Il documento tratta dell'architettura e dei protocolli dell'IP multicast, evidenziando la tecnologia di trasmissione da una sorgente a più destinazioni. Viene approfondita la storia del multicast, i suoi indirizzi, le applicazioni in mbone e i protocolli IGMP. Infine, viene discorso il meccanismo di gestione dei gruppi multicast e delle relative elezioni dei router.

1. IP Multicast: architettura e
protocolli
- Taschin Antonio -

2. Taschin Antonio 2
Sommario
• Introduzione al multicast
• Routing interno
• Altri protocolli multicast
• Routing esterno

3. Introduzione al Multicast
•Cos’è il multicast
•Storia
•MBone
•Il Multicast nell’ISO/OSI
•Comandi

4. Taschin Antonio 4
Cos’è il multicast
La tecnologia multicast, è un processo che
trasmette le informazioni da una sorgente a più
destinazioni con un unico flusso di dati, invece di
usarne molteplici.
•Tante connessioni separate
quante sono le richieste
•Utilizzare il broadcast

5. Taschin Antonio 5
PRO CONTRO
Larghezza di banda
Carico del server
Carico della rete
Inaffidabilità della
consegna
Duplicazione di pacchetti
Congestioni di rete

6. Taschin Antonio 6
• Videoconferenze, video on demand
• Quotazioni in borsa, distribuzione di listini e cataloghi
in tempo reale
• Training, teledidattica
• Distribuzione di software
• Possibilità di sfruttare Internet per trasmissioni di tipo
televisivo
Scenari di applicazione

7. Taschin Antonio 7
Storia
• Stanford University primi anni 80
• Steve Deering e Vsystem
• Agosto 1989  RFC1112
• Dicembre 1991  “Multicast routing in a
Datagram Network”

8. Taschin Antonio 8
MBone
•Tunnel
rete virtuale sperimentale di router multicast,
costruita sopra la struttura standard di Internet
• mrouted  protocollo di routing DVMRP

9. Taschin Antonio 9
Storia di MBone
• Primi anni 90
• Darpa Testbed Network (DARTNet)
• MIT,SRI, ISI, BBN, varie università
• 1992 IETF meeting a San Diego

10. Taschin Antonio 10
Gli indirizzi multicast
224.0.0.0 – 239.255.255.255
Insieme di zero o più host identificato da un singolo
indirizzo IP di classe D

11. Taschin Antonio 11
…riassumendo
•Indirizzi IP Multicast
–Classe D — caratterizata dai 4 bit più alti (1110)=(224.0.0.0)
–Range da 224.0.0.0 a 239.255.255.255
•Well known addresses stabiliti dallo IANA
–Per usi riservati da 224.0.0.0 a 224.0.0.255
•224.0.0.1—all systems on subnet
•224.0.0.2—all routers on subnet
•224.0.0.13 – all PIM routers
•“http://www.iana.org/assignments/multicast-addresses ”
•Altri indirizzi utilizzati dinamicamente:
–Global scope: 224.0.1.0-238.255.255.255
–Limited Scope: 239.0.0.0-239.255.255.255
– Site-local scope: 239.255.0.0/16
– Organization-local scope: 239.192.0.0/16

12. Taschin Antonio 12
Le applicazioni in MBone
• Session Announcement
Protocol
• Session Description
Protocol
• Session Initiation Protocol
Sessione
Trasmissione di dati in MBone

13. Taschin Antonio 13
Session Announcement
Protocol (SAP)
• Per annunciare una sessione multicast e la sua descrizione
• Sessioni Gloobal Scope  224.2.127.254
• 224.2.128.0 – 224.2.255.255
• Sessioni Administrative Scope  indirizzo più alto
• Porta 9875

14. Taschin Antonio 14
Cancellazione di una sessione
• Explicit Timeout
• Implicit Timeout
• Explicit Deletion

15. Taschin Antonio 15
Tool di MBone
• SDR (Session Directory)
• VIC (Video Conferencing Tool)
• RAT e VAT (Robust e Visual Audio Tool)
• WB

16. Taschin Antonio 16
Livello 2: Multicast Ethernet
• Esempio:
• L’indirizzo AB-CD-EF-04-26-45
– la cifra AB (171 in notazione decimale) è dispari.
Indirizzo Ethernet 48bit  6 campi da 2 cifre esadecimali
L’indirizzo multicast viene riconosciuto dalla prima cifra
esadecimale dell’indirizzo.
•Pari  unicast
•Dispari  multicast

17. Taschin Antonio 17
…esempio
• L’indirizzo AB-CD-EF-04-26-45
– la cifra AB (10101011) è dispari.
• Livello 1:
• Ogni singolo byte viene trasferito autonomamente
• dal più significativo
• Ogni bit del byte viene trasferito dal meno significativo
il primo bit che esce dalla scheda di rete è un 1
mappare gli indirizzi della classe D con indirizzi
Ethernet che generino fisicamente un livello alto di
tensione all'inizio.

