional. La detección de escucha de multidifusión (MLD) versión 1 y 2 se admiten con PIM bidireccional. Sin embargo, en todos los casos, solo se admite el estado de multidifusión de origen (ASM) para la membresía PIM bidireccional.

Las siguientes reglas se aplican a la PIM bidireccional:

  • Los informes de membresía IGMP y MLD (*, G) activan el PIM DF para que origine mensajes de unión PIM bidireccional (*, G).

  • Los informes de membresía de IGMP y MLD (S,G) no activan el PIM DF para que origine mensajes de unión PIM bidireccional (*, G).

PIM bidireccional y reinicio elegante

La PIM bidireccional acepta paquetes para una ruta bidireccional en varias interfaces. Esto significa que algunas topologías podrían desarrollar bucles de enrutamiento de multidifusión si no se sincronizan todos los vecinos de PIM con respecto a la identidad del reenviador designado (DF) en cada vínculo. Si un enrutador está reenviando sin participar activamente en las elecciones del DF, particularmente después de cambios de enrutamiento de unidifusión, podrían producirse bucles de enrutamiento de multidifusión.

Si el reinicio agraciado para PIM está habilitado y la PIM bidireccional está habilitada, el comportamiento de reinicio agraciado predeterminado es continuar reenviando paquetes en rutas bidireccionales. Si el enrutador que está reiniciando con elegancia estaba sirviendo como DF para algunas interfaces para puntos de encuentro, el enrutador de reinicio envía un mensaje de DF Winner con una métrica de 0 en cada una de estas interfaces rp. Esto garantiza que un enrutador vecino no se convierta en el DF debido a cambios de topología de unidifusión que podrían producirse durante el período de reinicio agraciado. El envío de un mensaje ganador de DF con una métrica de 0 impide que otro vecino de PIM asuma la función del DF hasta que se complete el reinicio agraciado. Cuando se completa el reinicio agraciado, el enrutador reiniciado con elegancia envía otro mensaje ganador de DF con la métrica de unidifusión convergente real.

La no-bidirectional-mode instrucción en el [edit protocols pim graceful-restart] nivel de jerarquía reemplaza el comportamiento predeterminado y deshabilita el reenvío para rutas PIM bidireccionales durante la recuperación de reinicio agraciado, tanto en casos de reinicio del proceso de protocolo de enrutamiento simple (rpd) como de cambio agraciado del motor de enrutamiento. Esta instrucción de configuración ofrece una alternativa muy conservadora al comportamiento de reinicio agraciado predeterminado para rutas PIM bidireccionales. La razón para descontinuar el reenvío de paquetes en rutas bidireccionales es que la continuación del reenvío podría dar lugar a bucles de multidifusión de corta duración en circunstancias raras de doble error.

Mejoras de Junos OS para PIM bidireccional

Además de la funcionalidad especificada en RFC 5015, en la implementación de Junos OS de PIM bidireccional se incluyen las siguientes funciones:

  • Sucursales de solo origen sin estado de unión PIM

  • Compatibilidad con direcciones de multidifusión de dominios IPv4 e IPv6

  • Enrutamiento sin interrupciones (NSR) para rutas PIM bidireccionales

  • Soporte para PIM bidireccional en sistemas lógicos

  • Soporte para instancias de enrutadores virtuales y no reenvío

Las siguientes advertencias son aplicables para la configuración PIM bidireccional en el PTX5000:

  • Los enrutadores PTX5000 se pueden configurar tanto como un punto de encuentro PIM bidireccional como como el nodo de origen.

  • Para enrutadores PTX5000, puede configurar la auto-rp instrucción en el [edit routing-instances routing-instance-name protocols pim rp] [edit protocols pim rp] nivel de jerarquía o con la mapping opción, pero no con la announce opción.

Limitaciones de la PIM bidireccional

La implementación de Junos OS de PIM bidireccional no admite la siguiente funcionalidad:

A partir de la versión 12.2, Junos OS extiende el soporte PIM de enrutamiento activo sin interrupciones a las MVPN de draft-rosen.

Los enrutadores PTX5000 no admiten enrutamiento activo sin interrupciones ni actualizaciones de software en servicio (ISSU) en la versión 13.3 de Junos OS.

