CCNP 筆記本

2009 年 04 月 22 日

CCNP-BSCI Module 07 IP Multicast

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Multicast 3大重要角色

1.Multicast架構圖
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繪圖1   
2.角色的定義

角色 定義
Source 資訊來源端
*不用考慮目的地端,只要送出資料即可
*當多人同依時間要求時,只要傳送一份資料即可。
Multicast Routing Protocol *建立Distribution Tree
*負責建立從Source到Receivers的路徑
Receiver 資訊接收端
*使用IGMP告知第一個Router需要哪些資訊
*與SW跑IGMP Snooping,或是SW與Router跑CGMP。

IP Multicast的優缺點

優點 缺點
1.降低使用頻寬 1.UDP base 無法確認接收到的機制,可靠性低
2.降低CPU使用率 2.沒有QOS
3.傳輸的效能提升 3.QOS需要由Multicast的應用層去控制
4.可多點傳送 4.沒有續號,先後順序無法確定
5.降低系統loading 5.Layer 2 會有問題,無法裝在mac table裡

Multicast是一個CLASS D的位址,範圍由224.0.0.0~239.255.255.255

Mulricast address不會出現在Source的欄位,Source一定是一個Unicast的位址,只有在Distance的欄位會出現。

IP Multicast Addressing Groups 種類

Scope可以限定TTL的範圍

種類 定義 備註
Local Scope Address Well-Known保留給特殊用途使用
IANA制定的
TTL=1
224.0.0.1=All Multicast Host
224.0.0.2=All Multicast Router
224.0.0.4=All DVMRP Host
224.0.0.5=OSPF All Router
224.0.0.6=OSPF All DR Router
224.0.0.9=RIPv2 Hello
224.0.0.10=EIGRP Hello
224.0.0.13=All PIMv2 Router
在同一個範圍內的Multicast 因為TTL=1所以無法跨Router
Global Scope Address 可以Routing的Multicast
範圍224.2.0.0~238.255.255.255
1. 224.2.X.X為MBONE使用
2. 224.0.1.0~238.255.255.255可以用來Internal Routing
3. 233.0.0.0/8為GLOP使用,配發給AS使用的
可以在internet上傳輸
Administratively
Scope Address
是Private的位置
範圍239.0.0.0/8
1. Site-local=239.255.0.0/16
2. Organization-local=239.192.0.0~239.251.255.255
 

Layer 2 的效能解決方法

*Multicast 的MAC在SW的MAC-address Table中,不會出現在Source的位子,只會出現在Destination的位子,所以SW會用Broadcast的方式再每一個port傳送出去,導致傳送較沒有效率。
IGMP Snooping 1.在指定的介面去窺探IGMP封包
2.SW就能夠獨立作業
3.缺點:SW需要檢查每一個IGMP的封包,造成SW CPU Loading升高。
4.解決的方式會用一個硬體的加速卡來檢查IGMP的封包。
5.各家廠商都支援
6.較耗資源
CGMP 1.Cisco專屬的協定(Router & SW都要支援)
2.Router接收到PC的join(report)的訊息,告知SW,建立Mac filter的概念,在有需要的port才送出資料
3.SW不需要去窺探IGMP封包

Layer 2 Multicast Addressing

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*會有32個Layer3的IP 對應到一個相同Layer2的MAC.

IGMP(Internet Group Manage Protocol)

