Ejemplos: configuración de la transferencia PIM RPT y SPT

En un árbol compartido, la raíz del árbol de distribución es un enrutador, no un host, y se encuentra en algún lugar del núcleo de la red. En el protocolo de enrutamiento de multidifusión de modo disperso primario, el modo disperso de multidifusión independiente del protocolo (PIM SM), el enrutador central en la raíz del árbol compartido es el punto de encuentro (RP). Los paquetes de la fuente ascendente y los mensajes de unión de los enrutadores descendentes se "encuentran" en este enrutador central.

En el modelo RP, otros enrutadores no necesitan conocer las direcciones de los orígenes para cada grupo de multidifusión. Todo lo que necesitan saber es la dirección IP del enrutador RP. El enrutador RP detecta los orígenes de todos los grupos de multidifusión.

El modelo RP desplaza la carga de encontrar fuentes de contenido de multidifusión de cada enrutador (la notación (S,G)) a la red (la notación (*,G) solo conoce el RP). La forma exacta en que el RP encuentra la dirección IP de unidifusión de la fuente varía, pero debe haber algún método para determinar la fuente adecuada para el contenido de multidifusión para un grupo determinado.

Considere un conjunto de enrutadores de multidifusión sin ningún tráfico de multidifusión activo para un grupo determinado. Cuando un enrutador se entera de que un receptor interesado para ese grupo se encuentra en una de sus subredes conectadas directamente, el enrutador intenta unir el árbol de distribución de ese grupo al RP, no al origen real del contenido.

Para unirse al árbol compartido, o () como se le llama en el modo disperso PIM, el enrutador debe hacer lo siguiente:

• Determine la dirección IP del RP para ese grupo. Determinar la dirección puede ser tan simple como una configuración estática en el enrutador, o tan complejo como un conjunto de protocolos anidados.

• Cree el árbol compartido para ese grupo. El enrutador ejecuta una comprobación RPF en la dirección RP en su tabla de enrutamiento, lo que produce la interfaz más cercana al RP. El enrutador ahora detecta que los paquetes de multidifusión de este RP para este grupo deben fluir hacia el enrutador en esta interfaz RPF.

• Envíe un mensaje de unión en esta interfaz utilizando el protocolo de multidifusión adecuado (probablemente modo disperso PIM) para informar al enrutador ascendente de que desea unirse al árbol compartido para ese grupo. Este mensaje es un mensaje de unión (*,G) porque no se conoce S. Sólo se conoce el RP, y el RP no es realmente el origen de los paquetes de multidifusión. El enrutador que recibe el mensaje de unión (*,G) agrega la interfaz en la que se recibió el mensaje a su lista de interfaces salientes (OIL) para el grupo y también realiza una comprobación RPF en la dirección RP. A continuación, el enrutador ascendente envía un mensaje de unión (*,G) desde la interfaz RPF hacia el origen, informando al enrutador ascendente de que también desea unirse al grupo.

Cada enrutador ascendente repite este proceso, propagando mensajes de unión desde la interfaz RPF, construyendo el árbol compartido a medida que avanza. El proceso se detiene cuando el mensaje de unión llega a uno de los siguientes:

• El RP del grupo al que se va a unir

• Un enrutador a lo largo de la RPT que ya tiene un estado de reenvío de multidifusión para el grupo al que se va a unir

En cualquier caso, se crea la rama y los paquetes pueden fluir del origen al RP y del RP al receptor. Tenga en cuenta que no hay garantía de que el árbol compartido (RPT) sea el árbol de ruta más corto hacia el origen. Lo más probable es que no lo sea. Sin embargo, hay formas de "migrar" un árbol compartido a un SPT una vez que comienza el flujo de paquetes. En otras palabras, el estado de reenvío puede pasar de (*,G) a (S,G). La formación de ambos tipos de árbol depende en gran medida del funcionamiento de la comprobación RPF y de la tabla RPF. Para obtener más información acerca de la tabla RPF, vea Descripción del reenvío de ruta inversa de multidifusión.

El RPT es la ruta entre el RP y los receptores (hosts) en un grupo de multidifusión (consulte la figura 1). El RPT se construye por medio de un mensaje de unión PIM desde el DR de un receptor:

1. Un receptor envía una solicitud para unirse al grupo (G) en un informe de pertenencia de host del Protocolo de administración de grupos de Internet (IGMP). Un enrutador de modo disperso PIM, el DR del receptor, recibe el informe en una subred conectada directamente y crea una rama RPT para el grupo de multidifusión de interés.

