Switches : Switches Cisco Catalyst série 6500

O Recurso de Multicast Não Funciona na Mesma VLAN nos Catalyst Switches

1 Julho 2009 - Tradução Manual
Outras Versões: Versão em PDFpdf | Tradução por Computador (29 Julho 2013) | Inglês (16 Novembro 2006) | Feedback

Índice

Introdução
Pré-requisitos
      Requisitos
      Componentes Utilizados
      Produtos Relacionados
      Convenções
Problema
Revisão de Alguns Conceitos Importantes Relacionados ao Recurso de Multicast
      IGMP
      Snooping IGPM
      Porta Mrouter
      Multicast em L2
Compreensão do Problema e das Soluções
Soluções
      Solução 1: Ativar o PIM no Roteador da Camada 3/Interface VLAN
      Solução 2: Ativar o Recurso de Consulta IGMP em um Catalyst Switch da Camada 2
      Solução 3: Configurar a Porta Mrouter Estática no Switch
      Solução 4: Configurar Entradas MAC Estáticas de Multicast em Todos os Switches
      Solução 5: Desativar o Snooping IGMP em Todos os Switches
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Informações Relacionadas deste documento para obter uma explicação mais detalhada desses termos.

IGMP

O IGMP é um protocolo que permite aos host finais (receptores) informarem um roteador de multicast (consulta IGMP) sobre a intenção desses hosts de receber determinado tráfego de multicast. Portanto, esse protocolo é executado entre um roteador e os hosts finais e permite que:

  • Os roteadores perguntem aos hosts finais se eles precisam de determinado stream de multicast (consulta IGMP)

  • Os hosts finais informem ou respondam ao roteador caso eles busquem determinado stream de multicast (relatórios IGMP)

Snooping IGMP

O snooping IGMP é um mecanismo que limita o tráfego de multicast somente às portas com receptores conectados. Esse mecanismo aumenta a eficiência, pois permite que um switch da Camada 2 envie de forma seletiva pacotes de multicast somente nas portas em que eles são necessários. Sem esse recurso, o switch inundará todas as portas com os pacotes. O switch "escuta" a troca de mensagens IGMP entre o roteador e os hosts finais. Dessa maneira, ele criará uma tabela de snooping IGMP com uma lista de todas as portas que solicitaram um grupo específico de multicast.

Porta Mrouter

A porta mrouter é simplesmente aquela conectada a um roteador de multicast a partir do ponto de vista do switch. A presença de pelo menos uma porta desse tipo é absolutamente essencial para que o snooping IGMP funcione nos switches. A seção Compreensão do Problema e das Soluções deste documento aborda esse requisito em mais detalhes.

Multicast em L2

Qualquer tráfego IPv4 (IP version 4) com um endereço IP de destino no intervalo de 224.0.0.0 a 239.255.255.255 é um stream de multicast. Todos os pacotes de multicast IPv4 são mapeados para um endereço MAC IEEE predefinido, no formato 01.00.5e.xx.xx.xx.

Nota: O mecanismo de snooping IGMP funcionará somente se o endereço MAC multicast for mapeado para esse intervalo de endereços MAC em conformidade com o IEEE. Alguns intervalos de endereços multicast reservados são excluídos do snooping por design. Se um pacote de multicast que não esteja em conformidade com esse padrão for originado em uma rede comutada, toda essa VLAN será inundada por ele. Isso significa que ele será tratado como tráfego de broadcast.

Compreensão do Problema e das Soluções

Por padrão, os Catalyst switches têm o recurso de snooping IGMP ativado. Com esse recurso, o switch espiona (ou escuta) as mensagens IGMP em todas as portas. Ele cria uma tabela de snooping IGMP que mapeia basicamente um grupo de multicast para todas as portas do switch que o solicitaram.

Suponha que, sem uma configuração prévia, o Receptor 1 e o Receptor 2 tenham sinalizado a intenção de receber um stream de multicast para 239.239.239.239 que é mapeado para o endereço MAC multicast 01.00.5e.6f.ef.ef da Camada 2. Tanto o Switch 1 como o Switch 2 criam uma entrada em suas tabelas de snooping para esses receptores em resposta aos relatórios IGMP gerados por eles. O Switch 1 inclui a porta Gigabit Ethernet 2/48 em sua tabela e o Switch 2 inclui a porta Fast Ethernet 1/0/47 em sua tabela.

