Operator şəbəkəsində PIM və multikast

Nəzəri əsaslar və memarlıq

Multikast bir axını çoxlu qəbuledicilərə çatdırır, şəbəkə isə paketləri yalnız yol ayrıldığı yerdə çoxaldır. Operator üçün bu IPTV, birja məlumat axınları və proqram yeniləmələri, VRF müştəriləri üçün isə video konfranslar və korporativ yayımlardır. Bu dərsdə əsasları operator gözü ilə təkrar edirik: hostlar üzvlüyü IGMP və MLD ilə necə bildirir, PIM-SM RP ilə ümumi ağacı necə qurur və mənbə ağacına necə keçir, SSM ilə Bidir nə ilə fərqlənir, RPF yoxlaması necə işləyir və Anycast RP ilə MSDP nə üçün lazımdır. Sonra modulun əsas sualına cavab veririk: nə üçün bir istiqamətli yol kimi tanıdığınız LDP və RSVP-TE LSP-ləri paketi çoxalda bilmir və operatorun dörd variantı var - ingress replication, IP multikast üzərində GRE tunelləri, P2MP/MP2MP LSP-lər və BIER. Dərs Rosen mVPN və NG-MVPN üçün zəmin hazırlayır: bütün terminlər (RPF, (S,G), RP, SPT) sonra istifadə olunur.

Host və router: IGMP və MLD

Operator multikastı yalnız müştəri VRF-i daxilində deyil, öz şəbəkəsində də (IPTV baş stansiyası, birja məlumat axınları, video konfranslar) anlamalıdır. Host ən yaxın routerə qrup üzvlüyü haqqında IGMP (IPv4) və ya MLD (IPv6) vasitəsilə xəbər verir. IGMPv2 (RFC 2236) qrup ünvanına göndərilən hesabatlardan və 224.0.0.2 ünvanına Leave mesajından istifadə edir; ümumi sorğu 224.0.0.1 ünvanına defolt olaraq hər 125 saniyədə göndərilir, seqmentdə querier ən kiçik IP ünvanlı router olur. IGMPv3 (RFC 3376) INCLUDE/EXCLUDE mənbə siyahıları əlavə edir, hesabatlar 224.0.0.22 ünvanına gedir və SSM məhz onu tələb edir. MLDv1/v2 (RFC 2710, RFC 3810) eyni funksiyaları ICMPv6 üzərində yerinə yetirir. IGMP və MLD yalnız host ilə ən yaxın router arasında işləyir; operator şəbəkəsində vəziyyəti PIM daşıyır.

PIM-SM: ümumi ağac, Register və SPT

PIM-SM (RFC 7761) ağacları yalnız qəbuledicilərin açıq tələbi ilə qurur. Qonşuluğu Hello mesajları yaradır (defolt olaraq hər 30 saniyədə, hold time 105 saniyə); seqmentdə DR seçilir: ən yüksək DR Priority, sonra ən yüksək IP ünvanı. Qəbuledici tərəfdəki DR IGMP hesabatını görəndə (*,G) vəziyyəti yaradır və RP ünvanına RPF yolu ilə RP-yə Join göndərir; Join/Prune mesajları dövri yenilənir (hər 60 saniyədə, hold time 210 saniyə). Qəbuledicilər mənbəni əvvəlcədən bilmir: mənbə tərəfdəki DR ilk paketləri PIM Register içinə qapayıb RP-yə unicast göndərir. RP mənbəyə doğru (S,G) Join göndərir, doğma axını qəbul edir və sonra Register-Stop göndərir. Bundan sonra son hop router adətən ən qısa yol ağacına (SPT) keçir: mənbəyə (S,G) Join, RP-yə (S,G,rpt) Prune göndərir. Keçid həddi tənzimlənir və bir çox platformada defolt olaraq sıfırdır, yəni keçid ilk paketdən sonra baş verir.

SSM və Bidir

PIM-SSM (RFC 4607) RP-ni və ümumi ağacı aradan qaldırır. Kanal (S,G) cütüdür, host onu IGMPv3 INCLUDE ilə tələb edir, son hop router isə (S,G) Join-i birbaşa mənbəyə doğru göndərir. Defolt SSM diapazonu 232.0.0.0/8 (IPv4) və FF3x::/32 (IPv6) təşkil edir; IGMPv2 hostları üçün SSM mapping istifadə olunur. IPTV üçün bu rejim sadə və dayanıqlıdır: Register yoxdur, RP də nasazlıq nöqtəsi olmur. Bidir PIM (RFC 5015) many-to-many tətbiqlər üçün uyğundur: yalnız (*,G) vəziyyəti saxlanılır, hər link üçün hər RP-yə görə Designated Forwarder seçilir, trafik mənbədən yuxarı RP-yə, sonra ümumi ağac üzrə aşağı gedir; nüvədə nə Register, nə də (S,G) vəziyyəti olur.

RPF yoxlaması

Multikast reverse path forwarding prinsipi ilə yönləndirilir: paket yalnız o halda qəbul edilir ki, unicast cədvələ (MRIB) görə router mənbəyə ((*,G) üçün RP ünvanına) çatmaq üçün istifadə etdiyi interfeysə daxil olsun. Başqa interfeysə gələn paketlər atılır, bununla döngülər aradan qalxır. Nəticə: asimmetrik unicast, ECMP və ya mənbəyə yanlış marşrut ping işləsə belə multikastı birbaşa pozur. Join RPF qonşusuna göndərilir, ona görə ağac PIM konfiqurasiyasını deyil, IGP-ni izləyir.

RP: static, Auto-RP, BSR, Anycast RP və MSDP

RP statik təyin edilə, BSR (RFC 5059) ilə və ya Cisco-nun xüsusi Auto-RP (224.0.1.39/40) mexanizmi ilə dinamik öyrənilə bilər. Dayanıqlıq üçün Anycast RP tətbiq olunur: bir neçə router loopback-də eyni RP ünvanını paylaşır, mənbələr isə IGP üzrə ən yaxın RP-də qeydiyyatdan keçir. Belə RP-lər arasında mənbə məlumatı ya MSDP (RFC 3618, TCP 639, Source-Active mesajları), ya da PIM (RFC 4610) vasitəsilə sinxronlaşdırılır; ikinci halda Register çoxluğun digər RP-lərinə də göndərilir. RP ünvanı domenin bütün routerlərindən IGP ilə əlçatan olmalıdır; bəzi routerlərdə fərqli statik RP isə ümumi köksüz (*,G) ağacları yaradır.