IP マルチキャスト コンフィギュレーション ガイド、 Cisco IOS Release 15.1S
大規模な IP マルチキャスト展開での PIM スパース モードの最適化
大規模な IP マルチキャスト展開での PIM スパース モードの最適化
発行日;2012/02/02 | 英語版ドキュメント(2011/04/17 版) | ドキュメントご利用ガイド | ダウンロード ; この章pdf , ドキュメント全体pdf (PDF - 8MB) | フィードバック

目次

大規模な IP マルチキャスト展開での PIM スパース モードの最適化

この章の構成

大規模な IP マルチキャスト展開で PIM スパース モードを最適化するための前提条件

大規模な IP マルチキャスト展開での PIM スパース モードの最適化に関する情報

PIM 登録プロセス

PIM バージョン 1 の互換性

PIM 代表ルータ

PIM スパース モード システム メッセージ

冗長メモリへの最短パス ツリー使用防止の要件

PIM 共有ツリーとソース ツリー(最短パス ツリー)

最短パス ツリーの使用を防止または遅延させることによる利点

大規模な IP マルチキャスト展開で PIM スパース モードを最適化する方法

大規模な展開での PIM スパース モードの最適化

大規模な IP マルチキャスト展開での PIM スパース モードの最適化の設定例

大規模な IP マルチキャスト展開での PIM スパース モードの最適化:例

その他の参考資料

関連資料

MIB

シスコのテクニカル サポート

大規模な IP マルチキャスト展開での PIM スパース モードの最適化の機能情報

大規模な IP マルチキャスト展開での PIM スパース モードの最適化

このモジュールでは、Protocol Independent Multicast(PIM)スパース モードを IP マルチキャストの大規模な展開のために最適化する方法について説明します。代表ルータと RP への負荷を制限するために送信される PIM 登録メッセージのレートに対する制限を設定したり、コンバージェンスを高速化するために PIM ルータ クエリー メッセージの間隔を短くしたり、最短パス ツリーの使用を制限したりできます。

変更履歴

このマニュアルの初版の発行は 2005 年 5 月 2 日で、最終更新日は 2005 年 5 月 2 日です。

このドキュメントで紹介する機能情報の入手方法

ご使用の Cisco IOS ソフトウェア リリースによっては、機能の中に一部サポートされていないものがあります。「大規模な IP マルチキャスト展開での PIM スパース モードの最適化の機能情報」 を使用すると、サポートされている機能および設定に関する情報を検索できます。

大規模な IP マルチキャスト展開で PIM スパース モードを最適化するための前提条件

このモジュールは、次の前提条件が満たされることを想定しています。

ネットワーク上で実行されている PIM スパース モードがあること。

『IP Multicast Technology Overview』モジュールの概念を理解していること。

どのグループに Shortest-Path Tree(SPT; 最短パス ツリー)しきい値を適用するかを制御するのにグループ リストを使用することを計画している場合は、この作業を実行する前にアクセス リストを設定していること。

大規模な IP マルチキャスト展開での PIM スパース モードの最適化に関する情報

大規模な展開のための PIM スパース モードを最適化する前に、次の概念を理解しておいてください。

「PIM 登録プロセス」

「PIM 代表ルータ」

「PIM スパース モード システム メッセージ」

「冗長メモリへの最短パス ツリー使用防止の要件」

PIM 登録プロセス

IP マルチキャスト ソースは、その存在をアナウンスするのにシグナリング メカニズムを使用しません。Internet Group Management Protocol(IGMP; インターネット グループ管理プロトコル)を使用するレシーバがその存在をアナウンスするのとは対照的に、ソースは単にそのデータを接続されているネットワークに送信します。ソースが PIM Sparse Mode(PIM-SM; PIM スパース モード)で設定されているマルチキャスト グループにトラフィックを送信すると、ソースにつながる Designated Router(DR; 代表ルータ)は、このソースの存在について Rendezvous Point(RP; ランデブー ポイント)に知らせなければなりません。RP がこのソースから(ネイティブに)マルチキャスト トラフィックを受信したいダウンストリーム レシーバを持っており、そのソースにつながる最短パスに加入していない場合、DR がソースから RP へとトラフィックを送信しなければなりません。PIM 登録プロセスは、各 (S, G) エントリに対して個々に実行され、DR と RP の間のこれらの作業を完了させます。