主機告知Router對哪一個group有興趣就加入那一個group的成員。

IGMPv1 1.針對224.0.0.1全部的host去詢問
2.Query的時間為每60/sec,Timed-out為3分鐘。(定期的詢問)
3.沒有離開的訊息,直到下一次Query時才會知道哪一個不需要再傳送了
4.沒有指定來源的傳送
5.回報的位子為224.0.0.2。
6.沒有Leave的MSG,所以效率較不好
IGMPv2 1.Group-specific queries : 針對224.0.1.0/24的群組去詢問,Host用224.0.0.2回答。
2.Leave group message : 當host沒有興趣時,會送出Leave的訊息,當Router收到訊息時就會停止傳送,效率較好
3.Querier election mechanism :  當有2台Router以上時,可選擇Querier的Router。
4.Query-interval response time : 可以設定Query的時間。
5.相容IGMPv1,因回報的位子都是224.0.0.2。
6.Query的時間為每60/sec,Timed-out為3分鐘。
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IGMPv3 1.Group-specific queries : 針對224.0.1.0/24的群組去詢問,Host用224.0.0.22回答。
2.Leave group message : 當host沒有興趣時,會送出Leave的訊息,當Router收到訊息時就會停止傳送,效率較好
3.Querier election mechanism :  當有2台Router以上時,可選擇Querier的Router。
4.Query-interval response time : 可以設定Query的時間。
5.不相容IGMPv1、2,因回報的位子是224.0.0.22。
6.Source filter : 針對想要的Source接收。
  查看IGMP版本

Layer 2 的效能解決方法

*Multicast 的MAC在SW的MAC-address Table中,不會出現在Source的位子,只會出現在Destination的位子,所以SW會用Broadcast的方式再每一個port傳送出去,導致傳送較沒有效率。
IGMP Snooping 1.在指定的介面去窺探IGMP封包
2.SW就能夠獨立作業
3.缺點:SW需要檢查每一個IGMP的封包,造成SW CPU Loading升高。
4.解決的方式會用一個硬體的加速卡來檢查IGMP的封包。
5.各家廠商都支援
6.較耗資源
CGMP 1.Cisco專屬的協定(Router & SW都要支援)
2.Router接收到PC的join(report)的訊息,告知SW,建立Mac filter的概念,在有需要的port才送出資料
3.SW不需要去窺探IGMP封包

Multicast Routing Protocol 的類型

Source Distribution Tree
(Shortest Path Teee)
(SPT)
1.Source到Receiver的最佳路徑
2.造成Source的Router Loading變高,因為大家都要跟他要資料。
3.效能較差
4.表示方式 : (S,G)
5.一開始與每一顆Router建立連結,直到沒有IGMP沒有回應,才會Prune。
Shared Distribution Tree 1.RP(Rendezvous Point)結合點:

(1)建立一個Tree到結合點,Source只要把資料送到RP,就可以再群播下去。
(2)RP是一個離Receiver 路徑較平均的點。

2.資料傳遞的方式:
   -Source到RP用Source Distribution Tree的方式傳送
   -RP到Receive用Shared Distribution Tree的方式傳送
3.可以多個RP
4.效能比較好
5.表示方式 : (*,G)
6.當多個RP時會自動溝通主要RP及備援RP。

Multicast Protocol(PIM) 的類型

Dense Mode 1.密度高,假設每一個Segment都接收者
2.利用Flood-and-Prune機制(每3分鐘一次)去Filter介面
3.常採用Source Distribution Tree,但沒有規定不能用Shared Distribution Tree
4.較浪費頻寬
Sparse Mode 1.假設每一個Segment都沒有接收者,需要向Router告知須要才會送出資料
2.常採用Shared Distribution Tree,但沒有規定不能用Source Distribution Tree
3.會自動調整成最佳路徑。
4.可以使用任何一種IGP的協定,去得到最佳路徑。

Reverse Path Forwarding(RPF)

Multicast 看目的地位址,靠Unicast routing table去判斷最佳路徑,避免forwarding loop。
*Multicast 用Source IP Address去檢查最佳路徑 ,故還是需要IGP去計算最佳路徑。
*Router會自動去執行
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*Multicast沒有Load Shared的功能,所以只會選擇一條路徑。
*選擇方法是由RT表中Next-Hop最大的IP Address優先。
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  PIM-SM Configuration Command

啟動IP Multicast Routing,預設不啟動

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*在會收到IGMP Join訊息的介面啟用PIM來建立Multicast Distrubution Tree

*啟動PIM並同時啟動IGMP,選擇Sparse-Mode or Sparse-Dense-Mode

Auto RP的設定方法

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設定CGMP的方法

啟動CGMP,在Router跟SW上啟動

Show 的觀察

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