Nota: Nesse momento, a origem de multicast não iniciou seu tráfego e nenhum dos switches tem conhecimento da porta mrouter.

Quando a origem no Switch 1 começar a transmitir o tráfego de multicast, o Switch 1 terá "visto" o relatório IGMP do Receptor 1. Como resultado, esse switch enviará o tráfego de multicast a partir da porta Gigabit Ethernet 2/48. Entretanto, como o Switch 2 "absorveu" o relatório IGMP do Receptor 2 como parte do processo de snooping IGMP, o Switch 1 não verá um relatório IGMP (pedido de multicast) na porta Gigabit Ethernet 2/46. Consequentemente, o Switch 1 não enviará nenhum tráfego de multicast ao Switch 2. Portanto, o Receptor 2 nunca receberá esse tráfego, pois, embora esteja na mesma VLAN, ele se encontra em um switch diferente da origem do multicast.

Esse problema ocorre porque não há suporte para o recurso de snooping IGMP em qualquer plataforma Catalyst sem uma porta mrouter. O mecanismo não funciona quando essa porta não existe. Para solucionar esse problema, os switches deverão aprender ou reconhecer uma porta mrouter. A seção Soluções deste documento explica o procedimento. Mas como a presença de uma porta mrouter nos switches corrige a situação?

Basicamente, quando os switches aprendem ou reconhecem estaticamente uma porta mrouter, dois processos críticos ocorrem:

  • O switch "retransmite" os relatórios IGMP dos receptores para a porta mrouter. Isso significa que esses relatórios são encaminhados ao roteador de multicast. O switch não retransmite todos os relatórios IGMP. Em vez disso, ele envia apenas alguns relatórios para a porta mrouter. Para fins desta discussão, o número de relatórios não é importante. O roteador de multicast precisa saber somente se há pelo menos um receptor ainda interessado no downstream de multicast. Para determinar isso, o roteador de multicast recebe os relatórios IGMP periódicos em resposta às suas consultas IGMP.

  • Em um cenário de multicast somente de origem, no qual ainda não haja receptores envolvidos, o switch só enviará o stream de multicast a partir de sua porta mrouter.

Quando os switches conhecerem suas portas mrouter, o Switch 2 retransmitirá o relatório IGMP recebido do Receptor 2 para sua porta mrouter. Essa porta é a Fast Ethernet 1/0/33. O Switch 1 recebe esse relatório IGMP na porta Gigabit Ethernet 2/46. Sob a perspectiva do Switch 1, ele recebeu simplesmente outro relatório IGMP. O switch adiciona essa porta à sua tabela de snooping IGMP e começa a enviar o tráfego de multicast nessa porta também. Nesse momento, ambos os receptores recebem o tráfego de multicast solicitado, e o aplicativo funciona conforme esperado.

Mas como os switches identificam sua porta mrouter para que o mecanismo de snooping IGMP funcione como esperado em um ambiente simples como este? A seção Soluções fornece algumas respostas.

Soluções

Use estas soluções para resolver o problema.

Solução 1: Ativar o PIM no Roteador/Interface VLAN da Camada 3

Todas as plataformas Catalyst são capazes de aprender dinamicamente sobre a porta mrouter. Os switches escutam passivamente os hellos do PIM (Protocol Independent Multicast) ou as mensagens de consulta IGMP enviadas periodicamente por um roteador de multicast.

Este exemplo configura a interface virtual comutada (SVI) VLAN 1 no Catalyst 6500 com ip pim sparse-dense-mode.

Switch1#show run interface vlan 1
!
interface Vlan1
 ip address 1.1.1.1 255.255.255.0
 ip pim sparse-dense-mode
end

Switch 1 now reflects itself (Actually the internal router port) as an Mrouter port.

Switch1#show ip igmp snooping mrouter
vlan            ports
-----+----------------------------------------
   1  Router

Switch 2 receives the same PIM hellos on its Fa 1/0/33 interface. So it assigns that
port as its Mrouter port.

