PIM-SM

1. PIM-SM • Definido en RFC 2367 (Protocol Independent Multicast-Sparse Mode (PIM-SM): Protocol Specification), Junio 1988. • Diseñado para operar eficientemente en áreas extensas con grupos dispersos. • Independiente del protocolo de ruteo unicast. • Implementado en routers Cisco. • Guia para implementaciones en plataformas UNIX: PIM-SM Implementation (draft), Enero 1997. • Arboles de distribucion compartidos unidireccionales con raíz en un RP. • Soporta conmutación a árboles por emisor. • Pertenencia explícita IP Multicast 1999 - grigotti@exa.unicen.edu.ar

2. Re3 RP R1 Rs1 R2 Re4 R4 R3 R5 Re2 Re1 PIM-SM: árbol compartido unicast unicast 1 -Rs1 envía datos encapsulados unicast al RP 2 -El RP distribuye los datagrams multicast a través del árbol compartido. 3 - Carga de RP debido a la desencapsulación. 4 -Re4 experimenta demora innecesaria. 5 -Re2 y Re1 no tienen los caminos más cortos desde S1. Ri: Router Intermedio Rei: Router con receptor local Rsi: Router con emisor local IP Multicast 1999 - grigotti@exa.unicen.edu.ar

3. PIM-SM: RP inicia árbol por emisor Re3 RP R1 Rs1 R2 Re4 R4 1 -El RP solicita el establecimiento de un árbol con raíz en Rs1. 2 -No se realiza encapsulación. 3 -Re4 recibe los datagrams sin que pasen por RP previamente. 4 -Re1 y Re2 no reciben por el camino más corto desde S1. 5 -R1 se poda del árbol de distribución compartido. R3 R5 Re2 Re1 Ri: Router Intermedio Rei: Router con receptor local RSi: Router con emisor local IP Multicast 1999 - grigotti@exa.unicen.edu.ar

4. PIM-SM: Re1 inicia árbol por emisor Re3 RP R1 Rs1 R2 Re4 R4 1 -Re1 inicia procedimientos y conmuta a árbol de camino más corto desde S1. 2 -Re1 (y Re2) reciben por el camino más corto 3 -Desde RP, se poda el árbol compartido a requerimiento de Re4 y Re5. R3 R5 Re2 Re1 Ri: Router Intermedio Rei: Router con receptor local Rsi: Router con emisor local IP Multicast 1999 - grigotti@exa.unicen.edu.ar

5. RP grupo G S1 a b c entrada iif oifs (*,G) a c, d d Receptor 1 • Arbol por emisor entrada iif oifs (*,G) a c, d (S1,G) b c, d Receptor 2 PIM-SM: Entradas • Arbol compartido • Poda de un emisor (S1) sobre el árbol compartido por parte de receptor2 entrada iif oifs (*,G) a c, d (S1,G) a c IP Multicast 1999 - grigotti@exa.unicen.edu.ar

6. a a Re3 RP b c a R1 b a Rs1 a R2 Re4 b a R4 b R3 a R5 b c a a Re2 Re1 PIM-SM: árbol compartido. Entradas Router entrada RPT SPT iif oifs RP (*,G) 1 - Enc a, b, c R1 (*,G) 1 - a b R2 (*,G) 1 - a b R4 (*,G) 1 - a b, c R5 (*,G) 1 - a b, c Re1 (*,G) 1 - a L Re2 (*,G) 1 - a L Re3 (*,G) 1 - a L Re4 (*,G) 1 - a L unicast unicast c Recorrido de un datagram generado por S1: RP Match (*,G) (iif: Enc, oif: a, b, c) R1 Match (*,G) (iif: a, oif: b) Ri: Router Intermedio Rei: Router con receptor local Rsi: Router con emisor local IP Multicast 1999 - grigotti@exa.unicen.edu.ar

7. a a b c a b a a b a b a b c a a PIM-SM: RP inicia árbol por emisor. Entradas Router entrada RPT SPT iif oifs RP (*,G) 1 - Enc a, b, c RP (S1,G) 0 1 c a, b R1 (*,G) 1 - a b R1 (S1,G) 0 1 c a, b R2 (*,G) 1 - a b R4 (*,G) 1 - a b, c R5 (*,G) 1 - a b, c Re1 (*,G) 1 - a L Re2 (*,G) 1 - a L Re3 (*,G) 1 - a L Re4 (*,G) 1 - a L Rs1 (S1,G) - 1 L a Re3 RP R1 c a Rs1 R2 Re4 R4 c R3 Recorrido de un datagram generado por S1: Rs1 Match (S1,G) (iif: L oif: a) R1 Match (S1,G) (iif: c, oif: b) RP Match (S1,G) (iif: c, oif:a, b) Re4 Match (*,G) (iif: a, oif: L) Recorrido de un datagram generado por Si: RP Match (*,G) (iif: Enc, oif: a, b, c) R1 Match (*,G) (iif: a, oif: b) R5 Re2 Re1 Ri: Router Intermedio Rei: Router con receptor local RSi: Router con emisor local IP Multicast 1999 - grigotti@exa.unicen.edu.ar

