Pokyny pro směrování vícesměrového vysílání CISCO Nexus 3000 řady NX-OS

Vícesměrové vysílání IP je metoda předávání stejné sady paketů IP několika hostitelům v síti. V sítích IPv4 můžete použít vícesměrové vysílání k zajištění efektivního doručování dat do více míst určení. Multicast zahrnuje jak způsob doručení, tak zjišťování odesílatelů a příjemců multicastových dat, která jsou přenášena na IP adresách multicast nazývaných skupiny. Vícesměrová adresa, která zahrnuje skupinu a zdrojovou IP adresu, se často nazývá kanál. Internet Assigned Number Authority (IANA) přidělil 224.0.0.0 až 239.255.255.255 jako IPv4 multicastové adresy. Více informací viz http://www.iana.org/assignments/multicast-addresses

Poznámka
Úplný seznam RFC souvisejících s multicastem najdete v IETF RFC pro IP Multicast.
Směrovače v síti naslouchají přijímačům, aby inzerovaly svůj zájem o příjem multicastových dat od vybraných skupin. Směrovače pak replikují a předávají data ze zdrojů zainteresovaným přijímačům. Multicastová data pro skupinu jsou přenášena pouze do těch segmentů LAN s přijímači, které si to vyžádaly.
Následující obrázek ukazuje jeden zdroj přenášející data vícesměrového vysílání, která jsou doručena dvěma přijímačům. Na obrázku, protože centrální hostitel je v segmentu LAN, kde žádný přijímač nepožadoval data vícesměrového vysílání, nejsou do tohoto přijímače doručována žádná data.

Stromy distribuce vícesměrového vysílání

Strom distribuce vícesměrového vysílání představuje cestu, kterou se data vícesměrového vysílání ubírají mezi směrovači, které spojují zdroje a přijímače. Software vícesměrového vysílání vytváří různé typy stromů pro podporu různých metod vícesměrového vysílání.
Zdrojové stromy
Zdrojový strom představuje nejkratší cestu, kterou multicastový provoz prochází sítí od zdrojů, které vysílají do určité multicastové skupiny, k přijímačům, které si vyžádaly provoz ze stejné skupiny. Kvůli charakteristikám nejkratší cesty zdrojového stromu je tento strom často označován jako strom nejkratší cesty (SPT).
Následující obrázek ukazuje zdrojový strom pro skupinu 224.1.1.1, která začíná na hostiteli A a připojuje se k hostitelům B a C.

Zápis (S, G) představuje multicastový provoz ze zdroje S na skupině G. SPT na tomto obrázku je zapsán (192.0.2.1, 224.1.1.1). Ve stejné skupině může vysílat více zdrojů.
Sdílené stromy
Sdílený strom představuje sdílenou distribuční cestu, kterou provoz vícesměrového vysílání prochází sítí od sdíleného kořenového adresáře nebo bodu setkání (RP) ke každému přijímači. (RP vytváří SPT pro každý zdroj.) Sdílený strom se také nazývá strom RP (RPT). Následující obrázek ukazuje sdílený strom pro skupinu 224.1.1.1 s RP na routeru D. Zdrojoví hostitelé A a D odesílají svá data do routeru D, RP, který pak předává provoz hostitelům B a C přijímače.

Multicast Forwarding
Zápis (*, G) představuje multicastový provoz z libovolného zdroje ve skupině G. Sdílený strom na obrázku výše je napsán (*, 224.2.2.2).

Multicast Forwarding

Vzhledem k tomu, že vícesměrový provoz je určen pro libovolnou skupinu hostitelů, směrovač používá předávání zpětné cesty (RPF) pro směrování dat do aktivních přijímačů pro skupinu. Když se přijímač připojí ke skupině, vytvoří se cesta buď směrem ke zdroji (režim SSM) nebo RP (režim ASM). Cesta od zdroje k přijímači proudí v opačném směru od cesty, která byla vytvořena, když se přijímač připojil ke skupině.
Pro každý příchozí paket multicast router provádí kontrolu RPF. Pokud paket dorazí na rozhraní vedoucí ke zdroji, je paket předán z každého rozhraní v seznamu odchozích rozhraní (OIF) pro skupinu. V opačném případě router zahodí paket.
Následující obrázek ukazuje exampSoubor RPF kontroluje pakety přicházející z různých rozhraní. Paket, který dorazí na E0, neprojde kontrolou RPF, protože směrovací tabulka unicast uvádí zdroj sítě na rozhraní E1. Paket, který dorazí na E1, projde kontrolou RPF, protože směrovací tabulka unicast uvádí zdroj této sítě na rozhraní E1.