18. Taschin Antonio 18
01-00-5e-7f-00-0101-00-5e-7f-00-01
239.255.0.1239.255.0.1
32 Bits
23 Bits
24 Bits 24 Bits
48 Bits
Multicast su Ethernet (livello 2)
RFC1112  01-00-5E-00-00-00

19. Taschin Antonio 19
Indirizzo Multicast Ethernet
• HEX 01 00 5E - 23 bit -
• BIN 0000 0001 0000 0000 0101 1110 0xxx xxxx xxxx xxxx xxxx
xxxx
• | |
• Multicast Bit 0 = Internet Multicast

20. Taschin Antonio 20
Sovrapposizione di indirizzi
32 Bits
28 Bits
25 Bits 23 Bits
48 Bits
01-00-5e-7f-00-01
239.255.0.1
1110
5 Bits
Lost

21. Taschin Antonio 21
224.1.1.1
224.129.1.1
225.1.1.1
225.129.1.1
.
.
.
238.1.1.1
238.129.1.1
239.1.1.1
239.129.1.1
0x0100.5E01.0101
1 - Multicast MAC Address
32 – Indirizzi IP Multicast
Sovrapposizione di indirizzi

22. Taschin Antonio 22
224.0.0.x
224.129.0.x
225.0.0.x
225.129.0.x
.
.
.
238.0.0.x
238.129.0.x
239.0.0.x
239.129.0.x
0x0100.5E00.00xx
32 – Indirizzi IP Multicast
1 - Multicast MAC Address
Sovrapposizione di indirizzi

23. Taschin Antonio 23
Perché
• Primi anni 90 Steve Deering
• IEEE  16 consecutivi OUI
(Organizational Unique Identifier)

24. Taschin Antonio 24
Il concetto di Gruppo
1. Insieme di zero o più host identificato da un
indirizzo di classe D
2. Associarsi o Abbandonare
3. Non è statico ma dinamico
4. Non è necessario essere membri di un
gruppo per inviare dati a quel gruppo
5. Per ricevere i dati però bisogna essere
membri del gruppo

25. Taschin Antonio 25
Internet Group Management Protocol
IGMP
• IGMPv1  RFC1112 obsoleto
• IGMPv2  RFC2236 in uso
• IGMPv3  bozza

26. Taschin Antonio 26
Pachetto IGMPv1
•Version
•in questo campo viene specificata la versione dell’IGMP
•Type
esistono due tipi di messaggi IGMP:
•1 = Host Membership Query.
•2 = Host Membership Report.
•Unused
• 0 quando viene spedito
•Checksum
•Group Address

27. Taschin Antonio 27
IGMPv1
224.0.0.1 ALL-SYSTEMS.MCAST.NET
224.0.0.2 ALL-ROUTERS.MCAST.NET
• Membership Query
• Membership Report
• Leave Group

28. Taschin Antonio 28
224.1.1.1
Report
IGMPv1—Associarsi a un gruppo
• Per associarsi a un gruppo un PC manda un pacchetto IGMP
report all’indirizzo 224.1.1.1 con TTL 1
IGMPv1
H3H1 H2

29. Taschin Antonio 29
Membership Query
all’indirizzo 224.0.0.1
Multicast
Router
IGMPv1 — Membership Queries
• Periodicamente il router invia un pacchetto IGMP di Membership
Query all’indirizzo 224.0.0.1 per aggiornare la tabella dei gruppi
multicast attivi
IGMPv1
H3H1 H2

30. Taschin Antonio 30
IGMPv1
IGMPv1
#1#1 Router manda periodicamente la Membership Query
Query a
224.0.0.1 #1#1
#2#2 Solo un membro per gruppo invia il report
224.1.1.1
Report
#2#2
#3#3 Gli altri membri non inviano nulla
224.1.1.1
Soppresso
X
#3#3
224.1.1.1
Soppresso
X
#3#3
H1 H2 H3

31. Taschin Antonio 31
H3
• Il router invia periodicamente i pacchetti IGMP
Query a
224.0.0.1
• Il PC lascia il gruppo senza segnalarlo
H3
• Il router continua ad inviare le query periodiche
Query a
224.0.0.1
IGMPv1 — Abbandonare un gruppo
IGMPv1
H1 H2
• Il router non riceve nessun report per quel determinato gruppo
• Il gruppo va in time out

32. Taschin Antonio 32
IGMPv2
• RFC 2236
– group-specific query
•Il router si assicura che non ci sia più nessun
interessato al gruppo prima di cessare il forwarding di
quel traffico multicast
– Leave group message
•Gli host possono inviare questo messaggio per
abbandonare il gruppo

