IPマルチキャストテクノロジーの概要

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IPマルチキャストテクノロジーの概要

概要

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バージョン番号	日付	注記
1	2000/9	この資料が作成されました。
2	2001/10/16	すべての項目を更新し、新規の項目を追加しました。
3	2002/4/18	すべての項目を更新し、新規の項目を追加し、いくつかの項目を削除しました。

従来のIP通信では、ホストはパケットを単一のホスト（ユニキャスト伝送）またはすべてのホスト（ブロードキャスト伝送）に送信できます。IPマルチキャストは、第三の可能性を提供するものであり、ホストがパケットをホストのサブセット（グループ）に送信できるようにします。この資料では、IPマルチキャストについて簡単に概要を説明します。最初に、マルチキャストグループの概念、IPマルチキャストアドレス、レイヤ2マルチキャストアドレスなどの一般的な事項について説明します。そのあと、Internet Group Management Protocol（IGMP）、Cisco Group Management Protocol（CGMP）、Protocol Independent Multicast（PIM）、Pragmatic General Multicast（PGM）といったドメイン内マルチキャストプロトコルについて説明します。最後に、Multiprotocol Border Gateway Protocol（MBGP）、Multicast Source Directory Protocol（MSDP）、Source Specific Multicast（SSM）といったドメイン間プロトコルについて説明します。

この資料は、IPマルチキャストに関する新しい知識を補っていただくことを目的としています。読者はTCP/IP、Border Gateway Protocol（BGP）、およびネットワーキング全般について基礎知識があることを前提とします。この資料で言及されている事項の詳細については、Beau Williamson著『Developing IP Multicast Networks, Volume 1』（Cisco Press、1999）を参照してください。

IPマルチキャストの基本事項

IP マルチキャストは、何千人もの社内ユーザまたはホームユーザ向けに単一のストリームで情報を同時に配信することにより、トラフィックを減らす省帯域テクノロジーです。マルチキャストを利用するアプリケーションとしては、ビデオ会議、企業内通信、遠距離ラーニングのほか、ソフトウェア、株式市況、ニュースなどの配信があります。

IPマルチキャストは、最小限のネットワーク帯域幅を使用して、送信元にも受信者にも負担をかけずに、アプリケーションのソーストラフィックを複数の受信者に配信します。PIMやその他のサポートするマルチキャストプロトコルがイネーブルに設定されているシスコルータによってパスが分岐する地点で、マルチキャストパケットが複製され、複数の受信者に対する最も効率的なデータ配信が行われます。

IPマルチキャスト以外の手段では、多くの場合、送信元がデータの2つ以上のコピーを送信しなければなりません。アプリケーションレベルマルチキャストのように、送信元が受信者ごとに別々のコピーを送信しなければならない場合もあります。狭帯域アプリケーションでも、受信者が何千人にものぼれば、Cisco IPマルチキャストを使用するメリットがあります。MPEGビデオのような広帯域アプリケーションの場合には、1つのストリームのために空いている帯域幅の大半が必要になることがあります。このようなアプリケーションでは、複数の受信者に同時に情報を送信するにはIPマルチキャストを使用するしかありません。図1に、IPマルチキャストによる1つの送信元から多数の受信者へのデータ配信を示します。

図1：多数の受信者へのマルチキャスト伝送

図1の例では、受信者（特定のマルチキャストグループ）は送信元からのビデオデータストリームの受信を希望しています。受信者はネットワーク上のルータにIGMPホストレポートを送信することにより、この意向を表明します。その結果、ルータは送信元から受信者にデータを配信する役割を担うことになります。ルータはPIMを使用して、マルチキャスト配信ツリーをダイナミックに作成します。これにより、送信元と受信者の間のパス上に存在するネットワークセグメントだけに、ビデオデータストリームが配信されます。次に、このプロセスについて詳しく説明します。

マルチキャストグループの概念

マルチキャストは、グループという概念を基盤としています。マルチキャストグループとは、特定のデータストリームを受信したいという意向を表明した、任意の受信者グループです。このグループには物理的または地理的な制約がなく、インターネットまたはプライベートインターネットワーク上のどの場所にホストが存在しても構いません。特定のグループ宛に送信されるデータの受信を希望するホストは、IGMPを使用してそのグループに加入する必要があります（IGMPについては、「IGMP」で後述します）。各ホストは、該当するグループのメンバーでないとデータストリームを受信できません。

IP マルチキャストアドレス

IPマルチキャストアドレスは、特定のグループに加入し、そのグループを宛先とするマルチキャストトラフィックの受信を希望しているIPホストの「集合」を表します。次に、IPv4マルチキャストアドレスの表記規約について説明します。

IP クラスDアドレス

IPマルチキャストアドレスの割り当ては、Internet Assigned Numbers Authority（IANA）が管理しています。IANAにより、IPマルチキャストに使用するIPv4クラスDアドレススペースが割り当てられています。したがって、IPマルチキャストグループアドレスは、すべて224.0.0.0～239.255.255.255の範囲に属します。

注：クラスDアドレスの範囲を使用するのは、IPマルチキャストトラフィックのグループアドレスまたは宛先アドレスに限られます。マルチキャストデータグラムの送信元アドレスは、常にユニキャスト送信元アドレスです。

表1に、この資料で説明するマルチキャストアドレスの範囲を要約します。

表1：マルチキャストアドレス範囲の割り当て

項目	範囲
予約済みリンクローカルアドレス	224.0.0.0/24
グローバルスコープアドレス	224.0.1.0 ～ 238.255.255.255
SSMアドレス	232.0.0.0/8
GLOPアドレス	233.0.0.0/8
限定スコープアドレス	239.0.0.0/8

予約済みリンクローカルアドレス

224.0.0.0/24というアドレス範囲は、IANAによってローカルネットワークセグメント上のネットワークプロトコル用に予約されています。これらのアドレスを指定されたパケットは、ルータにより転送されることはありません。リンクローカル宛先アドレスを指定されたパケットは通常、Time to Live（TTL）値1で送信されます。ルータはこのパケットを転送しません。

これらのアドレスは、ネットワークプロトコルによるルータの自動検出と、重要なルーティング情報の伝達に使用されます。たとえば、Open Shortest Path First（OSPF）は、IPアドレス224.0.0.5および224.0.0.6をリンクステート情報の交換に使用します。表2に、いくつかの代表的なリンクローカルIPアドレスの例を示します。