Cisco NX-OS PIM
Cisco NX-OS podporuje vícesměrové vysílání s řídkým režimem vícesměrového vysílání nezávislého na protokolu (PIM). PIM je nezávislý na protokolu směrování IP a může využít jakýkoli protokol směrování unicast, který se používá k naplnění tabulky směrování unicast. V řídkém režimu PIM je vícesměrový provoz odesílán pouze do míst v síti, která o to konkrétně požadují. Cisco NX-OS nepodporuje režim PIM hustý.
Poznámka
V této publikaci se termín „PIM“ používá pro řídký režim PIM verze 2.
Chcete-li získat přístup k příkazům vícesměrového vysílání, musíte povolit funkci PIM. Vícesměrové vysílání je povoleno pouze po povolení PIM na rozhraní každého směrovače v doméně. Nakonfigurujete PIM pro síť IPv4. Ve výchozím nastavení běží IGMP v systému.
PIM, který se používá mezi směrovači s podporou vícesměrového vysílání, propaguje členství ve skupině v doméně směrování vytvářením distribučních stromů vícesměrového vysílání. PIM staví sdílené distribuční stromy, na kterých jsou předávány pakety z více zdrojů, a také zdrojové distribuční stromy, na kterých jsou předávány pakety z jednoho zdroje.
Distribuční stromy se automaticky mění, aby odrážely změny topologie v důsledku selhání linky nebo směrovače. PIM dynamicky sleduje zdroje a přijímače s možností vícesměrového vysílání.
Směrovač používá směrovací tabulku unicast a směrování RPF pro vícesměrové vysílání k vytvoření informací o směrování vícesměrového vysílání.
Následující obrázek ukazuje dvě domény PIM v síti IPv4.
Poznámka
V této publikaci „PIM pro IPv4“ odkazuje na implementaci řídkého režimu PIM v systému Cisco NX-OS. Doména PIM může zahrnovat síť IPv4.

Řádky se šipkami ukazují cestu multicastových dat přes síť. Data vícesměrového vysílání pocházejí ze zdrojů na hostitelích A a D.

Přerušovaná čára spojuje směrovače B a F, které jsou partnery protokolu MSDP (Multicast Source Discovery Protocol). MSDP podporuje zjišťování zdrojů vícesměrového vysílání v jiných doménách PIM.
Hostitelé B a C přijímají data vícesměrového vysílání pomocí protokolu IGMP (Internet Group Management Protocol) k inzerování požadavků na připojení ke skupině vícesměrového vysílání.

Směrovače A, C a D jsou určené směrovače (DR). Je-li k segmentu LAN připojeno více než jeden směrovač, například C a E, software PIM vybere jeden směrovač jako DR, takže pouze jeden směrovač je zodpovědný za umístění multicastových dat do segmentu.
Směrovač B je bod rendezvous (RP) pro jednu doménu PIM a směrovač F je RP pro druhou doménu PIM.
RP poskytuje společný bod pro připojení zdrojů a přijímačů v rámci domény PIM.
PIM podporuje tyto režimy vícesměrového vysílání pro připojení zdrojů a přijímačů:
Vícesměrové vysílání z libovolného zdroje (ASM)
Vícesměrové vysílání specifické pro zdroj (SSM)
Cisco NX-OS podporuje kombinaci těchto režimů pro různé rozsahy skupin multicast. Můžete také definovat RPF trasy pro multicast.

ASM
Any Source Multicast (ASM) je režim vytváření stromu PIM, který využívá sdílené stromy k objevování nových zdrojů a přijímačů a také zdrojové stromy k vytváření nejkratších cest od přijímačů ke zdrojům. Sdílený strom používá jako kořen síťový uzel, který se nazývá bod setkání (RP). Zdrojový strom je zakořeněn přímo na směrovačích prvního skoku
připojené ke každému zdroji, který je aktivním odesílatelem. Režim ASM vyžaduje RP pro skupinový rozsah. RP lze konfigurovat staticky nebo se naučit dynamicky pomocí protokolů Auto-RP nebo BSR group-to-RP discovery. Režim ASM je výchozí režim při konfiguraci RP. Informace o konfiguraci ASM naleznete v části Konfigurace ASM.
SSM
Source-Specific Multicast (SSM) je režim PIM, který vytváří zdrojový strom, který pochází z určeného směrovače v segmentu LAN, který přijímá požadavek na připojení ke zdroji vícesměrového vysílání. Zdrojové stromy jsou vytvářeny odesíláním zpráv PIM spojení ve směru zdroje. Režim SSM nevyžaduje konfiguraci RP.
Režim SSM umožňuje přijímačům připojit se ke zdrojům mimo doménu PIM.
Informace o konfiguraci SSM naleznete v části Konfigurace SSM (PIM).
RPF trasy pro multicast
Můžete nakonfigurovat statické trasy vícesměrového vysílání RPF tak, aby přepsaly to, co používá tabulka směrování unicast. Tato funkce se používá, když je topologie vícesměrového vysílání odlišná od topologie jednosměrového vysílání.
Informace o konfiguraci tras RPF pro vícesměrové vysílání naleznete v části Konfigurace tras RPF pro vícesměrové vysílání.
IGMP
Ve výchozím nastavení je v systému spuštěn protokol IGMP (Internet Group Management Protocol) pro PIM.
Protokol IGMP používají hostitelé, kteří chtějí přijímat data vícesměrového vysílání k žádosti o členství ve skupinách vícesměrového vysílání. Jakmile je vytvořeno členství ve skupině, data vícesměrového vysílání pro skupinu jsou směrována do segmentu LAN žádajícího hostitele.
IGMPv2 nebo IGMPv3 můžete nakonfigurovat na rozhraní. Obvykle nakonfigurujete IGMPv3 tak, aby podporoval režim SSM. Ve výchozím nastavení software umožňuje IGMPv2.
Informace o konfiguraci IGMP naleznete v části Konfigurace IGMP.
IGMP Snooping
IGMP snooping je funkce, která omezuje multicastový provoz na VLAN na podmnožinu portů, které mají známé přijímače. Zkoumáním (snoopováním) zpráv o členství IGMP od zainteresovaných hostitelů je vícesměrový provoz odesílán pouze do portů VLAN, na kterých sídlí zainteresovaní hostitelé. Ve výchozím nastavení v systému běží IGMP snooping.
Informace o konfiguraci IGMP snoopingu najdete v části Konfigurace IGMP snoopingu.