2. El DR del receptor envía un mensaje de unión PIM a su vecino RPF, la dirección del próximo salto en la tabla RPF o la tabla de enrutamiento de unidifusión.

3. El mensaje de unión PIM viaja por el árbol y se multidifusión al grupo ALL-PIM-ROUTERS (224.0.0.13). Cada enrutador del árbol encuentra su vecino RPF mediante la tabla RPF o la tabla de enrutamiento de unidifusión. Esto se hace hasta que el mensaje llega al RP y forma el RPT. Los enrutadores a lo largo de la ruta configuran el estado de reenvío de multidifusión para reenviar el tráfico de multidifusión solicitado de vuelta por la RPT al receptor.

Figura 1: Creación de un RPT entre el RP y el receptor

El RPT es un árbol unidireccional que permite que el tráfico fluya desde el RP al receptor en una dirección. Para que el tráfico de multidifusión llegue al receptor desde el origen, es necesario construir otra rama del árbol de distribución, denominada árbol de ruta más corta, desde el DR del origen hasta el RP.

El árbol de ruta más corta se crea de la siguiente manera:

1. La fuente se activa y envía paquetes de multidifusión a la LAN a la que está conectada. El DR del origen recibe los paquetes y los encapsula en un mensaje de registro PIM, que envía al enrutador RP (consulte la figura 2).

2. Cuando el enrutador RP recibe el mensaje de registro PIM del origen, envía un mensaje de unión PIM al origen.

   Figura 2: Mensaje de registro PIM y mensaje de unión PIM intercambiados

3. El DR del origen recibe el mensaje de unión PIM y comienza a enviar tráfico por el SPT hacia el enrutador RP (consulte la figura 3).

4. Una vez que el enrutador RP recibe tráfico, envía un mensaje de detención de registro al DR del origen para detener el proceso de registro.

   Figura 3: Tráfico enviado desde el origen al enrutador RP

5. El enrutador RP envía el tráfico de multidifusión por la RPT hacia el receptor (consulte la figura 4).

   Figura 4: Tráfico enviado desde el enrutador RP hacia el receptor

El árbol de distribución utilizado para la multidifusión está enraizado en el origen y también es el árbol de ruta más corta (SPT). Considere un conjunto de enrutadores de multidifusión sin tráfico de multidifusión activo para un grupo determinado (es decir, que no tienen ningún estado de reenvío de multidifusión para ese grupo). Cuando un enrutador se entera de que un receptor interesado para ese grupo se encuentra en una de sus subredes conectadas directamente, el enrutador intenta unirse al árbol para ese grupo.

Para unirse al árbol de distribución, el enrutador determina la dirección IP de unidifusión del origen para ese grupo. Esta dirección puede ser una simple configuración estática en el enrutador o tan compleja como un conjunto de protocolos.

Para crear el SPT para ese grupo, el enrutador ejecuta una comprobación de reenvío de ruta inversa (RPF) en la dirección de origen en su tabla de enrutamiento. La comprobación RPF produce la interfaz más cercana al origen, que es donde los paquetes de multidifusión de este origen para este grupo deben fluir hacia el enrutador.

A continuación, el enrutador envía un mensaje de unión en esta interfaz utilizando el protocolo de multidifusión adecuado para informar al enrutador ascendente de que desea unirse al árbol de distribución para ese grupo. Este mensaje es un mensaje de unión (S,G) porque se conocen tanto S como G. El enrutador que recibe el mensaje de unión (S,G) agrega la interfaz en la que se recibió el mensaje a su lista de interfaces de salida (OIL) para el grupo y también realiza una comprobación RPF en la dirección de origen. A continuación, el enrutador ascendente envía un mensaje de unión (S,G) en la interfaz RPF hacia el origen, informando al enrutador ascendente de que también desea unirse al grupo.

Cada enrutador ascendente repite este proceso, propagando uniones en la interfaz RPF, construyendo el SPT a medida que avanza. El proceso se detiene cuando el mensaje de unión realiza una de estas dos acciones:

• Llega al enrutador conectado directamente al host que es el origen.

• Llega a un enrutador que ya tiene estado de reenvío de multidifusión para este par de grupo de origen.

En cualquier caso, se crea la sucursal, cada uno de los enrutadores tiene un estado de reenvío de multidifusión para el par de grupo de origen y los paquetes pueden fluir por el árbol de distribución desde el origen hasta el receptor. La comprobación del RPF en cada enrutador asegura que el árbol sea un SPT.