表2：リンクローカルアドレスの例

IPアドレス	用途
224.0.0.1	このサブネット上の全システム
224.0.0.2	このサブネット上の全ルータ
224.0.0.5	OSPFルータ
224.0.0.6	OSPF指定ルータ
224.0.0.12	Dynamic Host Configuration Protocol（DHCP）サーバ/リレーエージェント

グローバルスコープアドレス

224.0.1.0～238.255.255.255の範囲のアドレスを、グローバルスコープアドレスといいます。組織間およびインターネット経由でのデータのマルチキャストには、これらのアドレスを使用します。

これらのアドレスの一部は、IANAによってマルチキャストアプリケーション用に予約されています。たとえば、IPアドレス224.0.1.1は、Network Time Protocol（NTP）用に予約されています。

IPマルチキャスト用に予約されたIPアドレスについては、RFC 1112『Host Extensions for IP Multicasting』に定義されています。予約済みIPマルチキャストアドレスの詳細については、次のURLで参照できます。
http://www.iana.org/assignments/multicast-addresses

注： IETFのWebサイト（http://www.ietf.org）で、すべてのRFCおよびInternet Engineering Task Force（IETF）ドラフトを参照できます。

SSMアドレス

232.0.0.0/8の範囲内のアドレスは、SSM用に予約されています。SSMは、1対多コミュニケーションにおける効率的なデータ配信メカニズムを提供するPIMプロトコルの拡張機能です。SSMについては、「SSM」で後述します。

GLOPアドレス

RFC 2770『GLOP Addressing in 233/8』では、AS番号をすでに予約している組織がスタティックに定義するアドレス用に、233.0.0.0/8のアドレス範囲を予約することを提唱しています。この方法を、GLOPアドレッシングといいます。233.0.0.0/8アドレス範囲の2番目および3番目のオクテットに、ドメインのAS番号を指定します。たとえば、AS 62010は16進フォーマットではF23Aと表記されます。これをF2および3Aの2つのオクテットに分けると、10進フォーマットでそれぞれ242および58になります。これらの値を使用して、233.242.58.0/24というサブネットを、AS 62010用にグローバルに予約します。

限定スコープアドレス

239.0.0.0/8の範囲内のアドレスを、限定スコープアドレスまたは管理スコープアドレスといいます。これらのアドレスは、ローカルグループまたは組織内に限定して使用することがRFC 2365『Administratively Scoped IP Multicast』に定められています。企業、大学などの組織は、限定スコープアドレスを使用して、ドメイン外部には転送されないローカルマルチキャストアプリケーションを実装することができます。通常、このアドレス範囲のマルチキャストトラフィックをAutonomous System（AS;自律システム）またはユーザが定義した任意のドメインの外部に流出させないようにするためのフィルタを、ルータに設定します。ASまたはドメインの内部では、限定スコープアドレス範囲をさらに区分して、ローカルマルチキャスト境界を定義することができます。このような区分をアドレススコーピングといい、これらの小規模なドメイン間でのアドレスの再利用を可能にします。

レイヤ2マルチキャストアドレス

従来、LANセグメント上のNetwork Interface Card（NIC）が受信できるのは、カードに設定されたMACアドレスまたはブロードキャストMACアドレスを宛先とするパケットに限られていました。IPマルチキャストでは、共通の宛先MACアドレスを持つ1つのデータストリームを、複数のホストが受信することが要求されます。複数のホストが同じパケットを受信しても、マルチキャストグループを区別できるようにするために、何らかの方法を考案する必要がありました。

そのための1つの方法は、IPマルチキャストクラスDアドレスを直接、MACアドレスに対応づけることです。現在ではこの方法を使用して、NICは多くの異なるMACアドレス（自身のユニキャストアドレス、ブロードキャストアドレス、およびマルチキャストアドレス範囲）を宛先とするパケットを受信できるようになっています。

各種のIEEE LAN仕様には、ブロードキャストパケットおよびマルチキャストパケットの送信に関する条件が定められています。802.3仕様では、最初のオクテットの0ビットを使用して、ブロードキャストフレームまたはマルチキャストフレームを表します。図2に、イーサネットフレームのブロードキャストビットまたはマルチキャストビットの位置を示します。

図2：IEEE 802.3 MACアドレスのフォーマット

このビットは、フレームの宛先がホストのグループまたはネットワーク上の全ホストであることを表します（ブロードキャストアドレスの場合、0xFFFF.FFFF.FFFF）。

IPマルチキャストでは、この機能を利用してLANセグメント上のホストグループにIPパケットを送信します。

イーサネットMACアドレスマッピング

IANAは、16進フォーマットの01:00:5Eで始まるイーサネットMACアドレスのブロックを所有しています。このブロックの半分が、マルチキャストアドレスに割り当てられます。0100.5e00.0000 ～ 0100.5e7f.ffffの範囲が、IPマルチキャスト用のイーサネットMACアドレスに使用できます。

この割り当てでは、イーサネットアドレスの中の23ビットを、IPマルチキャストグループアドレスに対応づけることができます。マッピングにより、イーサネットアドレスのこれらの23ビットに、IPマルチキャストグループアドレスの下位23ビットが書き込まれます（図3を参照）。

図3：IPマルチキャストとイーサネットまたはFDDI MACアドレスのマッピング

このマッピングでは、IPマルチキャストアドレスの上位5ビットが廃棄されるので、形成されるアドレスは固有ではありません。実際には、32個の異なるマルチキャストグループIDが、同じイーサネットアドレスに対応づけられることになります（図4を参照）。ネットワーク管理者がIPマルチキャストアドレスを割り当てる際は、このことを考慮する必要があります。たとえば、224.1.1.1と225.1.1.1は、レイヤ2スイッチ上の同じマルチキャストMACアドレスに対応します。あるユーザが（224.1.1.1で表される）グループAに加入し、別のユーザが（225.1.1.1で表される）グループBに加入する場合、これらのユーザはどちらも、AおよびBのストリームを両方とも受信することになります。このような状況では、マルチキャスト配置による効率性が限られたものになります。

図4：MACアドレスのあいまい性

ドメイン内マルチキャストプロトコル

ここでは、ドメイン内マルチキャストプロトコルについて説明します。ドメイン内マルチキャストプロトコルとは、マルチキャストドメインの内部でマルチキャストをサポートするために使用するプロトコルを意味します。ここで説明する内容は次のとおりです。

IGMP

IGMPは、特定のLAN上のマルチキャストグループに個々のホストをダイナミックに登録するためのプロトコルです。グループメンバーシップの識別は、各ホストがローカルマルチキャストルータにIGMPメッセージを送信することにより行われます。IGMPでは、ルータがIGMPメッセージを待ち受けるとともに、定期的にクエリを送信して、特定のサブネット上でアクティブまたは非アクティブになっているグループを検出します。