DR が新しい (S, G) ステートを作成したときに、登録プロセスが開始します。DR は、(S, G) ステートに一致するすべてのデータ パケットを PIM 登録メッセージに入れてカプセル化し、これらの登録メッセージを RP にユニキャストします。

RP が新しいソースからの登録メッセージを受信したいダウンストリーム レシーバを持っている場合は、RP は、登録メッセージを DR を通じて受信し続けることも、ソースにつながる最短パスに加入することもできます。ネイティブ マルチキャスト トラフィックの配信は最も高いスループットを提供するため、デフォルトでは、RP は最短パスに加入します。最短パスを通じてネイティブに到達した最初のパケットを受信したら、RP は、DR に登録停止メッセージを送り返します。DR は、この登録停止メッセージを受信したら、RP への登録メッセージの送信を停止します。

RP が、新しいソースからの登録メッセージを受信したいダウンストリーム レシーバを持たない場合、RP は最短パスに加入しません。その代わり、RP は、ただちに DR に登録停止メッセージを送り返します。DR は、この登録停止メッセージを受信したら、RP への登録メッセージの送信を停止します。

いったんソースへのルーティング エントリが確立されたら、DR と RP の間で定期的な再登録が発生します。DR が RP から登録停止メッセージを受信するまでは、ソースがアクティブであれば、マルチキャスト ルーティング テーブル ステートがタイムアウトする 1 分前に DR が 1 つのデータのない登録メッセージを RP に送信します。このアクションがマルチキャスト ルーティング テーブル エントリのタイムアウト時間をリスタートさせ、通常は、2 分ごとに 1 つの登録交換が行われることになります。登録は、ステートを維持するため、ステート損失から回復するため、および RP 上でソースを追跡するために必要です。これは、RP の最短パスへの加入からは独立して発生します。

PIM バージョン 1 の互換性

RP が PIM バージョン 1 を実行している場合、それはデータのない登録メッセージは理解しません。この場合、DR はデータのない登録メッセージを RP に送信することはしません。その代わりに、RP から登録停止メッセージを受信した後、約 3 分間隔で、DR はソースからの着信データ パケットを登録メッセージに入れてカプセル化し、それを RP に送信します。DR は、RP からもう 1 つの登録停止メッセージを受信するまで、登録メッセージを送信し続けます。DR が PIM バージョン 1 を実行している場合も同じ動作が発生します。

PIM バージョン 1 を実行している DR が、特定の (S, G) エントリについて、データ パケットを登録メッセージに入れてカプセル化する場合、そのエントリは、プロセス スイッチ、非ファスト スイッチ、またはハードウェア スイッチです。これらのより高速なパスをサポートするプラットフォームでは、PIM バージョン 1 を実行する RP または DR の PIM 登録プロセスは、順番になっていないパケット配信の定期的な発生につながる可能性があります。このため、ネットワークを PIM バージョン 1 から PIM バージョン 2 にアップグレードすることを推奨します。

PIM 代表ルータ

IP マルチキャスト用に設定されているルータは、PIM ハロー メッセージを送信して、どのルータが各 LAN セグメント(サブネット)の Designated Router(DR; 代表ルータ)であるかを調べます。ハロー メッセージにはルータの IP アドレスが含まれており、最も大きい IP アドレスを持つルータが DR になります。

DR は、直接接続されている LAN 上のすべてのホストに対して、Internet Group Management Protocol(IGMP; インターネット グループ管理プロトコル)ホスト クエリー メッセージを送信します。スパース モードで稼動している場合は、DR は、ソース登録メッセージを Rendezvous Point(RP; ランデブー ポイント)に送信します。