Los SPT son siempre el camino más corto, pero no son necesariamente cortos. Es decir, las fuentes y los receptores tienden a estar en la periferia de una red de enrutador, no en la red troncal, y los árboles de distribución de multidifusión tienden a extenderse en casi todos los enrutadores de la red. Dado que el tráfico de multidifusión puede abrumar a una interfaz lenta, y un paquete puede convertirse fácilmente en cien o mil en el lado opuesto de la red troncal, tiene sentido proporcionar un árbol compartido como árbol de distribución para que el origen de multidifusión se pueda ubicar de forma más centralizada en la red, en la red troncal. Este intercambio de árboles de distribución con raíces en la red central se logra mediante un punto de encuentro de multidifusión. Para obtener más información acerca de los RP, consulte Descripción de los puntos de encuentro de multidifusión, los árboles compartidos y los árboles de puntos de encuentro.

En lugar de seguir utilizando el SPT para el RP y el RPT para el receptor, se crea un SPT directo entre el origen y el receptor de la siguiente manera:

1. Una vez que el DR del receptor recibe el primer paquete de multidifusión del origen, el DR envía un mensaje de unión PIM a su vecino RPF (consulte la figura 5).

2. El DR del origen recibe el mensaje de unión PIM y se crea un estado adicional (S,G) para formar el SPT.

3. Los paquetes de multidifusión de esa fuente en particular comienzan a provenir de la DR de la fuente y fluyen por el nuevo SPT hasta la DR del receptor. El DR del receptor ahora recibe dos copias de cada paquete de multidifusión enviado por la fuente: una del RPT y otra del nuevo SPT.

   Figura 5: Receiver DR envía un mensaje de unión PIM al origen

4. Para detener paquetes de multidifusión duplicados, el DR del receptor envía un mensaje de poda PIM hacia el enrutador RP, haciéndole saber que los paquetes de multidifusión de esta fuente en particular procedentes del RPT ya no son necesarios (consulte la figura 6).

   Figura 6: El mensaje PIM Poda se envía desde la DR del receptor hacia el enrutador RP

5. El mensaje de poda PIM es recibido por el enrutador RP y deja de enviar paquetes de multidifusión al DR del receptor. El DR del receptor obtiene paquetes de multidifusión solo para esta fuente en particular a través del nuevo SPT. Sin embargo, los paquetes de multidifusión del origen siguen llegando desde la DR de la fuente hacia el enrutador RP (consulte la figura 7).

   Figura 7: El enrutador RP recibe un mensaje de poda de PIM

6. Para detener los paquetes de multidifusión innecesarios de esta fuente en particular, el enrutador RP envía un mensaje de poda PIM a la DR de la fuente (consulte la figura 8).

   Figura 8: El enrutador RP envía un mensaje de ciruela PIM al DR de origen

7. El DR del receptor ahora recibe paquetes de multidifusión solo para la fuente concreta del SPT (consulte la figura 9).

   Figura 9: DR de la fuente deja de enviar paquetes de multidifusión duplicados hacia el enrutador RP

En algunos casos, el enrutador de último salto debe permanecer en el árbol compartido del RP y no hacer la transición a un SPT directo al origen. Es posible que no desee que el enrutador de último salto haga la transición cuando, por ejemplo, una secuencia de multidifusión de bajo ancho de banda se reenvía desde el RP a un enrutador de último salto. Todos los enrutadores entre el último salto y el origen deben mantener y actualizar el estado SPT. Esto puede convertirse en una actividad que requiere muchos recursos y que no aumenta en gran medida la eficiencia de la red para un par concreto de direcciones de grupo de multidifusión y de origen.

En estos casos, se configura una directiva de umbral de SPT en el enrutador de último salto para controlar la transición a un SPT directo. Un umbral de transferencia de SPT de infinito aplicado a un par de direcciones de grupo de origen significa que el enrutador de último salto nunca hará la transición a un SPT directo. Para todos los demás pares de direcciones de grupo de origen, el enrutador de último salto pasa inmediatamente a un SPT directo rooteado en el DR de origen.

En este ejemplo se muestra cómo configurar el período de tiempo de espera para un reenviador de aserción PIM.

En este ejemplo se muestra cómo aplicar una directiva que suprime la transición del árbol de puntos de encuentro (RPT) enraizado en el RP al árbol de ruta más corta (SPT) enraizado en el origen.