33. Taschin Antonio 33
IGMPv2
• Querier election mechanism
–Viene selezionato il router con l’indirizzo IP
minore.
• Query-interval response time
–Viene impostato il massimo tempo nel quale un
host può rispondere
• Compatibilità con IGMPv1

34. Pacchetto IGMPv2
Type
0x11 Membership Query: ci sono due sottotipi di messaggi:
•General Query: utilizzato per conoscere quali gruppo hanno
dei partecipanti in una particolare rete.
•Group-Specific Query: utilizzato per conoscere se un
particolare gruppo ha dei partecipanti in una particolare rete.
0x12 Membership Report usato per la compatibilità con la
versione 1.
0x16 Membership Report per la versione 2.
0x17 Leave Group: Abbandono del gruppo

35. Pacchetto IGMPv2
Max Response Time questo campo è significativo
solo nei messaggi di tipo Membership Query e specifica il
tempo massimo consentito prima di inviare un report di
risposta. Il tempo è misurato in unità da 1/10 di
secondo. Negli altri messaggi, questo campo, è settato a
zero da coloro che trasmettono e ignorato da chi riceve.

36. Taschin Antonio 36
224.1.1.1
Report
H1 H3
1.1.1.10 1.1.1.11 1.1.1.12
IGMPv2—Unirsi a un gruppo
• Il PC che sta per unirsi a un gruppo invia un
messaggio IGMP al gruppo di cui vuol far parte
H3H1 H2
1.1.1.1
router

37. Taschin Antonio 37
1.1.1.1
Stato IGMP nel router
router>show ip igmp group
IGMP Connected Group Membership
gruppo Address Interface Uptime Expires Last Reporter
224.1.1.1 Ethernet0 6d17h 00:02:31 1.1.1.11
IGMPv2—Unirsi a un gruppo
H1 H3
1.1.1.10 1.1.1.11 1.1.1.12
router
H3H1 H2

38. Taschin Antonio 38
IGMPv2—Querier Election
IGMPv2
1.1.1.11.1.1.2
H1 H2 H3
• Inizialmente tutti i router inviano una Query
Query Query
• Il router con il più basso indirizzo IP viene eletto querier
IGMP
Querier
• Gli altri router diventano “Non-Queries”
IGMP
Non-Querier
routerrouter_b
1.1.1.10 1.1.1.11 1.1.1.12

39. Taschin Antonio 39
router>show ip igmp interface e0
Ethernet0 is up, line protocol is up
Internet address is 1.1.1.1, subnet mask is 255.255.255.0
IGMP is enabled on interface
Current IGMP version is 2
CGMP is disabled on interface
IGMP query interval is 60 seconds
IGMP querier timeout is 120 seconds
IGMP max query response time is 10 seconds
Inbound IGMP access group is not set
Multicast routing is enabled on interface
Multicast TTL threshold is 0
Multicast designated router (DR) is 1.1.1.1 (this system)
IGMP querying router is 1.1.1.1 (this system)
Multicast groups joined: 224.0.1.40 224.2.127.254
Quale router?
IGMPv2—Querier Election

40. Taschin Antonio 40
IGMPv2—Mantenere un gruppo
• Il router invia le query periodiche
Query1.1.1.1
IGMPv2
1.1.1.10 1.1.1.11 1.1.1.12
• Solo un unico membro per gruppo risponde
con un report
224.1.1.1
Report
• Gli altri membri sopprimono l’invio del report
224.1.1.1
Suppressed
X
224.1.1.1
Suppressed
X
H1 H2 H3

41. Taschin Antonio 41
IGMPv2—Abbandonare un
gruppo
router>sh ip igmp group
IGMP Connected Group Membership
Group Address Interface Uptime Expires Last Reporter
224.1.1.1 Ethernet0 6d17h 00:02:31 1.1.1.11
1.1.1.1
H1 H2 H3
1.1.1.10 1.1.1.11 1.1.1.12
router
Stato IGMP nel router

42. Taschin Antonio 42
IGMPv2—Abbandonare un
gruppo
• H2 lascia il gruppo ed invia un Leave
message
1.1.1.1
H1 H2 H3
1.1.1.10 1.1.1.11 1.1.1.12
H2
Leave Msg
224.0.0.2
224.1.1.1
#1#1
• Il router invia il solito Group specific query
Group Specific
Query to 224.1.1.1
#2#2
• Uno dei membri rimasti risponde
Report a
224.1.1.1
224.1.1.1
#3#3
• Il gruppo resta attivo
router

43. Taschin Antonio 43
IGMPv2—Abbandonare un
gruppo
router>sh ip igmp group
IGMP Connected Group Membership
Group Address Interface Uptime Expires Last Reporter
224.1.1.1 Ethernet0 6d17h 00:01:47 1.1.1.12
1.1.1.1
H1 H2 H3
1.1.1.10 1.1.1.11 1.1.1.12
router
Stato IGMP nel router

