ソリューション概要Cisco ASR 1000 シリーズ アグリゲーション サービス ルータにおける IP マルチキャストCisco® ASR 1000 シリーズ アグリゲーション サービス ルータを使用することで、企業およびサービス プロバイダーは、インストール、管理、保護、制御、および拡張が容易な高性能の IP マルチキャスト ネットワークを費用有効な方法で展開できます。このドキュメントでは、Cisco ASR 1000 シリーズ ルータにおけるマルチキャストの機能と利点の概要を説明します。読者には、シスコのマルチキャストの基本的な概念、および Cisco ASR 1000 シリーズ ルータ アーキテクチャについての知識が必要とされます。 課題企業およびサービス プロバイダーは、何年にもわたり、IP マルチキャストという帯域幅節約技術を使用してサービスを有効化してきました。新種のアプリケーションでマルチキャストを使用した高帯域幅および成果重視のサービスの展開が開始されると、ネットワーク内の IP マルチキャストの展開に関わる新しい課題が発生してきました。これらの新しい課題について説明する前に、企業およびサービス プロバイダーのネットワークにおける IP マルチキャストの展開シナリオを理解しておくことも重要です。 エンタープライズ ネットワークにおける IP マルチキャストIP マルチキャスト アプリケーションは、帯域幅を効果的に管理し、必要なときにネットワーク内のトラフィックを複製することでアプリケーション サーバの負荷を軽減する重要な通信プロトコルとして、企業の間で普及してきました。 IPTV：地域的に広く分散した従業員、顧客、およびパートナーに研修ビデオや企業のアナウンスメント メッセージを届けるために IPTV ブロードキャストを使用する企業の数は増え続けています。また、Cisco TelePresence など、高帯域幅の遅延の少ないテクノロジーを使用してブランチ オフィス間の効果的なコミュニケーションを促進するためにも、IP マルチキャストが使用されています。 金融アプリケーション：金融企業は、証券コード サービスを含めた金融データを取引フロアから顧客に効率的に配布するためにマルチキャストを使用しています。 IP マルチキャストを使用することで、企業はコンテンツおよびメディアをネットワーク内で効率的に配布できます（図 1）。 
図 1 Cisco ASR 1000 シリーズ ルータによるエンタープライズ ネットワークでの IP マルチキャストの展開 サービス プロバイダー ネットワークにおける IP マルチキャスト新しい収益機会を模索するサービス プロバイダーにとって、IP マルチキャストは収益を生む付加価値サービスの実現に役立ちます。 Multicast Virtual Private Network（MVPN; マルチキャスト バーチャル プライベート ネットワーク）：サービス プロバイダーは従来の VPN サービスから MPLS VPN サービスに移行しています。MPLS にはマルチキャストのネイティブ サポートがないため、Multiprotocol Label Switching VPN（MPLS VPN; マルチプロトコル ラベル スイッチング VPN）ネットワーク上で IP マルチキャストを有効化するためには、機能を別途提供する必要があります。 IP/TV：サービス プロバイダーは、IP マルチキャスト プロトコルを使用して効率的な配布を行えるように、主として 2 つのタイプの IP/TV サービスを提供しています。
図 2 サービス プロバイダーのネットワークにおける Cisco ASR 1000 シリーズ ルータによる IP/TV の展開 これらのサービスの展開が進むにつれて、収益を生む高帯域幅の成果重視のサービスのための IP マルチキャストの必要性から、次のような課題が発生します。
ソリューションCisco ASR 1000 シリーズ アグリゲーション サービス ルータは、シスコの既存の IP マルチキャスト機能の幅広さとスケールを活用して、現在および将来のネットワーク要件に対応します。 Cisco ASR 1000 シリーズ ルータのマルチキャスト機能Cisco ASR 1000 シリーズ ルータでは、Cisco IOS ソフトウェアの IP マルチキャスト機能を受け継ぐ、Cisco IOS® XE ソフトウェアが実行されます。Cisco IOS XE ソフトウェアに継承された Cisco IOS マルチキャスト機能の特徴をいくつか説明します。 Protocol Independent Multicast（PIM）：IP PIM は、マルチキャスト配布ツリーを構築する業界標準として認められています。多くの場合、システムは PIM から得た情報を使用して、階層的マルチキャスト ルーティング テーブル（ルーティング ツリー）のインストールおよび動的保守を行います。 次に、Cisco IOS ソフトウェアでサポートされる PIM プロトコルの主なバージョンを示します。これらはすべてコントロール プレーンのプロトコルです。
IP マルチキャスト Call Admission Control（CAC; コール アドミッション制御）：Cisco IOS XE ソフトウェアではリソースのオーバーサブスクリプションを制御するため、次のような各種のオプションを使用して、Cisco IOS ソフトウェアに IP マルチキャストの CAC を構成しています。
IPv6 マルチキャスト：IPv4 アドレス スペースの枯渇に対応して、Cisco IOS XE ソフトウェアでは、IPv6 用の PIMv2 および Multicast Listener Discovery（MLD）バージョン 1 および MLDv2 のサポートが追加されました。 