デフォルトでは、マルチキャスト ルータは、30 秒ごとに PIM ルータ クエリー メッセージを送信します。ルータがより頻繁に PIM ハロー メッセージを送信できるようにすることにより、ルータは、応答しないネイバーをより迅速に検出できるようになります。その結果、ルータは、より効率的なフェールオーバー手順または回復手順を実装できます。この変更を加えるのが適切なのは、ネットワークのエッジにある冗長ルータに対してだけです。

PIM スパース モード システム メッセージ

データのない登録メッセージは、1 秒に 1 メッセージのレートで送信されます。DR が集中的なソース(データ レートの高いソース)を登録しており、RP が PIM バージョン 2 を実行していない場合は、連続的に高いレートの登録メッセージが発生する可能性があります。

デフォルトでは、PIM スパース モード登録メッセージは、レートの制限なしに送信されます。登録メッセージのレートを制限すると、設定された制限を超えた登録メッセージはドロップされるという代償を伴いますが、DR および RP にかかる負荷が制限されます。レシーバは、パケットが集中的なソースから送信されてから最初の 1 秒間に、データ パケット損失を経験する可能性があります。

冗長メモリへの最短パス ツリー使用防止の要件

PIM 共有ツリーとソース ツリーについて理解すると、最短パス ツリー使用の防止がどのようにメモリ要件を減らすのに役立つかを理解するのに役立ちます。

PIM 共有ツリーとソース ツリー(最短パス ツリー)

デフォルトでは、Rendezvous Point(RP; ランデブー ポイント)がルートになる単一のデータ配信ツリー全体にわたって、マルチキャスト グループのメンバが送信者からグループへのデータを受信します。このタイプの配信ツリーは、共有ツリーと呼ばれます。図 1 を参照してください。送信者からのデータは、共有ツリーに加入しているグループ メンバへの配信用の RP に配信されます。

図 1 共有ツリーとソース ツリー(最短パス ツリー)

 

データ レートが保証されている場合、ソースがルートになっているデータ配信ツリーへのスイッチを共有ツリー上のリーフ ルータが開始する場合があります。このタイプの配信ツリーは、Shortest-Path Tree(SPT; 最短パス ツリー)またはソース ツリーと呼ばれます。デフォルトでは、ソフトウェアが、ソースからの最初のデータ パケットを受信したときにソース ツリーにスイッチします。

次の手順で、共有ツリーからソース ツリーへの移行について詳しく説明します。

1. レシーバがグループに加入します。リーフ ルータであるルータ C が、RP に向けて加入メッセージを送信します。

2. RP は、その発信インターフェイス リストにルータ C へのリンクを入れます。

3. ソースがデータを送信します。ルータ A が、データを登録メッセージに入れてカプセル化し、それを RP に送信します。

4. RP が、データを共有ツリーの下流に向けて、ルータ C に転送し、ソースに向けて加入メッセージを送信します。この時点で、データがカプセル化されて 1 度、ネイティブに 1 度で、2 度ルータ C に到達している可能性があります。

5. データがネイティブに(マルチキャストを通じて)RP に到着すると、RP は、ルータ A に登録停止メッセージを送信します。

6. デフォルトでは、最初のデータ パケットの受信で、ルータ C のソースへの加入メッセージ送信が促されます。

7. ルータ C は、(S, G) でデータを受信すると、共有ツリーの上流に向けて、ソースのプルーニング メッセージを送信します。

8. RP は、(S, G) の発信インターフェイスからルータ C へのリンクを削除します。RP は、ソースに向けてプルーニング メッセージをトリガーします。

加入メッセージとプルーニング メッセージが、ソースと RP に送信されます。これらは、ホップバイホップで送信され、ソースまたは RP までのパスに沿って各 PIM ルータにより処理されます。登録メッセージと登録停止メッセージは、ホップバイホップでは送信されません。これらは、ソースに直接接続されている代表ルータによって送信され、グループの RP によって受信されます。