IGMPの各バージョンについて、次に説明します。

IGMPバージョン1

IGMPバージョン1（IGMPv1）は、RFC 1112『Host Extensions for IP Multicasting』に記述されています。IGMPv1メッセージのパケットフォーマットを、図5に示します。

図5：IGMPv1メッセージフォーマット

バージョン1のIGMPメッセージは、次の2タイプだけです。

メンバーシップクエリ
メンバーシップレポート

ホストは特定のマルチキャストグループに対応するIGMPメンバーシップレポートを送信して、そのグループに加入を希望していることを表明します。アプリケーションがマルチキャストソケットを開いた時点で、ホスト上で動作しているTCP/IPスタックが自動的にIGMPメンバーシップレポートを送信します。ルータは定期的にIGMPメンバーシップクエリを送信して、そのグループ宛のトラフィックの受信を希望しているホストがサブネット上に最低1台あるかどうかを確認します。IGMPメンバーシップクエリを3回続けて送信しても応答がない場合、ルータはそのグループをタイムアウトにして、グループ宛のトラフィック転送を停止します。

IGMP バージョン2

IGMPv1の後継は、現在の標準であるIGMPバージョン2（IGMPv2）です。IGMPv2は、IGMPv1と下位互換性があります。IGMPv2の仕様は、RFC 2236『Internet Group Management Protocol, Version 2』に記述されています。IGMPv2メッセージのパケットフォーマットを、図6に示します。

図6：IGMPv2メッセージフォーマット

バージョン2のIGMPメッセージには、次の4タイプがあります。

メンバーシップクエリ
バージョン1メンバーシップレポート
バージョン2メンバーシップレポート
グループ脱退

IGMPバージョン2の動作は、基本的にバージョン1と同じです。主な違いは、グループ脱退（leave group）メッセージがある点です。ホストはこのメッセージを使用して、ローカルマルチキャストルータと能動的に対話し、グループから脱退することを表明できます。その場合、ルータはグループ固有のクエリを送信し、そのトラフィックの受信を希望しているホストがまだ残っているかどうかを判別します。応答がない場合、ルータはグループをタイムアウトにして、トラフィック転送を停止します。IGMPバージョン2では、グループ脱退メッセージの追加により、脱退時の遅延をIGMPバージョン1よりも大幅に短縮し、不要になったトラフィックを迅速に停止できるようになっています。

IGMP バージョン3

IGMPバージョン3（IGMPv3）は、IGMP進化の次の段階です。IGMPv3では、マルチキャストの受信側であるホストが、どのグループからのマルチキャストトラフィックの受信を希望するか、そのトラフィックをどの送信元から受信したいのかについて、ルータに通知することのできる「送信元フィルタリング」のサポートが追加されています。Cisco IOSソフトウェアはこのメンバーシップ情報により、受信者が要求した送信元からのみ、トラフィックを転送できます。

IGMPv3は新しい標準です。Windows、Macintosh、およびUNIXオペレーティングシステムの最新版では、いずれもIGMPv3がサポートされています。この資料の執筆時点では、アプリケーションデベロッパがIGMPv3 APIにアプリケーションを移植する作業が進められていました。

IGMPv3メッセージのクエリパケットフォーマットを、図7に示します。

図7：IGMPv3クエリメッセージフォーマット

表3 に、IGMPv3クエリメッセージの主なフィールドを示します。

表3：IGMPv3クエリメッセージフィールドの説明

フィールド	説明
Type = 0x11	IGMPクエリ。
Max resp. code	最大応答時間（秒）。応答レポートを送信するまでの最大時間を表します。
Group address	マルチキャストグループアドレス。汎用的なクエリでは、このアドレスは0.0.0.0です。
S	Sフラグ。ルータによる処理が停止中であることを意味します。
QRV	Querier Robustness Value。この値はタイマーおよび再試行回数に影響します。
QQIC	Querier's Query Interval Code（秒）。クエリアが使用するクエリインターバルを表します。
Number of sources [N]	クエリに含まれる送信元の数。group-and-sourceクエリの場合、この数はゼロ以外です。
Source address [1...N]	送信元のアドレス。

IGMPv3メッセージのレポートパケットフォーマットを、図8に示します。

図8：IGMPv3レポートメッセージフォーマット

表4 に、IGMPv3レポートメッセージの主なフィールドを示します。

表4：IGMPv3レポートメッセージフィールドの説明

フィールド	説明
# of group records [M]	レポートに含まれるグループレコードの数。
Group record [1...M]	レポートを送信したインターフェイス上の単一のマルチキャストグループに関する送信側のメンバーシップに関する情報を含むフィールドのブロック。
Record type	グループのレコードタイプ（例： MODE_IS_INCLUDE、MODE_IS_EXCLUDE）。
# of sources [N]	レコードに含まれる送信元の数。
Source address [1...N]	送信元のアドレス。

IGMPv3には、次のタイプのIGMPメッセージがあります。

バージョン3メンバーシップクエリ
バージョン3メンバーシップレポート

IGMPv3では、アプリケーションが希望するトラフィックの送信元を明示的に指定することができます。IGMPv3を使用すると、受信者が特定のマルチキャストホストグループへのメンバーシップを指定するとき、次の2つのモードを使用できます。

INCLUDEモード — このモードでは、受信者は特定のホストグループへのメンバーシップをアナウンスし、トラフィック受信を希望する送信元アドレスのリスト（INCLUDEリスト）を提供します。
EXCLUDEモード — このモードでは、受信者は特定のマルチキャストグループへのメンバーシップをアナウンスし、トラフィック受信を希望しない送信元アドレスのリスト（EXCLUDEリスト）を提供します。ホストはEXCLUDEリストにIPアドレスが含まれていない送信元からのみ、トラフィックを受信します。IGMPv2のように、すべての送信元からトラフィックを受信するには、ホストは空白のEXCLUDEリストを指定してEXCLUDEモードメンバーシップを使用します。

IGMPv3の最新の仕様は、IETFドラフト『Internet Group Management Protocol, Version 3』に記載されています（IETF Webサイト[http://www.ietf.org]）。IGMPv3の主要アプリケーションの1つであるSSMについては、「SSM」で後述します。

レイヤ2スイッチング環境でのマルチキャスト

レイヤ2スイッチのデフォルトの動作では、スイッチ上で宛先LANに属するすべてのポートに、すべてのマルチキャストトラフィックが転送されます。この動作はスイッチの効率性を損ないます。スイッチの目的は、データを受信する必要のあるポートだけにトラフィックを限定することだからです。

