Независимая от протокола многоадресатная рассылка

(Protocol-Independent Multicast — PIM) получила такое название, вследствие того, что она не зависит от IP-протокола маршрутизации. PIM может действовать независимо оттого, какой протокол одноадресатной маршрутизации используется для заполнения таблиц маршрутизации — EIGRP, OSPF, BGP или статические маршруты. Протокол PIM использует для многоадресатной пересылки эту одноадресную маршрутную информацию и поэтому не зависит от IP-протокола. Несмотря на то, что PIM называют многоадресат- ным протоколом маршрутизации, на самом деле вместо построения полностью независимой таблицы многоадресатной маршрутизации он использует для обратной передачи таблицу одноадресатной маршрутизации. При использовании PIM, в отличие от других протоколов, маршрутизаторы не посылают и не принимают обновлений многоадресатных маршрутов.

Плотный режим протокола PIM

В тютном режиме PIM (PIM Dense Mode — PIM-DM) доставка данных многоадресатной рассылки по всей сети осуществляется методом выталкивания. Этот метод "грубой силы" по доставке данных получателям эффективен для некоторых приложений при условии, что активные получатели есть в каждой подсети.

Вначале протокол PIM-DM распространяет данные многоадресатной рассылки по всей сети. Маршрутизаторы, не имеющие соседей, расположенных в направлении передачи данных, отсекают эти нежелательные данные. Такой процесс повторяется каждые 3 минуты.

Механизм распространения и пресечения потоков данных является способом накопления маршрутизаторами информации о состоянии путем получения потока данных. Эти потоки данных содержат информацию об источнике и группе, так что маршрутизаторы, расположенные в направлении передачи данных, могут создавать собственные таблицы многоадресатной рассылки. Протокол PIM-DM поддерживает только деревья источника, т.е. структуры типа (S, G). Он не может быть использован для построения деревьев общего доступа.

Разреженный режим PIM

В разреженном режиме PIM (PIM Sparse Mode — PIM-SM) доставка данных многоадресатной рассылки осуществляется методом "втягивания". Данные передаются только в те сети, где есть активные источники, пославшие явный запрос на получение этих данных. Протокол PIM-SM описан в RFC 2362.

Для распространения информации об активных источниках в протоколе PIM-SM используется дерево общего доступа. В зависимости от конфигурации данные может оставаться в пределах дерева общего доступа или перейти на оптимизированное дерево источника. Последний из упомянутых вариантов работы протокола PIM-SM используется в маршрутизаторах Cisco по умолчанию. Данные начинают распространяться по дереву общего доступа, а потом маршрутизаторы, расположенные на его пути, определяют, есть ли лучший маршрут к источнику. Если существует лучший, более короткий маршрут, то выделенный (ближайший к получателю) маршрутизатор отправляет источнику сообщение о присоединении, и данные перенаправляются по этому маршруту.

Поскольку в протоколе PIM-SM, по крайней мере вначале, используется общее дерево доступа, в нем используются точки рандеву RP. Эти точки рандеву RP настраиваются администратором сети. Источники регистрируются в точке рандеву RP, после чего данные передаются получателям по дереву общего доступа. Если дерево общего доступа не является оптимальным маршрутом между источником и получателем, то маршрутизаторы динамически создают дерево от источника и прекращают передачу данных по дереву общего доступа. Таково стандартное поведение операционной системы IOS Cisco . Сетевые администраторы могут принудительно сохранить передачу данных по дереву обшего доступа, используя опцию конфигурации (ip pint spt-threshold infinity).

Протокол PIM-SM легко масштабируется для сетей любого размера, в том числе и тех, где используются каналы WAN. Механизм явного присоединения предотвращает передачу нежелательных данных по глобальным каналам.

Разреженно-плотный режим

Корпорация Cisco разработала новый IP-интерфейс маршрутизатора, позволяющий выбирать между плотным и разреженным режимами. Такая необходимость возникла из-за изменения принципа передачи данных многоадресатной рассылки по протоколу PIM, которое стало очевидным в процессе развития этой технологии. Оказалось, что лучше выбирать режим — разреженный или плотный — для каждой группы, а не для каждого маршрутизатора. Такую возможность предоставляет разреженно-плотный режим.

Параметры разрежен но-плотного режима настраиваются сетевым администратором. Он может назначить отдельным группам плотный или разреженный режим, в зависимости от того, доступна ли данной группе информация о точках рандеву RP. Если маршрутизатор имеет RP-информацию для группы, то для нее выбирается разреженный режим, в противном случае используется плотный режим.