44. Taschin Antonio 44
IGMPv2—Abbandonare un
gruppo
• L’ultimo membro rimasto invia un Leave message
1.1.1.1
H1 H3
1.1.1.10 1.1.1.11 1.1.1.12
H3
Leave M
224.0.0.2
224.1.1.1
#1#1
• Il router invia il solito Group specific query
Group Specific
Query to 224.1.1.1
#2#2
• Il router non riceve nessun report
• Il gruppo va in time out
router
H2

45. Taschin Antonio 45
IGMPv2—Abbandonare un
gruppo
router>sh ip igmp group
IGMP Connected Group Membership
Group Address Interface Uptime Expires Last Reporter
1.1.1.1
H1 H2 H3
1.1.1.10 1.1.1.11 1.1.1.12
router
Stato IGMP nel router

46. Taschin Antonio 46
Comandi
ip multicast-routing
clear ip igmp group
clear ip sdr
ip igmp access-group
ip igmp helper-address
ip igmp join-group
ip igmp query-interval
ip igmp query-max-response-time
ip igmp query-timeout
ip igmp static-group
ip igmp version
ip multicast cache-headers
ip multicast rate-limit
ip multicast ttl-threshold
ip sdr cache-timeout
ip sdr listen
mrinfo
mstat
mtrace
show ip igmp groups
show ip igmp interface
show ip sdr

47. Taschin Antonio 47
In dettaglio
• ip multicast-routing
– Default: Disabled
– Command Mode: Global
– Cisco IOS Release 10.0.
• ip multicast ttl-threshold <ttl>
– Default: 0
– Command Mode: Interface
– Cisco IOS Release 11.0.

48. Taschin Antonio 48
In dettaglio
• ip multicast rate-limit {in | out} [video | whiteboard] [group-list
access-list] [source-list access-list] kbps
– Default: NC
– Command Mode: Interface
– Cisco IOS Release 11.0.
• ip igmp access-group <access-list-number> <version>
– Default: tutti i gruppi sono permessi
– Command Mode: Interface
– Cisco IOS Release 10.0.

49. Taschin Antonio 49
In dettaglio
• ip igmp join-group <group-address>
• ip igmp query-interval <seconds>
• ip igmp query-max-response-time <seconds>
• ip igmp query-timeout <seconds>
• ip igmp static-group <group-address>

50. Taschin Antonio 50
In dettaglio
• ip sdr cache-timeout <minuti>
• ip sdr listen
• mrinfo
• mstat
• mtrace

51. Taschin Antonio 51
In dettaglio
• clear ip igmp group [group-name | group-address | type
number]
• clear ip sdr [group-address | "session-name"]
• show ip igmp groups [group-name | group-address |
type number]
• show ip igmp interface [type number]
• show ip sdr [group | "session-name" | detail]

52. Taschin Antonio 52
Routing Interno
• Principi di routing interno
• Protocolli di routing
• Comandi

53. Taschin Antonio 53
Inoltro e instradamento
• Inoltro (forwarding)
– consiste nel prendere il pacchetto, esaminarne
l’indirizzo di destinazione, consultare la tabella di
inoltro e inviare il pacchetto nella direzione stabilita e
memorizzata nella tabella
• Instradamento (routing)
– è il processo di costruzione della tabella di inoltro

54. Taschin Antonio 54
Principi di routing interno
• Alberi di distribuzione
–Basati sulla sorgente (S,G)
–Condivisi (*,G)
• Il multicast routing utilizza
–“Reverse path forwarding” per costruire l’albero di
distribuzione e arricurarsi che I pacchetti vengano inoltrati
nella interfaccia corretta.
• Viene utilizzato un algoritmo unicast
–È utilizzato per determinare il miglior percorso unicast dal
ricevente alla sorgente.

55. Taschin Antonio 55
Algoritmi di routing
• Flooding
• Spanning Tree
• Reverse Path Broadcasting
• Truncated Reverse Path Broadcasting
• Reverse Path Multicasting

56. Taschin Antonio 56
Reverse Path Forwarding (RPF)
Multicast Forwarding
• Come viene utilizzato RPF per costruire un albero di distribuozione?
–Gli alberi di distribuzione per il multicast vengono costruiti hop-by-hop,
determinando il miglior hop successivo seguendo il percorso verso la
sorgente con un algoritmo unicast.
– Dopo aver determinato l’hop successivo un Join o un Graft viene emesso
nell’interfaccia RPF. Così viene costruito l’albero: dal ricevitore alla
sorgente.
• Come funziona?
–Se il pacchetto arriva dall’interfaccia specificata da routing unicast per la
sorgente allora il check RPF ha successo.
–Altrimenti fallisce.