レイヤ2スイッチング環境で効率的にIPマルチキャストを処理する方法としては、CGMP、IGMPスヌーピング、およびRouter-Port Group Management Protocol（RGMP）の3つがあります。CGMPおよびIGMPスヌーピングは、エンドユーザすなわち受信側クライアントを含むサブネット上で使用します。RGMPは、コラプストバックボーンのように、ルータだけを含むルーテッドセグメントで使用します。

これら3つの方法について、次に説明します。

CGMP

CGMPは、Catalystスイッチがシスコルータ上のIGMP情報を利用して、レイヤ2で転送先を決定できるようにするためにシスコが開発したプロトコルです。マルチキャストルータおよびレイヤ2スイッチに、CGMPを設定する必要があります。CGMPを使用すると、関係する受信者に接続するCatalystスイッチポートだけに、IPマルチキャストトラフィックが配信されます。トラフィックを明示的に要求していない他のポートは、ポートがマルチキャストルータに接続されていないかぎり、トラフィックを受信しません。マルチキャストルータポートは、すべてのIPマルチキャストデータパケットを受信する必要があります。

CGMPの基本動作を図9に示します。ホストがマルチキャストグループに加入すると（図中のA）、ホストは非送信要求IGMPメンバーシップレポートメッセージをターゲットグループ（この例では224.1.2.3）にマルチキャストします。このIGMPレポートは、通常のIGMP処理に従い、スイッチ経由でルータに渡されます。ルータ（このインターフェイスについてはCGMPをイネーブルに設定している必要があります）は、IGMPレポートを受信すると、それを通常どおりに処理しますが、CGMP joinメッセージも作成してスイッチに送信します（図9のB）。

図9：CGMPの基本動作

スイッチはこのCGMP joinメッセージを受信すると、そのマルチキャストグループに対応する自分自身のContent-Addressable Memory（CAM;連想記憶メモリ）テーブルにポートを追加します。このマルチキャストグループ宛の以降のトラフィックはすべて、そのポートから該当するホストに転送されます。レイヤ2スイッチは、いくつかの宛先MACアドレスを1つの物理ポートに割り当てることができるように設計されています。したがって、スイッチを階層型に接続し、かつ1つのポートから多数のマルチキャスト宛先アドレスへの転送を行うことができます。マルチキャストグループのエントリには、ルータポートも追加されます。IGMP制御メッセージもマルチキャストトラフィックとして送信されるので、マルチキャストルータは、あらゆるグループについてマルチキャストトラフィックをすべてリスンする必要があります。CGMPでは、スイッチはルータからのCGMP joinメッセージおよびCGMP leaveメッセージだけをリスンすれば済みます。それ以外のマルチキャストトラフィックは、CGMPによって作成された新しいエントリを含むCAMテーブルを使用して転送されます。

IGMP スヌーピング

IGMPスヌーピングは、レイヤ2 LANスイッチで動作するIPマルチキャスト制約メカニズムです。IGMPスヌーピングでは、ホストとルータの間で送信されるIGMPパケット内のレイヤ3情報（IGMP join/leaveメッセージ）を、LANスイッチが検証する、すなわち「スヌープする」必要があります。スイッチが特定のマルチキャストグループのホストからのIGMPホストレポートを検出すると、スイッチはそのホストのポート番号を該当するマルチキャストテーブルエントリに追加します。スイッチがホストからのIGMP leave groupメッセージを検出すると、スイッチはそのホストのテーブルエントリを削除します。

IGMP制御メッセージはマルチキャストパケットとして送信されるので、これらのメッセージはレイヤ2ではマルチキャストデータと区別がつきません。IGMPスヌーピングが稼働しているスイッチは、すべてのマルチキャストデータパケットを検証して、関連するIGMP制御情報を含んでいないかどうかを調べる必要があります。低速なCPUを搭載したローエンドスイッチでIGMPスヌーピングを実装すると、データが高速で送信された場合、パフォーマンスに重大な影響が出ることがあります。この問題を解決するには、IGMPチェックをハードウェアで実行できる特殊なApplication-Specific Integrated Circuit（ASIC;特定用途向けIC）を搭載したハイエンドスイッチでIGMPスヌーピングを実装します。特殊なハードウェアを搭載していないローエンドスイッチには、CGMPが適しています。

RGMP

CGMPおよびIGMPスヌーピングは、アクティブである受信者のいるルーテッドネットワークセグメント上で動作するように設計された、IPマルチキャスト制約メカニズムです。これらは両方とも、ホストとルータの間で送信されるIGMP制御メッセージによって、どのスイッチポートが関係する受信者に接続されているかを判別します。

スイッチドイーサネットのバックボーンネットワークセグメントは通常、そのセグメント上にホストを持たないスイッチに接続する数台のルータで構成されています。ルータはIGMPホストレポートを生成しないので、CGMPおよびIGMPスヌーピングではマルチキャストトラフィックを制約することができず、VLAN上の全ポートにマルチキャストトラフィックがフラッディングされる結果となります。その代わりにルータはPIMメッセージを生成して、レイヤ3レベルでマルチキャストトラフィックに加入したり、マルチキャストトラフィックを削除したりします。PIMについては、「PIM」で後述します。

RGMPは、ルータだけで構成されるネットワークセグメントにおけるIPマルチキャスト制約メカニズムです。ルータおよびレイヤ2スイッチで、RGMPをイネーブルに設定する必要があります。マルチキャストルータは、特定のグループに関するRGMP joinメッセージを送信することによって、データフローの受信を希望していることを表明します（図10のA）。スイッチは、そのマルチキャストグループの転送テーブルに該当するポートを追加します。この動作はCGMP joinメッセージを処理する場合と同様です。IPマルチキャストデータフローは、必要とされるルータポートだけに転送されます（図10のB）。データフローが不要になると、ルータはRGMP leaveメッセージを送信し、スイッチは転送エントリを削除します。RGMPの最新の仕様については、IETFドラフト『Router-port Group Management Protocol』に記載されています（IETF Webサイト[http://www.ietf.org])。

図10：RGMPの基本動作

マルチキャスト 配信ツリー

マルチキャスト対応のルータが作成する配信ツリーは、ネットワーク上でIPマルチキャストトラフィックをすべての受信者に配信するためのパスを制御します。マルチキャスト配信ツリーには、送信元ツリーおよび共有ツリーの2つの基本タイプがあります。各タイプについて次に説明します。

