ネイティブマルチキャストフロー – 任意の送信元のマルチキャストモデル

はじめに

このドキュメントでは、Any-Source Multicast(ASM)モデルのパケットフローについて説明します。

バックグラウンド情報

このドキュメントでは、ネイティブマルチキャストパケットフローの詳細なパケットフローと、その出力の分析について説明します。 コントロールプレーンとフォワーディングプレーンの詳細分析の出力とパケットフローについて説明します。

ASMは、受信側が送信側を認識していないモデルです。あらゆる送信元からのトラフィックを受信できることを意味します。受信者は、送信者がこのアドレス宛てのすべてのトラフィックを受信するためにサブスクライブするために使用するマルチキャストグループとInternet Group Management Protocol(IGMP)のみを認識します。

これについては、次のドキュメントで説明します。

1. Receiverがアクティブなときの動作

2. ソースがアクティブなときの動作

3. Rendezvous Point（RP；ランデブーポイント）でRegister（登録）を受信するとどうなりますか。

4. (S,G)がどのように形成されたのか。First Hop Router（FHR；ファーストホップルータ）まで。

5. 最初のマルチキャストストリームに使用されるパス。

6. 2つのストリームがラストホップルータ(LHR)で受信するとどうなりますか。

7. 共有ツリー上での最短パスツリー(SPT)の作成方法何が起こるか、そして切り替えが起こる理由を正確に説明します。 

Protocol Independent Multicast(PIM)は、マルチキャストツリーを作成するために、送信元と受信側の間のマルチキャストルーティングプロトコルとして使用されます。ASMでは、(*,G)マルチキャストエントリが使用されます。*は任意の送信元を表し、Gはトラフィックを受信するマルチキャストグループアドレスの受信者です。

ステップ 1：受信側がアクティブの場合、受信側はIGMPレポートメッセージを送信します

• 受信側の関心表現を受信すると、代表ルータ(DR)はそのマルチキャストグループのRPに向けてPIM Joinメッセージを送信します。
• この参加メッセージは、すべてのソースのグループGをそのグループに参加させるため、(*,G)参加と呼ばれます。
• (*,G) Joinは、グループのRPに向かってホップバイホップで移動し、通過する各ルータで、グループGのマルチキャストツリー状態がインスタンス化されます。

LHRは(*,G)エントリにCフラグがあるため、ラストホップルータと見なされます。これは、LHRがレシーバを直接接続していることを意味します(実際には、LHR自体がigmp join groupコマンドを使用しています)。

ステップ 2ソースがアクティブな場合

• DRが登録メッセージを送信する前に、一言で言えば、DRはmrouteテーブルを参照して、それがRPでないことを確認し、RP-Set情報を持っていることを確認する必要があります。また、すべてのチェックでは、DRとRPルータの間でPIMを有効にする必要があります。
• FHRトンネルとRPトンネルの両方に、ソフトウェアレベルのトンネルカプセル化とカプセル化解除が必要です。
• Register Messageは、Source GroupとSourceの存在に関する情報を提供します。
• カプセル化されたマルチキャストパケットが抽出され、RPは宛先アドレスに(*,G)状態が存在するかどうかを確認します。
• (*,G)状態がない場合、PIM Register-Stopがただちに返送されます。

ステップ 3フォームの共有ツリー

• DRが登録メッセージを送信する前に、一言で言えば、DRはmrouteテーブルを参照して、それがRPでないことを確認し、RP-Set情報を持っていることを確認する必要があります。また、すべてのチェックにおいて、DRとRPルータの間でPIMを有効にする必要があります
• FHRトンネルとRPトンネルの両方に、ソフトウェアレベルのトンネルカプセル化とカプセル化解除が必要です
• Register Messageは、情報Source Groupおよび存在（Sourceの場合）を提供します。
• カプセル化されたマルチキャストパケットが抽出され、RPは宛先アドレスに(*,G)状態が存在するかどうかを確認します。
• (*,G)状態がない場合、PIM Register-Stopがただちに返送されます。

ステップ4:(S、G)パケットがFHRに到達する

• RP(S,G)PIM JOINでのREGISTERメッセージの存在だけがFHRに伝達されます。フォワーディングステートを作成します。
• PIM JOIN後、マルチキャストトラフィックフローのハードウェア転送状態を作成するプロセスが完了します。
• (*,G)リスナーが存在する場合、RPはマルチキャスト送信元IPアドレスに向けてSPTの構築を開始します。ここでRPFチェックが実行され、PIM Joinの送信先となるアップストリームインターフェイスが検出されます。

ステップ 5マルチキャストパケットの最初のストリーム、共有ツリー経由で受信者に到達

• ルータがマルチキャストストリームを転送するのは、INC/RFPインターフェイスで受信した場合だけです。
• マルチキャストパケットの送信元アドレスがユニキャストRTと照合されます。
• 参加が送信された送信元の方向のインターフェイスとネクストホップマルチキャストルータを決定します。
• RPはSの送信元固有のツリーに参加する処理を行っています。データパケットは引き続きRPにカプセル化されます。SからのパケットもRPにネイティブで到着し始めると、RPはこれらのパケットのコピーを2つ受信することになります。
• この時点で、RPはこれらのパケットのカプセル化されたコピーの廃棄を開始し、DRがパケットを不必要にカプセル化することを防ぐためにREGISTER STOPメッセージをSのDRに送り返します。

• RPが送信元ツリーを介して送信元トラフィックを受信すると、ハードウェアのソースパスが確立されています。「T」フラグを設定すると、ツリーが構築されます。
• RPは送信元トラフィックの受信後に、REGISTER STOPを送信してFHRからRPへのトンネルを解体します。
• この登録プロセスを停止するために、RPはPIM登録停止メッセージを送信します 

ステップ 6LHRはSPTからトラフィックを受信し、共有ツリーにPruneメッセージを送信します

マルチキャストトラフィックのストリームを2つ受信すると、LHRはSPTからのトラフィックの受信を開始し、共有ツリーにpruneメッセージを送信します。

Jフラグは、それぞれの(*,G)状態がリーフルータによるSPTの切り替えであることを意味します。 

LHR番号

(10.0.12.1、239.1.1.1)、00:00:38/00:02:21、フラグ：LJT

  着信インターフェイス：FastEthernet0/0、RPF nbr 10.0.78.7

  Outgoing interface list:

    GigabitEthernet1/0、転送/スパース、00:00:38/00:02:21

通常、「F」フラグは、PIM DRルータで作成された状態に対して見られます。これは、RPに登録されたフローに対応するフォワーディングステートを示します。「F」フラグが引き続き表示される場合は、ルータがRPからPIM Register-Stopメッセージを受信できない可能性が高く、そのためにSPTに切り替えていない送信元があります。

更新履歴

改定	発行日	コメント
1.0	12-Jan-2018	初版