図 3 Cisco IOS XE ソフトウェアに継承される Cisco IOS ソフトウェアの IP マルチキャストの進化 Cisco ASR 1000 シリーズ ルータにおけるマルチキャストのハイアベイラビリティ（HA）アーキテクチャCisco ASR 1000 シリーズ ルータは、ハイアベイラビリティ（HA）の実現という面では、ハードウェアおよびソフトウェアの両方のコンポーネントの冗長性を提供するように設計されています。これらのコンポーネントはモジュラ性も提供するため、障害の隔離により、フェールオーバーまたはリスタート イベントの際にも、システムの他の部分は正常な動作を続行できます。 Cisco ASR 1000 シリーズ ルータの完全冗長構成の場合、コントロール プレーンとフォワーディング プレーンは物理的に分離されます。ASR 1000 シリーズ ルータのハイアベイラビリティを理解するためには、Cisco ASR 1000 シリーズ ルータの主なコンポーネントについて理解する必要があります。 Cisco ASR 1000 シリーズ ルータ システムの主なコンポーネントは以下のとおりです。
このハードウェア アーキテクチャは、Non Stop Forwarding（NSF）、Stateful Switch Over（SSO）、および In Service Software Upgrade（ISSU）など、Cisco IOS ソフトウェアから継承された機能と、Cisco IOS XE ソフトウェア独自の機能を使用して、ハイアベイラビリティを実現します。IP マルチキャストのハイアベイラビリティは、Cisco ASR 1000 シリーズ ルータ上で他のプロトコルの場合と同じように動作し、信頼性の高い Inter-Process Communication（IPC; プロセス間通信）トランスポートを使用して同期化が行われます。 ASR 1000 シリーズ ルータでは、ルーティング プレーン（RP）とフォワーディング プレーン（ESP）が物理的に分離されています。完全冗長の 6RU シャーシの場合、RP と ESP はアクティブ/スタンバイ モードで稼働します。フェールオーバーの際に、ハイアベイラビリティは以下のように機能します。
図 4 は、完全冗長構成の Cisco ASR1000 シリーズ ルータの内部の概要を示しています。 
図 4 Cisco ASR 1000 シリーズ ルータのマルチキャストのハイアベイラビリティの概要 4RU および ２RU のシャーシでは、単一の RP および ESP の物理的分離がサポートされます。これら 2 つのシャーシの場合、ハードウェア コンポーネントの冗長性はありませんが、Cisco IOS ソフトウェア プロセスの冗長性が提供されます。プライマリ Cisco IOS ソフトウェアに障害が発生した場合は、バックアップ イメージにシームレスに切り替わります。図 5 は、Cisco IOS ソフトウェア プロセスの冗長性を示しています。また、4RU および 2RU のシャーシでも、デュアル RP（6RU シャーシ）システムでサポートされるすべての NSF/SSO 機能がサポートされます。 
図 5 Cisco ASR 1000 シリーズ ルータの単一ルート プロセッサにおける冗長性 Cisco ASR 1000 シリーズ ルータのハイアベイラビリティの詳細については、http://www.cisco.com/jp/go/asr/ で、ハイアベイラビリティのホワイトペーパーを参照してください。 エンベデッド サービス プロセッサ（ESP）での効率的なマルチキャスト複製Cisco ASR 1000 シリーズ ルータでの IP マルチキャスト データ パケットの処理は、IP ユニキャスト データ パケットの場合と同じです。入力インターフェイスに到着したパケットは、SPA によって ESP に転送され、ここで処理されます。ただし、マルチキャスト パケットは ESP 内で複製されるため、ESP 内での処理は大きく異なります。Cisco ASR 1000 シリーズ ルータは、効率的な複製アルゴリズムを使用してパケットを複製します。 ESP では、次のような方法でマルチキャスト処理を効率化しています。
この効率的な複製により、IP マルチキャスト トラフィックの遅延およびジッタを最小限に抑えることができます。ESP は、システム全体の能力に負荷をかけることなく、マルチキャスト複製の効率的でスケーラブルなソリューションを提供します。図 6 は、ESP 内のマルチキャスト データの複製の様子を示しています。 
図 6 エンベデッド サービス プロセッサでのマルチキャスト複製のフロー Cisco QuantumFlow Processor の詳細については、http://www.cisco.com/jp/go/asr1000/ にアクセスし、CQP のホワイトペーパーを参照してください。 企業およびサービス プロバイダーのネットワークで Cisco ASR1000 シリーズ ルータを展開する利点企業およびサービス プロバイダーは Cisco ASR1000 シリーズ ルータを使用することで、以下の利点を実現し、サービスを効果的に提供できます。
結論Cisco ASR 1000 シリーズ ルータは、Cisco QuantumFlow Processor の利点を最大限に活用する先進的なミッドレンジ ルータです。この革新的なプラットフォームにより、次世代ネットワークに Cisco ASR 1000 シリーズを柔軟に展開できます。 Cisco ASR 1000 シリーズ ルータは、フィールドのファームウェアのアップグレード、ソフトウェアのアップグレード、および将来のハードウェア要件に対する細心の配慮により、投資の保護を提供します。シスコの製品をお使いいただくことで、お客様のネットワーク投資は、今日そして将来にわたり確実に保護されます。 Cisco ASR 1000 シリーズ ルータの詳細については、http://www.cisco.com/jp/go/asr/ をご覧ください。 Cisco IOS マルチキャスト テクノロジーの詳細については、http://www.cisco.com/web/JP/product/hs/ios/multicast/index.html をご覧ください。 |
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Cisco ASR 1000 シリーズ アグリゲーション サービス ルータにおける IP マルチキャスト