Switch2#show ip igmp snooping mrouter
Vlan    ports
----    -----
   1    Fa1/0/33(dynamic)

Solução 2: Ativar o Recurso de Consulta IGMP em um Catalyst Switch da Camada 2

A consulta IGMP é um recurso relativamente novo nos switches da Camada 2. Você poderá ativar esse recurso quando uma rede/VLAN não possuir um roteador capaz de desempenhar a função de roteador de multicast e permitir a descoberta de uma porta mrouter nos switches. O recurso permite que o switch da Camada 2 atue como proxy para um roteador de multicast e envie consultas IGMP periódicas nessa rede. Essa ação faz com que o switch considere si mesmo como uma porta mrouter. Os demais switches da rede simplesmente definem suas respectivas portas mrouter como a interface em que receberam essa consulta IGMP.

Switch2(config)#ip igmp snooping querier

Switch2#show ip igmp snooping querier
Vlan      IP Address     IGMP Version   Port
-------------------------------------------------------------
1         1.1.1.2        v2             Switch

Agora o Switch 1 vê a porta Gig 2/46 conectada ao Switch 2 como uma porta mrouter.

Switch1#show ip igmp snooping mrouter
vlan            ports
-----+----------------------------------------
   1  Gi2/46

Quando a origem no Switch 1 começa a transmitir o tráfego de multicast, esse switch encaminha o tráfego ao Receptor 1 encontrado através do recurso de snooping IGMP (ou seja, a porta de saída Gig 2/48) e à porta mrouter (ou seja, a porta de saída Gig 2/46).

Solução 3: Configurar uma Porta Mrouter Estática no Switch

O tráfego de multicast não é transmitido na mesma VLAN da Camada 2 porque não há uma porta mrouter nos switches, conforme discutido na seção Compreensão do Problema e das Soluções. Se você configurar estaticamente uma porta mrouter em todos os switches, os relatórios IGMP poderão ser retransmitidos para todos os switches nessa VLAN. Como resultado, o recurso de multicast é possível. Portanto, no exemplo, você deverá configurar estaticamente o Catalyst 3750 Switch para que tenha a Fast Ethernet 1/0/33 como uma porta mrouter.

Neste exemplo, é necessária somente uma porta mrouter estática no Switch 2:

Switch2(config)#ip igmp snooping vlan 1 mrouter interface fastethernet 1/0/33

Switch2#show ip igmp snooping mrouter
Vlan    ports
----    -----
   1    Fa1/0/33(static)

Solução 4: Configurar Entradas MAC Estáticas de Multicast em Todos os Switches

Você pode criar uma entrada CAM (memória de conteúdo endereçável) estática para o endereço MAC multicast em todos os switches para todas as portas receptoras e para as portas dos switches downstream. Todos os switches obedecem às regras da entrada CAM estática e enviam o pacote para todas as interfaces especificadas na tabela CAM. Essa é a solução menos escalável para um ambiente com muitos aplicativos de multicast.

Switch1(config)#mac-address-table static 0100.5e6f.efef vlan 1 interface
gigabitethernet 2/46 gigabitethernet 2/48

!--- Nota: Este comando deve estar em uma única linha.

Switch1#show mac-address-table multicast vlan 1

 vlan   mac address     type   learn qos             ports
-----+---------------+--------+-----+---+--------------------------------
   1  0100.5e6f.efef    static  Yes          -   Gi2/46,Gi2/48


Switch2(config)#mac-address-table static 0100.5e6f.efef vlan 1 interface
fastethernet 1/0/47

!--- Nota: Este comando deve estar em uma única linha.

Switch2#show mac-address-table multicast vlan 1
Vlan    Mac Address       Type       Ports
----    -----------       ----       -----
   1    0100.5e6f.efef    USER        Fa1/0/47

Solução 5: Desativar o Recurso de Snooping IGMP em Todos os Switches

Se você desativar o recurso de snooping IGMP, todos os switches tratarão o tráfego de multicast como de broadcast. Isso inundará todas as portas dessa VLAN com o tráfego, independentemente de elas terem receptores interessados nesse stream de multicast.

Switch1(config)#no ip igmp snooping

Switch2(config)#no ip igmp snooping

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