8. a a b c a b a a b a b a b c a a PIM-SM: Re1 inicia árbol por emisor. Entradas Router entrada RPT SPT iif oifs RP (*,G) 1 - Enc a, b, c RP (S1,G) 0 1 c a, b R1 (*,G) 1 - a b R1 (S1,G) 0 1 c a, b R2 (*,G) 1 - a b R3 (S1,G) 0 1 a b R4 (*,G) 1 - a b, c R4 (S1,G) 1 1 a c R5 (*,G) 1 - a b, c R5 (S1,G) 0 1 d b, c Re1 (*,G) 1 - a L Re1 (S1,G) - 1 a L Re2 (*,G) 1 - a L Re3 (*,G) 1 - a L Re4 (*,G) 1 - a L Rs1 (S1,G) - 1 L a, b Re3 RP R1 c a Rs1 b R2 Re4 R4 a c b R3 d R5 Re2 Re1 Ri: Router Intermedio Rei: Router con receptor local Rsi: Router con emisor local IP Multicast 1999 - grigotti@exa.unicen.edu.ar

9. Vers. PIM (4) Tipo (4) Reservado (8) Checksum (16) PIM-SM: Formato y tipos de PDUs de control • PDUs encapsuladas en IP (número de protocolo 103) • PDUS enviadas unicast (Register, Register-stop) o multicast (ALL-PIM-ROUTERS, 224.0.0.13) • Formato común: • Versión: 2 • Tipo: • HELLO (0): Determinan nodos PIM vecinos. • REGISTER (1): Envío de datos encapsulados al RP. • REGISTER-STOP (2): Fin de envío de datos encapsulados al RP. • JOIN/PRUNE (3): Construcción y mantenimiento de los árboles de distribución. • ASSERT (5): Determinan los designated forwarders en redes multiacceso. • BOOTSTRAP (4): Difusión de información relativa a RPs en un dominio. • CANDIDATE-RP-Advertisment (8): Difusión de información relativa a RPs en un dominio. • Reservado: No usado, ignorado en recepción • Checksum: complemento a uno de la suma de complementos a uno de los grupos de 16 bits de la PDU (excluye datos en Register) IP Multicast 1999 - grigotti@exa.unicen.edu.ar

10. Direccion Unicast (Variable) Flia Direcciones (8) Tipo codific. (8) PIM-SM: Formato codificado de direcciones Direcciones Unicast • Flia. Direcciones: • Tipo de dirección utilizada (p.ej. 1: IPv4; 2: IPv6; 6:IEEE 802, etc). • Asignados por IANA. • Tipo Codificación: • Codificación dentro de la familia de direcciones. • 0 reservado para la codificación nativa (p.ej., IPv4 32 bits). • Dirección Unicast: • Dirección a representar, codificada según familia y tipo de codificación IP Multicast 1999 - grigotti@exa.unicen.edu.ar

11. Flia Direcciones (8) Tipo codific. (8) Reservado (8) Long. Mascara (8) Direccion de Grupo Multicast (Variable) PIM-SM: Formato codificado de direcciones Direcciones Grupales • Reservado: • Enviado en 0. Ignorado en recepción • Longitud de Máscara: • Número de bits contiguos a izquierda usados como máscara • Por ejemplo, 32 bits para un grupo IPv4, 24 para un conjunto de 256 grupos contiguos • Dirección de Grupo Multicast: • Dirección del (los) grupos a representar, codificada según familia y tipo de codificación IP Multicast 1999 - grigotti@exa.unicen.edu.ar

12. Reserv (5) S (1) W (1) R (1) Flia Direcciones (8) Tipo codific. (8) Long. Mascara (8) Direccion Origen (Variable) PIM-SM: Formato codificado de direcciones Dirección Origen • S: (bit Sparse) • 1:SM . Para compatibilidad v1. • W: (bit WC) • Aplicación (Join o Prune). 1: (*,G) o (*,*.RP). 0: (S,G). • R: (bit RPT) • Camino por dónde enviar la información (S,G). 1: Hacia el RP, 0: hacia el S. • Longitud de Máscara: • Número de bits contiguos a izquierda usados como máscara • Por ejemplo, 32 bits para un único origen IPv4, 24 para un conjunto de 256 contiguos • Dirección Origen: • Dirección del (los) orígenes a representar, codificada según familia y tipo de codificación IP Multicast 1999 - grigotti@exa.unicen.edu.ar