57. Taschin Antonio 57
Unicast Route TableUnicast Route Table
NetworkNetwork InterfaceInterface
151.10.0.0/16151.10.0.0/16 S1S1
198.14.32.0/24198.14.32.0/24 S0S0
204.1.16.0/24204.1.16.0/24 E0E0
E0
S1
S0
S2
Pacchetto multicast dall’indirizzo
151.10.3.21
Il pacchetto è arrivato dall’interfaccia
corretta. Ora viene forwardato in
tutte le altre interfaccie.
Multicast Forwarding

58. Taschin Antonio 58
Receiver 1
B
E
A D F
Indirizzo Sorgente 1.1.1.1
Gruppo 224.2.2.2
Notazione: (S, G) o (1.1.1.1 , 224.2.2.2) e
(1.1.2.1 , 224.2.2.2)
S = Sorgente
G = Gruppo
C
Receiver 2
Albero di distribuzione basato
sulla sorgente
Indirizzo
Sorgente
1.1.2.1

59. Taschin Antonio 59
Receiver 1
B
E
A D
(Shared Root)
F
C
Receiver 2
Indirizzo
Sorgente
1.1.2.1
Albero di distribuzione condiviso
Indirizzo Sorgente 1.1.1.1
Indirizzo Gruppo 224.2.2.2 Notazione: (*, G) or (* , 224.2.2.2)
* = Tute le sorgenti
G = gruppo

60. Taschin Antonio 60
Protocolli di routing
• Dense-mode
–Metodo Flood and prune
–Crea uno stato in ogni router per ogni sorgente
–Supportano solo SPT o SDT
• Sparse-mode
–Metodo del join espicito
–Supportano sia I SDT che I Shared-DT

61. Taschin Antonio 61
Protocolli di routing
Albero basato sulla
sorgente
Albero Condiviso
• Distance Vector
Multicast Routing Protocol
• Multicast Open Shortest
Path First
• Protocol Independent
Multicast – Dense Mode
• Core Based Tree
• Protocol Independent
Multicast - Sparse Mode

62. Taschin Antonio 62
DVMRP
• DVMRP
– Utilizza il RIP e TRPB
– Utilizza il metodo Flood and Prune
– Molto utilizzato nelle reti accademiche
– Costruisce un albero per ogni sorgente
– Largamente utilizzato in MBone

63. Taschin Antonio 63
I problemi del DVMRP
• DVMRP non può scalare alle dimesioni di Internet
• Distance vector-based routing protocol
– Update tabella di routing
• Un update ogni 60 secondi
– Dimensioni
• Molte informazioni memorizzate nella tabella di routing
– Stabilità
• Converge lentamente, count-to-infinity, etc.
• Non supporta gli albero condivisi

64. Taschin Antonio 64
Come funziona il DVMRP

65. Taschin Antonio 65
Come funziona il DVMRP

66. Taschin Antonio 66
MOSPF - RFC 1584
Multicast Extension to OSPF
• Estensione all’OSPF unicast
–OSPF: I router utilizzano del pacchetti aprticolari per capire le condiziojni
della rete
–MOSPF: Include le informazioni multicast negli annunci OSPF. Ogni router
ha un’immagine dell’intera topologia della rete
• Utilizza l’algoritmo di Dijkstra algorithm per calcolare
SPT.

67. Taschin Antonio 67
MOSPF
• Non fa flood di traffico multicast
• Protocollo dipendente — lavora solo nelle reti in cui
c’è l’OSPF.
• Problemi:
– L’algoritmo di Dijkstra viene eseguito per ogni coppia
(S,G).
– Non supporta gli alberi condivisi
• Non è appropriato per:
– Grandi reti con un grande numero di sernder e receiver.

68. Taschin Antonio 68
Il metodo Flood and Prune
Receiver 1
B
E
A D F
Sorgente
C
Receiver 2
No Receivers
RPF Fails (Normal)
1. Inizialmente viene fatto un fllod
2. Prune dove non c’e’ il gruppo
3. Prune i non SPT
4. Reflooding periodico
Utilizzo del SPT
Protocolli Dense Mode

69. Taschin Antonio 69
PIM Dense Mode
• Protocollo Independente
–Supporta la maggior parte dei protocolli
unicast: static, RIP, IGRP,
EIGRP, IS-IS, BGP, e OSPF
• Utilizza reverse path forwarding
• Adatto per...
–Piccole reti densamente popolate dal multicast

70. Taschin Antonio 70
PIM Dense Mode
• Vantaggi:
– Facile da configurare—due comandi
– Meccanismo di flood and prune molto semplice
– Facile da capire e facile debug
• Problemi...
– Non adatto per WAN
– Non supporta gli alberi condivisi

71. Taschin Antonio 71
Sorgente
Receiver 2
DD FF
II
BB
CC
AA
EE
GG
HH
Link
Data
Control
Esempio PIM Dense Mode
Receiver 1