送信元 ツリー

マルチキャスト配信ツリーの最も単純な形式は、送信元ツリーです。このツリーのルートは送信元であり、それを基点にネットワーク上の各受信者に向かって分岐し、スパニングツリーを形成します。このツリーはネットワーク上の最短パスを使用するので、Shortest Path Tree（SPT;最短パスツリー）と呼ばれることがあります。

図11に、グループ224.1.1.1のSPTを示します。このツリーは送信元であるホストAをルートとし、受信者であるホストBおよびホストCに接続しています。

図11：ホストAの送信元ツリー

（S, G）という特殊な表記は、「SコンマG」と読み、SPTを表します。Sは送信元のIPアドレスであり、Gはマルチキャストグループアドレスです。この表記を使用すると、図11に示されたSPTは（192.168.1.1, 224.1.1.1）です。

（S, G）表記では、各グループの送信元ごとに個別のSPTが存在することになりますが、これはそのとおりです。たとえば、ホストBもグループ224.1.1.1にトラフィックを送信していてホストAおよびホストCが受信者である場合、別の(S, G) SPTが存在し、これは（192.168.2.2, 224.1.1.1）という表記になります。

共有 ツリー

送信元をルートとする送信元ツリーとは違い、共有ツリーは、ネットワーク上のどこか1つのポイントを共通のルートとして使用します。この共有ルートのことを、ランデブーポイント（RP）といいます。

図12に、グループ224.2.2.2に対する、ルータDをルートとする共有ルートを示します。この共有ツリーは単方向です。送信元のトラフィックは、送信元ツリーでRPに送信されます。そのあと、トラフィックはRPから共有ツリーを使用して転送され、すべての受信者に到達します（ただし、送信元とRPの中間に受信者が存在する場合には、その受信者は直接サービスされます）。

図12：共有配信ツリー

この例では、送信元（ホストAおよびホストD）からのマルチキャストトラフィックは、ルート（ルータD）まで送信されたあと、共有ツリーを使用して受信者であるホストBおよびホストCに到達します。マルチキャストグループの送信元がすべて同じ共有ツリーを使用するので、このツリーを表記する場合は、(*, G）というワイルドカード表記を使用します（スターコンマGと読みます）。ここで、*はすべての送信元を表し（Gはマルチキャストグループを表します。したがって、図12の共有ツリーは、（*, 224.2.2.2）と表記します。

送信元ツリーと共有ツリー

送信元ツリーと共有ツリーは、どちらもループフリーです。ツリーが分岐する場所でのみ、メッセージが複製されます。

マルチキャストグループのメンバーは、いつでも加入または脱退する可能性があります。したがって、配信ツリーをダイナミックに更新する必要があります。特定の分岐に存在するすべてのアクティブな受信者が、特定のマルチキャストグループのトラフィックを要求しなくなった場合には、ルータは配信ツリーからその分岐を削除し、そこから先へのトラフィック転送を停止します。その分岐の受信者がアクティブになり、マルチキャストトラフィックを要求するようになると、ルータは配信ツリーをダイナミックに変更し、再びトラフィック転送を開始します。

送信元ツリーには、送信元と受信者の間で最適なパスを作成するという利点があります。この利点によって、マルチキャストトラフィックの転送におけるネットワーク遅延が少なくなります。ただし、この最適化には代償が伴います。ルータは送信元ごとにパス情報を維持しなければなりません。何千もの送信元、何千ものグループが存在するネットワークでは、このオーバーヘッドによりリソース関連の問題がルータで発生しやすくなります。ネットワーク設計者は、マルチキャストルーティングテーブルの容量によるメモリ消費について考慮する必要があります。

共有ツリーには、各ルータ上で維持する必要のあるステートの量が少なくて済むという利点があります。ネットワーク上で共有ツリーだけを使用する場合、この利点により全体的なメモリ所要量が減少します。共有ツリーの欠点は、ある種の状況下で、送信元と受信者の間のパスが最適パスではなくなり、その結果パケット配信に遅延を生じる可能性がある点です。たとえば、図12の場合、ホストA（送信元1）とホストB（受信者）の間の最短パスは、本来ならルータAおよびルータCです。ここではルータDを共有ツリーのルートとして使用しているので、トラフィックはルータA、ルータB、ルータDを通過したあとルータCに到達しなければなりません。共有ツリーだけの環境を実装する場合、ネットワーク設計者はRPの配置を慎重に考慮する必要があります。

マルチキャスト 転送

ユニキャストルーティングでは、ネットワーク上でトラフィックは送信元から宛先ホストまで、単一のパスでルーティングされます。ユニキャストルータは、送信元アドレスについては考慮せず、宛先アドレスと、その宛先に向けてトラフィックをどのように転送するかだけを考慮します。ルータは宛先アドレスについてルーティングテーブルをスキャンしたあと、その宛先の方向にある適正なインターフェイスからユニキャストパケットを1コピーのみ転送します。

マルチキャスト転送では、送信元はマルチキャストグループアドレスに代表される任意のホストグループにトラフィックを送信します。マルチキャストルータは、どの方向がアップストリーム（送信元へ向かう）方向で、どの方向がダウンストリーム方向か（複数の場合もある）を判別しなければなりません。複数のダウンストリームパスがある場合、ルータはパケットを複製して、それを適切な（ユニキャストルートメトリックが最良の）ダウンストリームパスで転送します。すべてのパスが適切であるとは限りません。受信者に向かってではなく、送信元から遠ざかる方向へマルチキャストトラフィックを転送することを、Reverse Path Forwarding（RPF）といいます。RPFについて、次に説明します。

RPF

PIMはユニキャストルーティング情報を使用して、受信者から送信元へ向かうリバースパスを使用する配信ツリーを作成します。そのあと、マルチキャストルータはその配信パスで、送信元から受信者へパケットを転送します。RPFは、マルチキャスト転送における重要な概念です。RPFにより、ルータは配信ツリーを使用してマルチキャストトラフィックを正しく転送できます。RPFは既存のユニキャストルーティングテーブルを使用して、アップストリームおよびダウンストリームのネイバを判別します。アップストリームインターフェイスでマルチキャストパケットを受信した場合にのみ、ルータはパケットを転送します。このRPFチェックは、配信ツリーを確実にループフリーにするのに役立ちます。

RPFチェック

ルータにマルチキャストパケットが着信すると、ルータはそのパケットについてRPFチェックを実行します。このRPFチェックが成功すると、パケットが転送されます。そうでない場合、パケットは廃棄されます。

