Протокол рiм

Протокол РIМ (Protocol-Independent Multicast, групповая маршрутизация, неза­висящая от протокола) был разработан комитетом IETF. Протокол Р1М пол­ностью не зависит от протоколов маршрутизации, использующих обычную схему адресации. Для ведения таблицы маршрутизации и быстрой адаптации к изменениям сетевой топологии используется один из протоколов маршрутиза­ции, относящихся к классу IGP (RIP, NSLP, OSPF и т. д.) или EGP. Протокол Р1М поддерживает два режима работы — Dense Mode (PIM-DM) и Sparse Mode (PIM-SM). Режим PIM-DM применяется при:

• небольшом расстоянии между отправителем и получателями группового трафика;

• небольшом количестве отправителей и большом количестве получателей;

• большом объеме группового трафика;

• постоянном потоке группового трафика.

Протокол Р1М в режиме DM подобен протоколу DVMRP: для построения деревьев доставки оба протокола используют алгоритм RPM. Основное разли­чие между ними заключается в том, что PIM-DM полагается на один из прото­колов маршрутизации класса IGP (или EGP).

В отличие от протокола DVMRP, который вычисляет набор порожденных портов для каждой пары (отправитель, группа-получатель), протокол PIM-DM просто передает групповой трафик на все исходящие порты маршрутизаторов до тех пор, пока не получит усекающее сообщение (рис. 9.14).

Так же, как и протокол DVMRP, протокол PIM-DM поддерживает восста­навливающие сообщения, которые позволяют быстро реконструировать усечен­ное дерево доставки.

Режим PIM-SM был разработан для взаимодействия разбросанных в распре­деленной сети членов групп. В таких средах применение алгоритма RPM может привести к снижению пропускной способности сети. Для эффективной марш­рутизации группового трафика в режиме PIM-SM введена концепция точки встречи (Rendezvous Point, RP). Роль такой точки играет один или несколько маршрутизаторов (этот подход аналогичен тому, что применяется в алгоритме СВТ). Вначале отправитель посылает данные на маршрутизатор. Если получа­тель хочет получать эти данные, он должен зарегистрироваться на маршрутиза­торе. После того как групповой трафик передан по схеме «отправитель — точка встречи (маршрутизатор) — получатель», промежуточные маршрутизаторы на пути следования автоматически оптимизируют маршрут для устранения лиш­них транзитных узлов.

Режим Р1М SM применяется в следующих случаях:

• если в группах получателей немного;

• если между отправителем и получателями находится канал связи глобаль­ной сети;

• при непостоянном потоке группового трафика.

Если в сети есть несколько маршрутизаторов PIM, то маршрутизатор с наи­большим IP-адресом станет назначенным (DR). Он отвечает за передачу сооб­щений HMQ протокола IGMP, за посылку усекающих сообщений и сообщений о присоединении и за управление точками встречи.

В табл. 9.7 приведен краткий сравнительный анализ рассмотренных протоко­лов групповой маршрутизации.

Таблица 9.7. Протоколы групповой маршрутизации

Групповой протокол	Требуемый протокол класса IGP (EGP)	Алгоритм построения деревьев доставки	Оптимальные условия применения
DVMRP	RIP	TRPB (RPM)	Небольшие распределенные сети
MOSPF	OSPF	RPM	Небольшое количество активных пар и стабильные линии связи
PIM-DM	Любой	RPM	Небольшое количество отправителей при большом количестве получателей
PIM-SM	Любой	Аналогичен СВТ	Группы с несколькими получателями

Наибольший объем группового трафика сейчас передается с помощью прото­кола DVMRP. Ожидается, что этот протокол будет расширен для взаимодейст­вия членов групп в различных регионах. Но из-за ограничений в его алгоритме он не может применяться в качестве базового протокола групповой маршрути­зации в распределенных сетях большого размера.

Для организаций, которые уже применяют в своих сетях протокол OSPF, наиболее предпочтительно использование протокола групповой маршрутизации MOSPF. Он показывает высокую производительность и достаточную масштаби­руемость, присущие протоколу OSPF. Протокол PIM может соперничать с про­токолом MOSPF в больших распределенных сетях.

Важно отметить, что все рассмотренные протоколы групповой передачи дан­ных могут эффективно работать в сетях ATM без каких-либо изменений. Конеч­ное оборудование ATM, поддерживающее стандарт LANE (LAN Emulation), прозрачно поддерживает протоколы групповой передачи сетевого уровня.

Рассмотренные протоколы доставки группового трафика работают на сетевом уровне. На канальном уровне при доставке кадров с групповыми адресами могут возникнуть проблемы. Это связано с тем, что подавляющее большинство ло­кальных вычислительных сетей строится на базе коммутаторов, которые после трансляции группового IP-адреса в групповой МАС-адрес воспринимают кадры с групповыми адресами как широковещательные и, соответственно, передают их на все свои порты, вызывая ненужный трафик. Такая схема обработки группо­вого трафика на канальном уровне сводит на нет все преимущества групповой адресации. Кроме того, большинство относительно дешевых коммутаторов игнорируют сообщения протокола IGMP и не способны определить, к каким портам подключены члены групп.

Совместить преимущества групповой передачи данных с использованием коммутаторов локальной сети можно двумя способами. Первый — приобретать более «интеллектуальные» коммутаторы, которые отслеживают проходящий че­рез них трафик протокола IGMP. Такой возможностью, например, обладает вы­сокопроизводительный коммутатор LANPlex фирмы 3Com. Такой коммутатор направляет групповой трафик только на те порты, которые связаны с членами определенных групп.

Второй способ заключается в использовании фирменных технологий отдель­ных поставщиков. Например, фирма Cisco ввела в свои маршрутизаторы и ком­мутаторы поддержку собственного протокола Cisco Group Multicast Protocol (CGMP). Протокол CGMP позволяет коммутаторам использовать информацию, получаемую маршрутизаторами по протоколу IGMP. В результате групповой трафик на канальном уровне передается только на те порты, к которым подклю­чены члены группы-получателя.

Кратко рассмотрим принципы протокола CGMP. Предположим, что на од­ном конце распределенной сети находится отправитель групповых IP-дейта­грамм, а член группы-получателя располагается где-то на другом ее конце. Путь дейтаграмм между маршрутизаторами распределенной сети определяется с по­мощью протоколов групповой маршрутизации. Получатель посылает сообщение IGMP локальному маршрутизатору. Тот сохраняет в памяти МАС-адрес стан­ции, пославшей сообщение, а затем посылает сообщение CGMP коммутатору, к которому подключена группа. Коммутатор использует полученное сообщение для динамического добавления в свою таблицу коммутации полей, определяю­щих порты, соответствующие членам группы-получателя. После этого комму­татор передает групповой трафик на канальном уровне только на те порты, к которым подключены члены группы-получателя.