72. Taschin Antonio 72
Inizialmente viene effetuato un flood
dei dati
Sorgente
Esempio PIM Dense Mode
IIEE
Receiver 1
DD FF
BBAA
GG
HH
Receiver 2

73. Taschin Antonio 73
Prune dei non Non-RPF
Sorgente
Prune
Receiver 1
Esempio PIM Dense Mode
DD FF
II
BB
CC
AA
EE
GG
HH
Receiver 2

74. Taschin Antonio 74
C e D devono decidire chi
forwarderà il flusso
Sorgente
Asserts
Receiver 1
DD FF
II
BB
CC
AA
EE
GG
HH
Esempio PIM Dense Mode
Receiver 2

75. Taschin Antonio 75
Prune di I
Prune di E ignorato
Sorgente
Prune
Receiver 1
Join Override
Prune
DD FF
II
BB
CC
AA
EE
GG
HH
Esempio PIM Dense Mode
Receiver 2

76. Taschin Antonio 76
Source
Graft
Receiver 3
Un nuovo Receiver,
I invia un Graft
DD FF
II
BB
CC
AA
EE
GG
HH
Esempio PIM Dense Mode
Receiver 1 Receiver 2

77. Taschin Antonio 77
Source
Receiver 3
Receiver 1
DD FF
II
BB
CC
AA
EE
GG
HH
Esempio PIM Dense Mode
Receiver 2

78. Taschin Antonio 78
PIM Sparse Mode
(RFC 2362)
• Supporta sia gli alberi condivisi che basati sulla sorgente
• Utilizza un Rendezvous Point (RP)
– Le sorgenti si registrano nell’RP e inviano il loro traffico attravero
l’RP
– Richiesta esplicita di ottenere il flusso multicast
– Indipendente dai protocolli unicast
– Ha posto le basi per il routing esterno (inter-domain)
• Adatto per…
– Per tutti I tipi di rete
– Ottimale per gruppi che hanno receiver su WAN differenti

79. Taschin Antonio 79
Meccanismo di Join Esplicito
Receiver 1
B
E
A
Rendezvous Point
(Shared Root)
F
Sorgente 1
C
Non Viewer
Non
ViewersD
1. Nessuno riceve il traffico di un gruppo senza un esplicito join
2. Utilizzo del Rendezvous
3. Nessun flood periodico
Utilizza gli alberi condivisi per
default. Ma può switchare
se necessario ai SPT.
Protocolli Sparse Mode

80. Taschin Antonio 80
B
E
A D
C
RP
Link
Data
Control
Esempio PIM Sparse Mode

81. Taschin Antonio 81
Receiver 1
BA D
Receiver 1 manda un Joins
per il gruppo G
C crea lo stato (*, G),
E manda il join al RP
RP
Join
EC
Esempio PIM Sparse Mode

82. Taschin Antonio 82
Receiver 1
BA RP D
RP crea lo stato (*, G)
EC
Esempio PIM Sparse Mode

83. Taschin Antonio 83
Receiver 1
BA RP D
Sorgente 1
Sorgente 1 invia il flusso e
A lo registra via unicast su
RP
Register
EC
Esempio PIM Sparse Mode

84. Taschin Antonio 84
Receiver 1
BA RP D
Rp manda un join a B per ottenere il
flusso nativo
Join Join
Sorgente 1
EC
Esempio PIM Sparse Mode

85. Taschin Antonio 85
Receiver 1
BA RP D
Register-Stop
Source 1
EC
Esempio PIM Sparse Mode

86. Taschin Antonio 86
Receiver 1
BA RP D
C invia un Join per il gruppo (S,
G) per unirsi al Shortest Path
Tree (SPT)
(S, G) Join
Source 1
EC
Esempio PIM Sparse Mode

87. Taschin Antonio 87
Receiver 1
BA RP D
C invia un msg di Prune fino al RP
RP invia un msg di prune fino alla
sorgente
(S, G) RP Prune
(S, G) Prune
Source 1
EC
Esempio PIM Sparse Mode

88. Taschin Antonio 88
Receiver 1
BA RP D
Nuovo receiver
Receiver 2
(*, G) Join
Source 1
EC
Esempio PIM Sparse Mode

89. Taschin Antonio 89
Receiver 1
BA RP D
C inserisce E nella OIF
Receiver 2
Source 1
EC
Esempio PIM Sparse Mode

90. Taschin Antonio 90
Receiver 1
BA RP D
Source 2 inizia a spedire
D invia il messagio di Register
RP inoltra I dati del msg
Receiver 2
Source 2
Register
Source 1
EC
Esempio PIM Sparse Mode