グループへの送信を行う複数のソースが、共有ツリーを使用します。

最短パス ツリーの使用を防止または遅延させることによる利点

共有ツリーからソース ツリーへのスイッチは、最初のデータ パケットのラスト ホップ ルータ(図 1 でのルータ C)への到着によって発生します。このスイッチが発生するのは、 ip pim spt-threshold コマンドがタイミングを制御しているためで、そのデフォルト設定は 0 kbps です。

最短パス ツリーは共有ツリーより多くのメモリを必要としますが、遅延は低減します。その使用を防止したり遅延させたりすれば、必要なメモリ量を減らすことができます。リーフ ルータがただちに最短パス ツリーに移動できるようにする代わりに、SPT の使用を防止したり、まずトラフィックがしきい値に到達しなければならないように指定したりできます。

PIM リーフ ルータが指定したグループの最短パス ツリーに加入するタイミングを設定できます。ソースが kbps に指定されたレート以上のレートで送信した場合、ルータは、ソースに向けて PIM 加入メッセージをトリガーして、ソース ツリー(最短パス ツリー)を作成します。 infinity キーワードを指定すると、指定したグループのすべてのソースが共有ツリーを使用し、ソース ツリーへのスイッチングは一切行われなくなります。

大規模な IP マルチキャスト展開で PIM スパース モードを最適化する方法

ここでは、次の手順について説明します。

「大規模な展開での PIM スパース モードの最適化」(任意)

大規模な展開での PIM スパース モードの最適化

IP マルチキャストの展開が大規模な場合には、この作業を行うことを検討してください。

この作業のステップ 3、5、および 6 は、互いに独立しているため、オプションと考えてください。これらの手順はいずれも、PIM スパース モードの最適化に役立ちます。ステップ 5 または 6 を実行する場合は、ステップ 4 を実行しなければなりません。ステップ 6 は、代表ルータにしか適用されません。PIM クエリーの間隔の変更は、PIM ドメインのエッジにある冗長ルータに対してしか適切ではありません。

手順の概要

1. enable

2. configure terminal

3. ip pim register-rate-limit rate

4. ip pim spt-threshold { kbps | infinity } [ group-list access-list ]

5. interface type number

6. ip pim query-interval period [ msec ]

手順の詳細

コマンドまたはアクション
目的

ステップ 1

enable

 

Router> enable

特権 EXEC モードをイネーブルにします。

プロンプトが表示されたら、パスワードを入力します。

ステップ 2

configure terminal

 

Router# configure terminal

グローバル コンフィギュレーション モードを開始します。

ステップ 3

ip pim register-rate-limit rate

 

Router(config)# ip pim register-rate-limit 10

(任意)各 (S, G) ルーティング エントリについて、1 秒当たりに送信される PIM スパース モード登録メッセージの最大数に対する制限を設定します。

このコマンドは、Designated Router(DR; 代表ルータ)が各 (S, G) エントリに許可する登録メッセージの数を制限するのに使用します。

デフォルトでは、最大レートは設定されていません。

このコマンドを設定すると、設定された制限を超えた登録メッセージはドロップされるという代償を伴いますが、DR および RP への負荷は制限されます。

レシーバは、登録メッセージが集中的なソースから送信されてから最初の 1 秒間に、データ パケット損失を経験する可能性があります。

ステップ 4

ip pim spt-threshold { kbps | infinity } [ group-list access-list ]

 

Router(config)# ip pim spt-threshold infinity group-list 5

(任意)最短パス ツリーに移行するには超えなければならないしきい値を指定します。

デフォルト値は 0 です。この場合、ルータは、最初のデータ パケットを受信したらただちに SPT に加入します。

infinity キーワードを指定すると、最短パス ツリーへの移行は一切行われなくなり、共有ツリーのままとなります。このキーワードは、「多対多」通信のマルチキャスト環境に適用されます。

グループ リストは、SPT のしきい値がどのグループに適用されるかを制御する標準アクセス リストです。0 の値を指定するか、またはグループ リストを指定しなかった場合、しきい値はすべてのグループに適用されます。