El soporte PIM de enrutamiento activo sin interrupciones para MVPN de draft-rosen permite que los dispositivos habilitados para enrutamiento activo sin interrupciones conserven la información relacionada con draft-rosen MPVN (como los estados mdt predeterminados y de datos) en los conmutadores.

  • SNMP para PIM bidireccional.

  • La conmutación graceful del motor de enrutamiento se puede configurar con PIM bidireccional habilitada, pero las rutas bidireccionales no reenvía paquetes durante la conmutación.

  • VPN de multidifusión (Draft Rosen y NextGen).

El protocolo PIM bidireccional no admite la siguiente funcionalidad:

  • RP integrado

  • Anycast RP

Ejemplo: Configuración de PIM bidireccional

En este ejemplo, se muestra cómo configurar la PIM bidireccional, como se especifica en RFC 5015, Multidifusión independiente de protocolo bidireccional (BIDIR-PIM).

Requisitos

En este ejemplo, se utilizan los siguientes componentes de hardware y software:

  • Ocho enrutadores de Juniper Networks que pueden ser plataformas M120, M320, serie MX o T. Para admitir PIM bidireccional, las plataformas serie M deben tener FPC de chip I. M7i, M10i, M40e y otros enrutadores de la serie M antiguos no admiten PIM bidireccional.

  • Junos OS versión 12.1 o posterior se ejecuta en los ocho enrutadores.

Visión general

En comparación con el modo PIM escaso, la PIM bidireccional requiere menos información de estado del enrutador PIM. Dado que se requiere menos información de estado, la PIM bidireccional escala bien y es útil en implementaciones con muchas fuentes y receptores dispersos.

En este ejemplo, dos puntos de encuentro se configuran estáticamente. Un RP está configurado como rp fantasma. Un RP fantasma es una dirección RP que es una dirección válida en una subred, pero no está asignada a una interfaz de enrutador PIM. Los enrutadores PIM bidireccionales de la red deben acceder a la subred. Para el otro RP (no fantasma) de este ejemplo, la dirección RP se asigna a una interfaz de enrutador PIM. Se puede asignar a la interfaz de circuito cerrado o a cualquier interfaz física del enrutador. En este ejemplo, se asigna a una interfaz física.

OSPF se utiliza como protocolo de puerta de enlace interior (IGP) en este ejemplo. La métrica OSPF determina el proceso de elección del reenviador designado (DF). En la PIM bidireccional, el DF establece un árbol de ruta más corta sin bucles que está arraigado en el RP. En cada segmento de red y vínculo punto a punto, todos los enrutadores PIM participan en las elecciones del DF. El procedimiento selecciona un enrutador como DF para cada RP de grupos bidireccionales. Este enrutador reenvía los paquetes de multidifusión recibidos en esa red aguas arriba al RP. La elección del DF usa las mismas reglas de desempate utilizadas por los procesos de aserción de PIM.

En este ejemplo, se usan los parámetros de elección de DF predeterminados. Opcionalmente, en el nivel de jerarquía [edit protocol protocol pim interface (interface-name | all) bidireccional] puede configurar los siguientes parámetros relacionados con la elección del DF:

  • El conteo de solidez es el número mínimo de mensajes electorales del DF que se deben perder para que las elecciones fracasen.

  • El período de oferta es el intervalo para esperar entre los mensajes repetidos de oferta de DF y ganador.

  • El período de retroceso es el período en el que el DF en acción espera entre recibir una mejor oferta de DF y enviar el mensaje de Pase para transferir la responsabilidad del DF.

En este ejemplo, se usa el modo bidireccional, escaso y denso en las interfaces. La elección del modo PIM está estrechamente relacionada con el control de cómo se asignan los grupos a los modos PIM, de la siguiente manera:

  • bidireccional: úselo si todos los grupos de multidifusión funcionan en modo bidireccional, escaso o SSM.

  • bidireccional, poco denso: utilice si los grupos de multidifusión, excepto los especificados en la instrucción grupos densos , funcionan en modo bidireccional, escaso o SSM.

Diagrama de topología

La Figura 3 muestra la topología utilizada en este ejemplo.

Figura 3: PIM bidireccional con puntos Bidirectional PIM with Statically Configured Rendezvous Points de encuentro configurados estáticamente

Configuración

Configuración rápida de CLI

Para configurar rápidamente este ejemplo, copie los siguientes comandos, péguelos en un archivo de texto, elimine los saltos de línea, cambie los detalles necesarios para que coincidan con su configuración de red, copie y pegue los comandos en la CLI en el nivel de jerarquía y, luego, ingrese commit desde el [edit] modo de configuración.