91. Taschin Antonio 91
Esempio PIM Sparse Mode
Receiver 1
BA RP D
RP invia un Join a D
Receiver 2
Register
Join Source 2
Source 1
EC

92. Taschin Antonio 92
Esempio PIM Sparse Mode
Receiver 1
BA RP D
RP invia Register-Stop
Receiver 2
Register-Stop
Source 2
Source 1
EC

93. Taschin Antonio 93
Esempio PIM Sparse Mode
Receiver 1
BA RP D
Sia l’albero condiviso che l’albero
basato sulla sorgente sono in uso
Receiver 2
Source 2
Source 1
EC

94. Taschin Antonio 94
Comandi
clear ip dvmrp route
clear ip mroute
clear ip pim auto-rp
ip dvmrp accept-filter
ip dvmrp auto-summary
ip dvmrp default-information
ip dvmrp metric
ip dvmrp metric-offset
ip dvmrp output-report-delay
ip dvmrp reject-non-pruners
ip dvmrp routehog-notification
ip dvmrp route-limit
ip dvmrp summary-address
ip pim
ip pim accept-rp
ip pim message-interval
ip pim minimum-vc-rate
ip pim multipoint-signalling
ip pim nbma-mode
ip pim neighbor-filter
ip pim query-interval
ip pim rp-address
ip pim rp-announce-filter
ip pim send-rp-announce
ip pim send-rp-discovery
ip pim spt-threshold

95. Taschin Antonio 95
Comandi
• show ip dvmrp route
• show ip mcache
• show ip mpacket
• show ip mroute
• show ip pim interface
• show ip pim neighbor
• show ip pim rp
• show ip pim vc
• show ip rpf
• show ip sdr

96. Taschin Antonio 96
In dettaglio
• ip pim {dense-mode | sparse-mode |
sparse-dense-mode}
• ip pim accept-rp {address | auto-rp}
[group-access-list-number]
• ip pim message-interval seconds

97. Taschin Antonio 97
In dettaglio
• ip pim query-interval seconds
• default 30
• ip pim rp-address ip-address [group-
access-list-number] [override]
• ip dvmrp unicast-routing

98. Taschin Antonio 98
In dettaglio
• ip mroute source mask [protocol as-
number] {rpf-address | type number}
[distance]
• Es: ip mroute 0.0.0.0 255.255.255.255
tunnel0
• ip mroute 171.69.0.0 255.255.0.0
171.68.10.13

99. Taschin Antonio 99
Admin-Scoping
– Esempio di una semplice scoped zone:
• 239.255.0.0/16 = Site-Local Scope Zone
• 239.192.0.0/10 = Org.-Local Scope Zone
• 224.0.1.0 - 238.255.255.255 = Global scope (Internet)
zone

100. Taschin Antonio 100
Admin-Scoping
Economia Ingegneria
Centro Stella
T1
S1
S0
RP Locale RP Locale
Internet
T1
S0
S0
RP Locale
Border B Border C
Border A
AS Border
S0

101. Taschin Antonio 101
Economia Ingegneria
Centro Stella
RP Locale RP Locale
Internet
RP Locale
Border B Border C
Border A
S0
Admin-Scoping
Router di
frontiera
periferici
Router di
frontiera
periferici
Router di frontiera
T1
S1
S0
T1
S0
S0

102. Taschin Antonio 102
T1
S1
S0
T1
S0
S0
Admin-Scoping
Economia Ingegneria
Centro Stella
RP Locale RP Locale
Internet
RP Locale
Border B Border C
Border A
AS Border
S0Interface Serial0
. . .
ip multicast ttl-threshold 16
ip multicast boundary 10
access-list 10 deny 239.255.0.0 0.0.255.255
access-list 10 permit any
Interface Serial0
. . .
ip multicast ttl-threshold 16
ip multicast boundary 10
access-list 10 deny 239.255.0.0 0.0.255.255
access-list 10 permit any

103. Taschin Antonio 103
Economia Ingegneria
Centro Stella
RP Locale RP Locale
To Internet
RP Locale
Border B Border C
Border A
AS Border
S0
Admin-Scoping
T1
S1
S0
T1
S0
S0
Interface Serial0
. . .
ip multicast ttl-threshold 16
ip multicast boundary 10
Interface Serial1
. . .
ip multicast ttl-threshold 16
ip multicast boundary 10
access-list 10 deny 239.255.0.0 0.0.255.255
access-list 10 permit any

104. Taschin Antonio 104
T1
S1
S0
T1
S0
S0
Admin-Scoping
Economia Ingegneria
Centro Stella
RP Locale RP Locale
To Internet
RP Locale
Border B Border C
Border A
AS Border
S0
interface Loopback0
ip address 192.168.10.2 255.255.255.255
ip pim send-rp-discovery scope 15
ip pim send-rp-announce Loopback0 scope 15 gruppo 20
access-list 20 permit 239.255.0.0 0.0.255.255