この例では、グループ リスト 5 は、すでにマルチキャスト グループ 239.254.2.0 および 239.254.3.0 を許可するように設定されています。

access-list 5 permit 239.254.2.0 0.0.0.255
access-list 5 permit 239.254.3.0 0.0.0.255

ステップ 5

interface type number

 

Router(config)# interface ethernet 0

インターフェイスを設定します。

PIM SPT しきい値または PIM クエリー間隔のデフォルト値を変更したくない場合は、このステップは実行しないでください。このステップで変更が行われます。

ステップ 6

ip pim query-interval period [ msec ]

 

Router(config-if)# ip pim query-interval 1

(任意)マルチキャスト ルータが PIM ルータ クエリー メッセージを送信する頻度を設定します。

この手順は、PIM ドメインのエッジにある冗長ルータに対してだけ実行してください。

デフォルトのクエリー間隔は 30 秒です。

period 引数は、 msec キーワードを指定しない限り、秒単位です。

クエリー間隔を少ない秒数に設定するとコンバージェンスを高速化できますが、コンバージェンスの高速化と引き換えに CPU と帯域幅の使用量が大きくなります。

大規模な IP マルチキャスト展開での PIM スパース モードの最適化の設定例

ここでは、次の設定例について説明します。

「大規模な IP マルチキャスト展開での PIM スパース モードの最適化:例」

大規模な IP マルチキャスト展開での PIM スパース モードの最適化:例

次の例は、下記のことを行う方法を示します。

クエリー間隔を 1 秒に設定して、コンバージェンスを高速化する。

ルータが一切 SPT に移行せず、共有ツリーに留まるように設定する。

各 (S, G) ルーティング エントリについて、1 秒当たりに送信される PIM スパース モード登録メッセージの制限を 10 個に設定する。

interface ethernet 0
ip pim query-interval 1
.
.
.
!
ip pim spt-threshold infinity
ip pim register-rate-limit 10
!

その他の参考資料

ここでは、PIM スパース モード最適化の参考資料について説明します。

関連資料

関連項目
参照先

IP マルチキャストの概念と作業

Cisco IOS IP Multicast Configuration Guide , Release 12.4』

IP マルチキャスト コマンド:コマンド構文の詳細、コマンド モード、コマンド履歴、デフォルト設定、使用に関する注意事項、および例

Cisco IOS IP Multicast Command Reference , Release 12.4』

MIB

MIB
MIB リンク

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選択したプラットフォーム、Cisco IOS リリース、および機能セットの MIB を検索してダウンロードする場合は、次の URL にある Cisco MIB Locator を使用します。

http://www.cisco.com/go/mibs

シスコのテクニカル サポート

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http://www.cisco.com/public/support/tac/home.shtml

大規模な IP マルチキャスト展開での PIM スパース モードの最適化の機能情報

表 1 に、このモジュールで説明した機能をリストし、特定の設定情報へのリンクを示します。この表には、Cisco IOS Release 12.2(1) 以降のリリースで導入または変更された機能だけを示します。

ご使用の Cisco IOS ソフトウェア リリースによっては、コマンドの中に一部使用できないものがあります。特定のコマンドのサポートの導入時期に関する詳細については、コマンド リファレンス マニュアルを参照してください。

Cisco IOS ソフトウェア イメージは、Cisco IOS ソフトウェア リリース、機能セット、プラットフォームそれぞれに固有です。Cisco Feature Navigator を使用すると、プラットフォーム、および Cisco IOS ソフトウェア イメージの各サポート情報を検索できます。Cisco Feature Navigator( http://www.cisco.com/go/fn )にアクセスしてください。アクセスには、Cisco.com のアカウントが必要です。アカウントを持っていないか、ユーザ名またはパスワードが不明の場合は、ログイン ダイアログボックスの [Cancel] をクリックし、表示される指示に従ってください。

表 1 大規模な IP マルチキャスト展開での PIM スパース モードの最適化の機能情報

機能名
リリース
機能設定情報

Cisco IOS Release 12.2(1) 以降にこのモジュールで導入または変更された機能はないため、この表は空白になっています。モジュールに機能情報が追加されると、この表は更新されます。

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