Enrutador R1

Enrutador R2

Enrutador R3

Enrutador R4

Enrutador R5

Enrutador R6

Enrutador R7

Enrutador R8

Enrutador R1

Procedimiento paso a paso

Para configurar el enrutador R1:

  1. Configure las interfaces del enrutador.

  2. Configure OSPF en las interfaces.

  3. Configure las asignaciones de grupo a RP.

    El RP representado por la dirección IP 10.10.1.3 es un RP fantasma. La dirección 10.10.1.3 no se asigna a ninguna interfaz en ninguno de los enrutadores de la topología. Sin embargo, es una dirección accesible. Está en la subred entre los enrutadores R1 y R2.

    El RP representado por la dirección 10.10.13.2 se asigna a la interfaz ge-2/0/0 en el enrutador R6.

  4. Habilite la PIM bidireccional en las interfaces.

  5. (Opcional) Configure las operaciones de seguimiento para el proceso de elección del DF.

Resultados

Desde el modo de configuración, ingrese los comandos show interfaces y show protocol para confirmar la configuración. Si el resultado no muestra la configuración deseada, repita las instrucciones en este ejemplo para corregir la configuración.

Si ha terminado de configurar el enrutador , ingrese confirmación desde el modo de configuración.

Repita el procedimiento para cada enrutador de Juniper Networks en la red PIM bidireccional, utilizando los nombres y direcciones de interfaz adecuados para cada enrutador.

Verificación

Confirme que la configuración funciona correctamente.

Verificar puntos de encuentro

Propósito

Compruebe la información de asignación de grupo a RP.

Acción

Verificar mensajes

Propósito

Compruebe el número de mensajes electorales del DF enviados y recibidos, y compruebe las estadísticas de errores de unión bidireccional y de corrección.

Acción

Comprobar el estado de la unión PIM

Propósito

Confirme la información de estado, vecino y interfaz ascendente.

Acción
Significado

El resultado muestra una entrada (*, rango G) para cada intervalo de grupo RP bidireccional activo. Estas entradas proporcionan una jerarquía desde la cual las rutas individuales (*,G) heredan el estado derivado de RP (información ascendente y interfaces de aceptación). Estas entradas también proporcionan la base del plano de control para las rutas de reenvío (*, rango G) que implementan las ramas de solo remitente del árbol.

Mostrar el reenviador designado

Propósito

Muestra la información de dirección RP y confirma el DF elegido.

Acción

Visualización de las interfaces PIM

Propósito

Verifique que las interfaces PIM tengan asignado el modo bidireccional de dispersión densa (SDB).

Acción

Verificar a los vecinos de PIM

Propósito

Compruebe que el enrutador detecta que sus vecinos están habilitados para piM bidireccional mediante la verificación de que se muestra la opción B .

Acción

Comprobación de la ruta a los puntos de encuentro

Propósito

Compruebe la ruta de la interfaz a los puntos de encuentro.

Acción

Verificación de rutas de multidifusión

Propósito

Compruebe la ruta de tráfico de multidifusión para cada grupo.

En el caso de la PIM bidireccional, el comando show multicast route extensive muestra las rutas de reenvío (*, G/prefix) y la lista de interfaces que aceptan tráfico PIM bidireccional.

Acción
Significado

Para obtener más información acerca de cómo se derivan las listas de interfaces entrantes y salientes, consulte las reglas de reenvío en RFC 5015.

Visualización de los próximos saltos de multidifusión

Propósito

Compruebe que se muestran las interfaces de aceptación correctas en la lista de interfaces entrantes.

Acción
Significado

Los ids de siguiente salto para los próximos saltos salientes y entrantes se hacen referencia directamente en el comando show multidifusión de ruta extensa .

Tabla de historial de versiones
Lanzamiento
Descripción
13.3
Los enrutadores PTX5000 no admiten enrutamiento activo sin interrupciones ni actualizaciones de software en servicio (ISSU) en la versión 13.3 de Junos OS.
12.2
A partir de la versión 12.2, Junos OS extiende el soporte PIM de enrutamiento activo sin interrupciones a las MVPN de draft-rosen.