Протокол MBGP

Протокол многопротокольного граничного шлюза (Multiprotocol Border Gateway Protocol — MBGP) позволяет провайдерам выбирать маршрутные префиксы для многоадресатных RPF-проверок. RPF-проверка является фундаментальным механизмом, используемым маршрутизаторами для определения маршрутов, по которым деревья многоадресатной передачи доставляют многоадресатный контент от источников к получателям.

Протокол MBGP описан в RFC 2283, Multiprotocol Extensions for BGP4. Поскольку MBGP является расширением протокола BGP, он унаследовал от него весь административный аппарат, который провайдеры и пользователи привыкли использовать в среде внутридоменной маршрутизации, в том числе все средства фильтрации и управления маршрутизацией (в частности, маршрутные карты), применяемые при передаче данных между автономными системами AS. Поэтому при использовании MBGP любой внешний или внутренний сетевой протокол граничного шлюза BGP может применять различные BGP-расширения по управлению политиками для того, чтобы уточнить политику многоадресатной маршрутизации и пересылки.

В протоколе BGP4+ возникли два новых маршрутных атрибута — MP_REACH_NLRI и MP_UNREACH_NLRI. Благодаря им появился простой способ передачи двух вариантов маршрутной информации — одноадресатного и многоадре- сатного. Многоадресатные маршруты используются для построения многоадресатных связующих деревьев.

Главное преимущество протокола MBGP заключается в том, что объединенная сеть может поддерживать неконгруэнтные одно- и многоадресатные топологии. Если одно- и многоадресатные топологии конгруэнтны, то MBGP может поддерживать для каждой из них различные политики. Протокол MBGP представляет собой масштабируемый основанный на использовании политик протокол междоменной маршрутизации.

Протокол MSDP

В разреженном режиме модели PIM многоадресатные источники и получатели должны регистрироваться в своих локальных точках рандеву (Rendezvous Point — RP). В действительности в RP регистрируется ближайший к источникам и получателям маршрутизатор, однако точке рандеву RP известны все источники и получатели каждой конкретной группы. Однако точки рандеву RP не имеют информации об источниках, расположенных в других доменах. Изящным решением этой проблемы служит протокол обнаружения многоадресатных источников (Multicast Source Discovery Protocol — MSDP). Протокол MSDP представляет собой механизм, который обеспечивает соединение между доменами PIM-SM и обмен информацией об активных источниках между точками рандеву RP. Когда RP в удаленном домене узнают об активных получателях, они могут передать эту информацию своим локальным получателям, что обеспечивает передачу многоадресатных данных между такими доменами. Привлекательным свойством MSDP является то, что он позволяет каждому домену иметь собственные точки рандеву RP, не зависящие от других доменов, но позволяющие передавать данные между доменами.

В каждом домене точка рандеву RP устанавливает сеанс одноранговой связи протокола MSDP с RP в других доменах или с граничными маршрутизаторами, ведущими к другим доменам, используя соединение TCP. Когда RP узнает о новом многоадресатном источнике в своем домене (путем обычного механизма регистрации протокола Р М), она инкапсулирует первый пакет данных в сообщении об активности источника (Source Active — SA) и посылает SA всем одноранговым MSDP-партнерам. Каждый MSDP-партнер, получивший SA-сообщение, передает его дальше с использованием модифицированной RPF- проверки, пока это сообщение не будет получено всеми MSDP-маршрутизаторами объединенной сети — теоретически всего много адресатного Internet. Если MSDP-получателем является точка рандеву RP, у которой есть дерево (*, G) для группы, указанной в SA (то есть имеется получатель, заинтересованный в получении данной информации), то RP создает для источника дерево (S, G) и присоединяется к дереву кратчайших маршрутов для данного состояния источника. Инкапсулированные данные извлекаются и передаются по дереву общего доступа данной RP. Когда пакет будет получен последним маршрутизатором на пути к получателю, то последний узел также может присоединиться к дереву кратчайших маршрутов для данного источника. Точка рандеву RP источника периодически рассылает сообщения SA, куда входят все источники домена, к которому принадлежит RP. На рис. 45.12 показана передача данных между источником в домене А и получателем в домене Е.

Рис. 45.12. Пример передачи данных по протоколу MSDP

Протокол MSDP был разработан для однорангового обмена данными между провайдерами служб Internet (ISP). При обслуживании своих клиентов провайдерам ISP было желательно не зависеть от точек рандеву RP, поддерживаемых конкурирующими ISP. Протокол MSDP позволяет каждому ISP иметь собственную локальную точку рандеву RP, что не мешает ему посылать и получать данные многоадрееатной рассылки по сети Internet.