送信元ツリーを下へ向かって流れるトラフィックの場合、RPFチェック手順は次のように行われます。

1. ルータはユニキャストルーティングテーブルで送信元アドレスを調べ、そのパケットが着信したのが、送信元に逆戻りするパス上にあるインターフェイスかどうかを判別します。

2. 送信元に逆戻りするインターフェイスにパケットが着信した場合、RPFチェックは成功であり、パケットが転送されます。

3. ステップ2のRPFチェックに失敗した場合、パケットは廃棄されます。

図13に、RPFチェックに失敗する場合の例を示します。

図13：RPFチェックの失敗

図13では、送信元151.10.3.21からのマルチキャストパケットがシリアルインターフェイス0（S0）に着信しています。ユニキャストルートテーブルと照合した結果、S1は、このルータが151.10.3.21にユニキャストデータを転送する場合に使用するインターフェイスです。パケットはインターフェイスS0に着信したので、このパケットは廃棄されます。

図14 に、RPFチェックが成功する場合の例を示します。

図14：RPFチェックの成功

この例では、マルチキャストパケットはインターフェイスS1に着信しています。ルータはユニキャストルーティングテーブルを参照し、S1が適正なインターフェイスであることを確認します。RPFチェックは成功し、パケットが転送されます。

PIM

PIMは特定のIPルーティングプロトコルに依存せず、Enhanced Interior Gateway Routing Protocol（EIGRP）、Open Shortest Path First（OSPF）、Border Gateway Protocol（BGP）、スタティックルートなど、ユニキャストルーティングテーブルの書き込みに使用される、どのユニキャストルーティングプロトコルでも利用することができます。PIMはこのルーティング情報を使用して、マルチキャスト転送機能を実行します。PIMはマルチキャストルーティングプロトコルと呼ばれますが、実際には完全に独立したマルチキャストルーティングテーブルを作成するのではなく、ユニキャストルーティングテーブルを使用してPRFチェック機能を実行します。他のルーティングプロトコルとは異なり、PIMはルータ間でのルーティングアップデートの送受信を行いません。

PIMの転送モードについて、次に説明します。

PIM Dense （稠密）モード （PIM-DM）

PIM-DMは、プッシュモデルを使用してマルチキャストトラフィックをネットワークの隅々にまでフラッディングします。このプッシュモデルは、データを受信者に配信するための強引な方式です。この方式は、ある種の状況（ネットワークのあらゆるサブネットにアクティブな受信者がいる場合）では効率的です。

PIM-DMは最初に、ネットワーク全体にマルチキャストトラフィックをフラッディングします。ダウンストリームネイバのないルータは、不要なトラフィックをプルーニングします。このプロセスは3分おきに繰り返されます。

ルータはこのようなフラッディングおよびプルーニングメカニズムを通じてデータストリームを受信することにより、ステート情報を蓄積します。これらのデータストリームには送信元およびグループの情報が含まれているので、ダウンストリームルータがマルチキャスト転送テーブルを作成できます。PIM-DMでは送信元ツリー、すなわち（S, G）エントリしかサポートされないので、共有配信ツリーは作成できません。

PIM Sparse （希薄）モード （PIM-SM）

PIM-SMは、プルモデルを使用してマルチキャストトラフィックを配信します。明示的にデータを要求したアクティブな受信者が存在するネットワークセグメントだけが、トラフィックを受信します。

PIM-SMは、共有ツリーでデータパケットを転送することにより、アクティブな送信元に関する情報を配布します。PIM-SMは（少なくとも最初は）共有ツリーを使用するので、RPが不可欠になります。ネットワーク上で管理者がRPを設定している必要があります。

送信元がRPに登録したあと、共有ツリーを使用してデータが受信者まで転送されます。エッジルータは特定の送信元からRPを経由して共有ツリーでデータパケットを受信した時点で、その送信元について学習します。次にエッジルータは、その送信元に対してPIM（S, G）joinメッセージを送信します。リバースパス上の各ルータは、RPアドレスのユニキャストルーティングメトリックを、送信元アドレスのメトリックと比較します。送信元アドレスのメトリックの方が良い場合には、ルータは送信元に対してPIM（S, G）joinメッセージを転送します。RPのメトリックと同じ、またはRPのメトリックの方が良い場合には、RPと同じ方向にPIM（S, G）joinメッセージが送信されます。この場合、共有ツリーと送信元ツリーは一致しているとみなされます。

図15に、標準的なPIM-SM単方向共有ツリーを示します。送信元に最も近いルータがRPに登録し（図15のA）、送信元とRPの間の送信元ツリー（S, G）を作成します（図15のB）。RPから受信者に向かう共有ツリー（*, G）を使用して、データが転送されます。

図15：単方向共有ツリーと送信元ツリー

送信元と受信者の間で共有ツリーが最適なパスではない場合、ルータはダイナミックに送信元ツリーを作成し、共有ツリーでのトラフィック転送を停止します。この動作は、Cisco IOSソフトウェアのデフォルトの動作です。ネットワーク管理者はCisco IOSのip pim spt-threshold infinityコマンドを使用して、トラフィックを強制的に共有ツリーに置いておくことができます。

PIM-SMについては当初、RFC 2362『Protocol Independent Multicast-Sparse Mode (PIM-SM): Protocol Specification』に記述されていました。このRFCは改訂中であり、現在はドラフト形式です。ドラフトの仕様『Protocol Independent Multicast-Sparse Mode (PIM-SM): Protocol Specification (Revised)』は、IETFのWebサイト（http://www.ietf.org）で参照できます。

PIM-SMは、WANリンクを使用するネットワークも含めて、あらゆる規模のネットワークに対応するスケーラビリティがあります。明示的なjoinメカニズムにより、WANリンクからの不要なトラフィックのフラッディングを防止します。

双方向 PIM （Bidir-PIM）

双方向PIM（Bidir-PIM）は、個々のPIMドメイン内での効率的な多対多コミュニケーションのために設計された、PIMプロトコルの拡張機能です。双方向モードのマルチキャストグループは、送信元が多数になっても、ごくわずかにオーバーヘッドが増えるだけで任意の数に対応できるスケーラビリティがあります。

PIM SMモードで作成される共有ツリーは、単方向です。つまり、データストリームをRP（共有ツリーのルート）搬送するには、送信元ツリーを作成する必要があり、そこから分岐を経由して受信者まで転送できます。送信元のデータは、RPに向かって共有ツリーを上方向へ流れることはできません。これは双方向共有ツリーとみなされます。