13. Vers. PIM (4) Tipo (4) Reservado (8) Checksum (16) Tipo de opción (16) Longitud de opción (16) Valor de opción (variable) Tipo de opción (16) Longitud de opción (16) Valor de opción (variable) PIM-SM: Neighbor Discovery. Hello • Tipo de opción: Indica tipo de opción. • 1- Holdtime • 2 - 16: Reservadas. • Longitud de Opción: Longitud en bytes del campo valor de opción. • Valor de Opción: Campo de long. Variable. • Tipo de opción: 1 • Long. Opción: 2 • Valor de Opción: Holdtime IP Multicast 1999 - grigotti@exa.unicen.edu.ar

14. PIM-SM: Neighbor Discovery • Objetivo: Permitir que un router determine sus vecinos. • Envío de HELLOs • Envío periódico (Hello-Period). • Recepción de HELLOs • Creación o actualización de la entrada en la tabla. • Elección de DR en la interfaz (Dirección más alta). • DR: si recibe HELLO de nuevo neighbor, envío de tabla RP. • Timeout de una entrada • Eliminación de la entrada. • Elección de un nuevo DR. IP Multicast 1999 - grigotti@exa.unicen.edu.ar

15. RP RP RP Encapsulado a RP (REGISTER) JOIN/PRUNE hacia el RP DR DR DR R1 R2 R1 R2 R1 R2 HELLO Ignora Ignora H1 H2 H1 H2 H1 H2 Datagram multicast Join (report IGMP) Vinculos multiacceso: Designated Router • Designated Router • Envía Join/Prune en representación de los miembros directamente conectados • Encapsula y envía Registers en representación de emisores directamente conectados • Puede o no coincidir con el Designated Querier (IGMP) • En vínculos multiacceso, elegido vía Hello. • Puede ser reemplazado en su rol de enviar Join/Prunes (Designated Forwarder) IP Multicast 1999 - grigotti@exa.unicen.edu.ar

16. RP a b a b R1 R2 R3 a a b a H1 H2 R4 b Vinculos multiacceso: Supresión de join/prune • Supresión de envío de J/P • No es necesaria para el funcionamiento correcto del protocolo. • Evita sobrecargar la red local con Join/Prunes innecesarios. • Un router envía J/P periódicamente (Join/Prune_Period) en su iif (por entrada). • En el J/P envía un tiempo de validez de la entrada (J/P-Holdtime). • El router upstream elimina la interfaz (para él oif) luego de este tiempo. • Un router que recibe un J/P con Holdtime mayor o igual que su J/P_Holdtime por una iif deja de enviar J/P por un tiempo J/P_Supression. Router entrada iif oifs RP (*,G) Enc a R1 (*,G) a b R2 (*,G) a b R3 (*,G) a b R4 (*,G) a b 1- R3 envía J/P Ht=70 por iif a. 2- R1 recibe J/P y mantiene oif b por 70 seg. 3- R2 recibe J/P por iif a, Ht > Ht propio, desactiva envío J/P por J-S_Timer. 4- R4 recibe J/P por iif a, ignora Ht < Ht propio. Holdtime sobre las interfaces a la LAN R2 = 60 R3 = 70 R4 = 80 IP Multicast 1999 - grigotti@exa.unicen.edu.ar

17. RP Unicast a RP (*,G) S1 R2 (*,G) (S1,G) (* - S1,G) R4 R3 (*,G) (S1,G) (S1,G) (* - S1,G) (* - S1,G) R5 R6 (S1,G) (*,G) (S1,G) (*,G) R7 R8 (S1,G) (S1,G) Zona gris: datagrams duplicados (S1,G) Solución: DF para (S1,G) en LAN: R4 Implica entrada (S1,G)RTP=1 oif=NULL en R3 (*,G) Vinculos multiacceso: Designated Forwarder • Un router puede recibir datagrams duplicados para una entrada sobre una oif de la entrada en una LAN. • Se evita este overhead a través de un Designated Forwarder en la LAN. • Se elije el DF utilizando Asserts. • Ejemplo: Intersección del árbol compartido y uno específico por emisor en una LAN IP Multicast 1999 - grigotti@exa.unicen.edu.ar