Альтернативная и логическая точки рандеву

Использование альтернативных точек рандеву (anycast RP) представляет собой весьма полезное применение протокола MSDP. Конфигурирование альтернативных точек рандеву позволяет обеспечить отказоустойчивость и распределение нагрузки в пределах многоадресатного домена.

Для этого циклические интерфейсы двух или более RP конфигурируются с одним и тем же IP-адресом — например, 10.0.0.1 (рис. 45.13), длина которого должна составлять 32 бита. Все маршрутизаторы, расположенные в нисходящем направлении передачи данных, должны быть сконфигурированы таким образом, чтобы адресом их локальной точки рандеву RP был адрес 10.0.0.1. При осуществлении IP-маршрутизации для каждого источника и получателя автоматически выбирается топологически ближайшая точка рандеву RP. Поскольку возможна ситуация, в которой источники используют одну RP, а получатели — другую, необходим способ обмена информацией об активных источниках между всеми точками рандеву. Для этого применяется протокол MSDP. Все RP конфигурируются таким образом, что они являются одноранговыми MSDP- устройствами. Каждая точка рандеву RP должна иметь информацию об активных источниках в области, принадлежащей другой RP. Если в одной из точек рандеву RP произойдет сбой, то произойдет конвергенция маршрутизации IP-адресов, и одна из оставшихся точек рандеву RP станет активной в обеих областях.

Примечание

В приведенном выше примере альтернативной RP используются IP-адреса из RFC 1918. Эти IP-адреса обычно блокируются на границах доменов и, следовательно, недоступны для других провайдеров Internet. Если нужно, чтобы эти RP были доступны из других доменов, то следует использовать другие IP-адреса.

Примечание

Точки рандеву используются только для установки начального соединения между источником и получателями. После того как маршрутизаторы последнего перехода присоединятся к дереву кратчайших маршрутов, необходимость в этой RP отпадает.

Протокол MADCAP

Протокол динамического выделения клиентских групповых адресов (Multicast Address Dynamic Client Allocation Protocol — MADCAP) описан в RFC 2730 как протокол, позволяющий узлам динамически запрашивать выделение адресов многоадресатной рассылки у сервера MADCAP. Данная концепция во многом аналогична работе современного протокола DHCP и основана на модели "клиент/сервер".

Протокол MZAP

Протокол объявления границ многоадресатной зоны (Multicast-Scope Zone Announcement Protocol — MZAP) описан в RFC 2776 как протокол, который позволяет сетям автоматически обнаруживать административно выделенные зоны, относящиеся к определенной территории.

Протокол надежной многоадресатной рассылки

Протокол надежной многоадресатной рассылки (Pragmatic GeneraI Multicast — PGM) представляет собой надежный многоадресатный транспортный протокол для приложений, требующих упорядоченной, без дублирования, многоадресатной доставки данных от нескольких источников нескольким получателям. Протокол PGM гарантирует, что каждый получатель многоадресатной группы либо получит все пакеты данных путем передачи и повторной передачи, либо сможет определить потерю данных, не допускающую их восстановления.

Надежный транспортный протокол PGM должен быть сконфигурирован как у источников, так и у получателей. Источник поддерживает окно передачи исходящих пакетов данных и в случае получения отрицательного подтверждения (Negative AcKnowIedgment — NAK) передает отдельные пакеты повторно. Элементы сети (маршрутизаторы) предотвращают взрывной рост передачи отрицательных подтверждений NAK в случае сбоя и способствуют эффективной повторной передаче данных соответствующим сетям.

Протокол PGM предназначен для многоадресатных приложений с повышенными требованиями к надежности передачи. Спецификация PGM не зависит от сетевого уровня. Разработанная корпорацией Cisco модификация Router Assist поддерживает PGM в IP.

Современная спецификация PGM представляет собой Internet-npoeicr, представленный на Web-сайте IETF (http://www.ietf.org) под именем "PGM Reliable Transport Protocol".

Дополнительные источники

•       Williamson В. Developing IP Multicast Networks. Indianapolis: Cisco Press, 2000.

•       http://wwwxisco.eom/warp/customer/l 05/48.html

Литература:

Руководство по технологиям объединенных сетей, 4-е издание. : Пер. с англ. — М.: Издательский дом «Вильяме», 2005. — 1040 с.: ил. – Парал. тит. англ.

Вы можете следить за любыми ответами на эту запись через RSS 2.0 ленту. Вы можете оставить ответ, или trackback с вашего собственного сайта.

1 комментарий »

 
 

Оставьте отзыв

XHTML: Вы можете использовать следующие теги: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

 
Rambler's Top100