双方向モードでは、グループのRPをルートとする双方向共有ツリーでのみ、トラフィックがルーティングされます。Bidir-PIMでは、RPのIPアドレスは、すべてのルータがこのIPアドレスをルートとするループフリーのスパニングツリートポロジーを確立するための重要な役割を果たします。このIPアドレスはルータアドレスである必要はなく、ネットワーク上でPIMドメイン内のどこからでも到達可能な空いている任意のアドレスを使用できます。

図16に、双方向共有ツリーを示します。送信元からのデータは、RPに向かって共有ツリー（*, G）を上方向に流れたあと、受信者に向かって共有ツリーを下方向に流れることができます。登録プロセスはないので、送信元ツリー（S, G）は作成されません。

図16：双方向共有ツリー

Bidir-PIMは、PIM-SMのメカニズムから派生したもので、共有ツリー動作に共通する点が多くあります。Bidir-PIMでも、共有ツリーのアップストリームにあるRPまで送信元トラフィックを無条件に転送する動作が行われますが、PIM-SMのような送信元の登録プロセスはありません。すべてのルータで（*, G）マルチキャストルーティングエントリだけに基づいてトラフィックを転送できるようにするには、このような変更が必要にして十分なものです。この機能では、送信元固有のステートは不要であり、任意の数の送信元に対応するスケーラビリティがもたらされます。

Bidir-PIMの最新の仕様については、IETFドラフト『Bi-directional Protocol Independent Multicast (BIDIR-PIM)』に記述されており、IETF Webサイト（http://www.ietf.org）で参照できます。

PGM

PGMは、複数の送信元から複数の受信者への整然とした重複のないマルチキャストデータ配信を必要とするアプリケーションのための、高信頼性マルチキャストトランスポートプロトコルです。PGMを使用する場合、マルチキャストグループの受信者は、送信および再送信によってすべてのデータパケットを確実に受信することができるか、または回復不可能なデータパケット損失を検知することができます。

高信頼性PGMトランスポートプロトコルは、送信元および受信者に実装します。送信元は発信データパケットの送信ウィンドウを維持し、否定応答（NAK）を受信した場合には個々のパケットを再送信します。ルータなどのネットワーク要素は、（データパケットがドロップされたときの）NAKの多発を抑え、再送信されたデータが必要なネットワークだけに効率よく転送されるように支援します。

PGMは、基本的な信頼性が要求されるマルチキャストアプリケーションのためのソリューションとして開発されました。PGMは、ベストエフェート型配信よりも優れているとはいえ、100%の信頼性があるわけではありません。PGMの仕様は、特定のネットワークレイヤに依存しません。シスコが実装したPGMルータアシスト機能は、PGM over IPをサポートしています。

PGMの最新の仕様は、RFC 3208『PGM Reliable Transport Protocol Specification』に記述されています。

注： IETFのWebサイト（http://www.ietf.org）で、すべてのRFCおよびIETFドラフトを参照できます。

ドメイン間マルチキャストプロトコル

ここでは、ドメイン間マルチキャストプロトコル（すなわち、マルチキャストドメイン同士の間で使用されるプロトコル）について説明します。これらのプロトコルは、Internet Service Provider（ISP;インターネットサービスプロバイダー）がインターネット上でマルチキャストトラフィックを転送する場合にも使用します。ここで説明するプロトコルは、次のとおりです。

MBGP

MBGPは、プロバイダーがマルチキャストRPFチェックを実行する際に使用するルートプレフィクスを区別するための手段を提供します。RPFチェックとは、マルチキャスト転送ツリーがたどるパスをルータが判別し、送信元から受信者へマルチキャストコンテンツを正しく配信するための基本的なメカニズムです。詳細については、この資料で前述した「RPF」を参照してください。

MBGPについては、RFC 2283『Multiprotocol Extensions for BGP-4』に記述されています。MBGPはBGPの拡張版なので、ルーティングをフィルタおよび制御するためのすべてのAS間ツール（たとえば、ルートマップなど）も含めて、プロバイダーおよびカスタマーがドメイン間ルーティング環境で必要とする管理メカニズムを含んでいます。したがって、内部BGP（iBGP）または外部BGP（eBGP）を利用しているネットワークでは、MBGPの使用によって、使い慣れたBGPのさまざまなポリシー制御手段を適用し、マルチキャストにおけるルーティングポリシー（および転送ポリシー）を指定することができます。

BGP4では、MP_REACH_NLRIおよびMP_UNREACH_NLRIの2つのパス属性が導入されています。これらの新しい属性によって、2種類のルーティング情報（1つはユニキャストルーティング用、もう1つはマルチキャストルーティング用）を簡単に伝達できます。マルチキャストルーティングに対応づけられたルートは、ドメイン間の境界でRPFチェックに使用されます。

MBGPの主な利点は、インターネットワークがユニキャストトポロジーとマルチキャストトポロジーの不一致をサポートできる点です。ユニキャストトポロジーとマルチキャストトポロジーが一致している場合、MBGPはそれぞれ異なるポリシーをサポートできます。Unicast Routing Information Base（U-RIB;ユニキャストルーティング情報ベース）およびMulticast Routing Information Base（M-RIB;マルチキャスト情報ベース）について、個別のBGPルーティングテーブルが維持されます。M-RIBは、ユニキャストルーティングテーブルから、マルチキャストポリシーを適用して引き出されます。RPFチェックおよびPIM転送イベントは、M-RIBの情報に基づいて実行されます。MBGPは、スケーラブルなポリシーベースのドメイン間ルーティングプロトコルを提供します。

MSDP

PIM-SMモデルでは、送信元または受信者に最も近いルータがRPに登録します。RPは、特定のグループの送信元および受信者をすべて認識しています。ネットワーク管理者が複数のRPを設定し、複数のPIM-SMドメインを作成する場合があります。その場合、各ドメインのRPは、他のドメインに存在する送信元について知ることができません。MSDPは、この問題を解決するための洗練された手段です。

MSDPはISP間のピアリングを目的として開発されました。各ISPが、競合するISPの維持するRPに頼って自社のカスタマーにサービスを提供することを望まなかったからです。MSDPを使用すると、各ISPがそれぞれ独自のローカルRPを使用しても、インターネット上でマルチキャストトラフィックを送受信することができます。

MSDPは、アクティブな送信元に関する情報のRP間での共有を可能にします。各RPは自身のローカルドメインに存在する受信者を認識しています。リモートドメインのRPがアクティブな送信元について知ると、RPはその情報を自身のローカル受信者に渡すことができます。その後、ドメイン間でマルチキャストデータを転送できるようになります。MSDPの特長は、ドメインごとに独立した、他のドメインに依存しないRPを維持できる点です。MSDPを使用すると、ネットワーク管理者はドメイン間で選択的にマルチキャストトラフィックを転送することができ、また、特定のグループまたは送信元をブロックすることもできます。マルチキャストドメイン間でのトラフィック転送には、PIM-SMが使用されます。