105. Taschin Antonio 105
T1
S1
S0
T1
S0
S0
Economia Ingegneria
Centro Stella
RP Locale RP Locale
To Internet
RP Locale
Border B Border C
Border A
AS Border
S0
Admin-Scoping
interface Loopback0
ip address 192.168.10.1 255.255.255.255
ip pim send-rp-discovery scope 15
ip pim send-rp-announce Loopback0 scope 15 gruppo 20
access-list 20 permit 239.255.0.0 0.0.255.255

106. Taschin Antonio 106
T1
S1
S0
T1
S0
S0
Economia Ingegneria
Centro Stella
RP Locale RP Locale
Internet
RP Locale
Border B Border C
Border A
AS Border
S0
Admin-Scoping
interface Loopback0
ip address 192.168.10.3 255.255.255.255
ip pim send-rp-discovery scope 15
ip pim send-rp-announce Loopback0 scope 15 gruppo 20
access-list 20 permit 239.255.0.0 0.0.255.255

107. Taschin Antonio 107
T1
S1
S0
T1
S0
S0
Economia Ingegneria
Centro Stella
RP Locale RP Locale
Internet
RP Locale
Border B Border C
Border A
AS Border
S0
Admin-Scoping
Interface Serial0
. . .
ip multicast ttl-threshold 128
ip multicast boundary 10
access-list 10 deny 239.0.0.0 0.0.0.255
access-list 10 permit any

108. Taschin Antonio 108
MSDP Concepts
• Works with PIM-SM only
– RP’s knows about all sources in a domain
• Sources cause a “PIM Register” to the RP
• Can tell RP’s in other domains of its sources
–Via MSDP SA (Source Active) messages
– RP’s know about receivers in a domain
• Receivers cause a “(*, G) Join” to the RP
• RP can join the source tree in the peer domain
–Via normal PIM (S, G) joins
–Only necessary if there are receivers for the gruppo

109. Taschin Antonio 109
MSDP Design Points
• MSDP peers talk via TCP connections
– UDP encapsulation option
• Source Active (SA) messages
– Peer-RPF forwarded to prevent loops
• RPF check on AS-PATH back to the peer RP
• If successful, flood SA message to other peers
• Stub sites accept all SA messages
– Since they have only one exit (e.g., default peer)
– MSDP speaker may cache SA messages
• Reduces join latency

110. Taschin Antonio 110
SA Message
192.1.1.1, 224.2.2.2
Domain C
Domain B
Domain D
Domain E
s
192.1.1.1, 224.2.2.2
SA
SA
SA SA
SA
SA
Source Active
Messages
SA
Domain A
SA Message
192.1.1.1, 224.2.2.2
r
Join (*, 224.2.2.2)
MSDP Peers
RP
RP
RP
RP
RP
MSDP Example

111. Taschin Antonio 111
Domain C
Domain B
Domain D
Domain E
s
Domain A
RP
RP
RP
RP
r
MSDP Peers
Join (S, 224.2.2.2)
MSDP Example
RP

112. Taschin Antonio 112
Domain C
Domain B
Domain D
Domain E
s
Domain A
RP
RP
RP
RP
r
MSDP Peers
Multicast Traffic
MSDP Example
RP

113. Taschin Antonio 113
Implementazione Cisco MSDP
– draft-ietf-msdp-spec-02.txt
• Multiple peer support
– Peer with BGP, MBGP, or static peers
• SA caching (off by default)
• Sending and receiving SA-requests
• Sending and receiving SA-responses

114. Taschin Antonio 114
Cisco MSDP Implementation
• SA input and output filtering
• SA-request input filtering
• Default peer support
– So a tail site can MSDP with a backbone provider without
requiring the two to BGP peer
• Triggered join support when creating an (S,G) learned
by MSDP
• Mesh gruppos
– Reduces RPF-flooding of SA messages between fully
meshed MSDP peers

115. Taschin Antonio 115
MSDP Configuration
• Configure peers
ip msdp peer <ip-address> [connect-source <i/f>]
• Configure default peer
ip msdp default-peer <ip-address> [prefix-list acl]
• SA caching
ip msdp cache-sa-state [list <acl>]
• Mesh gruppos
ip msdp mesh-gruppo <name> <ip-address>

116. Taschin Antonio 116
MSDP Configuration (Cont.)
• Filtering
– Can filter SA in/out, gruppos, with
acls or route-maps
• TTL Scoping
ip msdp ttl-threshold <ip-address> <ttl>
• For more configuration commands see:
– ftp://ftpeng.cisco.com/ipmulticast/
msdp-commands

117. Taschin Antonio 117
Architettura per l’allocazione
degli indirizzi

118. Taschin Antonio 118
FINE
ataschin@unive.it
ataschin@dsi.unive.it