各ドメインのRPは、他のドメインのRP、または他のドメインに接続する境界ルータとのTCP接続を使用して、MSDPピアリングセッションを確立します。RPが自身のドメイン内にある新しいマルチキャスト送信元について（通常のPIM登録メカニズムを通じて）学習すると、RPは最初のデータパケットをSource-Active（SA）メッセージでカプセル化し、そのSAをすべてのMSDPピアに送信します。MSDPは修正版のRPFチェックを使用して、SAメッセージを転送すべきピアを判別します。この修正版のRPFチェックは、ホップ単位のメトリックではなく、ASレベルで行われます。各受信側のピアも同じ修正版のRPFチェックを使用してSAを転送します。最終的にインターネットワーク上（理論上、マルチキャストインターネット全体）のすべてのMSDPルータにSAが到達します。受信側のMSDPピアがRPであり、そのRPにSAのグループの（*, G）エントリがある場合（すなわち、該当する受信者が存在する場合）、RPはその送信元に関する（S, G）ステートを作成し、送信元へのSPTに加入します。カプセル化されたデータがカプセル化解除され、そのRPの共有ツリーを使用して転送されます。受信者の最終ホップルータがパケットを受信した時点で、その最終ホップルータも送信元へのSPTに加入できるようになります。MSDPスピーカーは定期的に、そのRP自身のドメイン内に存在するすべての送信元を含むSAを送信します。図17に、ドメインAの送信元とドメインEの受信者との間におけるデータの流れを示します。

図17：MSDPによる各ドメインのRP間での送信元情報の共有

Anycast RP

Anycast RPは、MSDPの有益な応用であり、マルチキャストsparseモードネットワークが単一のマルチキャストドメイン内で耐障害性および負荷分散機能を提供できるようにします。

ループバックインターフェイス上で、2つ以上のRPを同じIPアドレス（たとえば10.0.0.1）で設定します（図18を参照）。このループバックアドレスは、ホストアドレスとして（32ビットマスクを使用して）設定する必要があります。この10.0.0.1がローカルRPのIPアドレスであることを認識するように、すべてのダウンストリームルータを設定します。IPルーティングにより、それぞれの送信元および受信者にトポロジー的に最も近いRPが自動的に選択されます。送信元によっては1つのRPしか使用せず、また受信者によっては別のRPを使用している場合もあるので、MSDPによりRPがアクティブな送信元に関する情報を交換できるようにします。すべてのRPが互いにMSDPピアになるように設定されます。各RPは、他のRPのエリア内に存在するアクティブな送信元を認識するようになります。いずれかのRPに障害が発生すると、IPルーティングが収束し、いずれか1つのRPが2つのエリアのアクティブRPになります。

Anycast RPの詳細については、次のURLにあるシスコ技術資料「Anycast RP」を参照してください。http://www.cisco.com/univercd/cc/td/doc/cisintwk/intsolns/mcst_sol/anycast.htm

注：上記のAnycast RPの例では、RFC 1918『Address Allocation for Private Internets』に記載されているIPアドレスを使用しています。通常、これらのIPアドレスはドメイン間の境界でブロックされているので、他のISPからはアクセスできません。RPを他のドメインから到達可能にするには、有効なIPアドレスを使用する必要があります。

図18：Anycast RP

注： RPが使用されるのは、送信元と受信者の間で最初に接続を確立するときだけです。最終ホップルータがSPTに加入したあとは、RPは不要になります。

SSM

SSMは、1対多コミュニケーションにおける効率的なデータ配信メカニズムを提供するPIMプロトコルの拡張機能です。SSMを使用すると、受信側のクライアントがディレクトリサービスを通じて特定のマルチキャスト送信元について一度学習すれば、共有RPを使用するのではなく、直接その送信元からコンテンツを受信できるようになります。

SSMを使用する場合、MSDPにより他のPIMドメイン内のアクティブな送信元を検出する必要がありません。Webサーバなど、アプリケーションレベルでの帯域外サービスにより、送信元の検出を実行できます。さらに、RPも不要になります。

従来のマルチキャスト実装では、IPマルチキャストグループ全体にトラフィックが分散されるので、アプリケーションはIPマルチキャストグループアドレスに「加入」する必要があります。送信元および受信者の異なる2つのアプリケーションが同じIPマルチキャストグループアドレスを使用する場合、これら2つのアプリケーションの受信者は、両方のアプリケーションの送信者からトラフィックを受信することになります。受信者側では、適切にプログラミングされていれば、不要なトラフィックをフィルタできるとはいえ、この状況では不要なネットワークトラフィックが目につく程度にまで発生する可能性があります。

SSM対応のマルチキャストネットワークでは、受信者に最も近いルータが、特定のマルチキャスト送信元に対する受信側アプリケーションの加入要求を「認識」します。受信側アプリケーションは、IGMPv3のINCLUDEモードを使用して、特定の送信元への加入をシグナリングすることができます。INCLUDEモードについては、この資料で前述した「IGMPバージョン3」を参照してください。

この場合、マルチキャストルータはPIM-SMモードのように共通のRPに要求を送信するのではなく、送信元に直接、要求を送信できます。この時点で、送信元は最短パスを使用して受信者に直接データを送信できるようになります。SSMでは、マルチキャストトラフィックのルーティングはすべて送信元ツリーを使用して実行されます。共有ツリーは存在しないので、RPは不要です。

SSMでは特定の送信元を明示的に指定または除外できるので、ある程度のセキュリティがもたらされます。INCLUDEリストで明示的に指定されていないグループへの送信元からのトラフィックが、無関係の受信者に転送されることはありません。

SSMは、1対多タイプのアプリケーションに関連するIPマルチキャストアドレスの衝突という問題も解決します。SSMモードを実行しているルータは、完全な（S, G）アドレスに基づいてデータストリームをルーティングします。送信元がインターネット上で送信するIPアドレスが固有である場合には、この送信元からの（S, G）もすべて固有になります。

まとめ

この資料では、マルチキャストグループの概念、IPマルチキャストアドレス、レイヤ2マルチキャストアドレスなど、マルチキャストに関する一般的な事項について検証しました。次に、IGMP、CGMP、PIM、PGMといったドメイン内マルチキャストプロトコルおよび、MBGP、 MSDP、SSMといったドメイン間プロトコルについて検証しました。

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