Multicast mezi doménami

Cisco NX-OS poskytuje několik metod, které umožňují tok vícesměrového provozu mezi doménami PIM.
SSM
Software PIM používá SSM k vytvoření stromu nejkratší cesty od určeného směrovače pro přijímač ke známé zdrojové IP adrese, která může být v jiné doméně PIM. Režim ASM nemůže přistupovat ke zdrojům z jiné domény PIM bez použití jiného protokolu.
Jakmile ve svých sítích povolíte PIM, můžete pomocí SSM dosáhnout jakéhokoli zdroje vícesměrového vysílání, který má adresu IP známou určenému směrovači pro přijímač.
Informace o konfiguraci SSM naleznete v části Konfigurace SSM (PIM).
MSDP
Multicast Source Discovery Protocol (MSDP) je vícesměrový směrovací protokol, který se používá s PIM k podpoře zjišťování zdrojů vícesměrového vysílání v různých doménách PIM.
Poznámka
Cisco NX-OS podporuje PIM Anycast-RP, který nevyžaduje konfiguraci MSDP. Informace o PIM Anycast-RP naleznete v části Konfigurace sady PIM Anycast-RP.
Informace o MSDP naleznete v části Konfigurace MSDP.

MRIB
Cisco NX-OS IPv4 Multicast Routing Information Base (MRIB) je úložiště informací o trase, které jsou generovány protokoly vícesměrového vysílání, jako jsou PIM a IGMP. MRIB neovlivňuje samotné informace o trase. MRIB udržuje nezávislé informace o trase pro každou instanci virtuálního směrování a předávání (VRF).
Následující obrázek ukazuje hlavní součásti softwarové architektury multicast Cisco NX-OS:

Rozhraní API Multicast FIB (MFIB) Distribution (MFDM) definuje rozhraní mezi moduly vícesměrového vysílání vrstvy 2 a 3 řídicí roviny, včetně MRIB, a rovinou předávání platformy. Moduly řídicí roviny odesílají aktualizaci trasy vrstvy 3 a informace o vyhledávání vrstvy 2 pomocí MFDM API.

Distribuční proces multicast FIB distribuuje aktualizační zprávy multicast do přepínače.

Obecná omezení vícesměrového vysílání

Proces multicastového klienta vrstvy 2 nastavuje hardwarovou předávací cestu vícesměrového vysílání 2. vrstvy.

Proces unicast a multicast FIB spravuje hardwarovou předávací cestu vrstvy 3.

Obecná omezení vícesměrového vysílání

Níže jsou uvedeny pokyny a omezení pro Multicast na Cisco NX-OS:

Cisco NX-OS nepodporuje Pragmatic General Multicast (PGM).
Podrozhraní ethernetového portu a kanálu vrstvy 3 nejsou podporována s vícesměrovým směrováním.
Směrování vícesměrového vysílání IPv3 vrstvy 6 není podporováno.
Pakety vícesměrového vysílání IPv2 vrstvy 6 budou zaplaveny na příchozí VLAN.

Přepínač platformy Cisco Nexus 34180YC nepodporuje protokol IPv6.
Funkce Network Load Balancing (NLB) není podporována na přepínačích Cisco Nexus řady 3000.

Odstraňování problémů s nekonzistentností mezi SW a HW Multicast Route

Příznak
Tato část poskytuje příznaky, možné příčiny a doporučené akce pro případy, kdy jsou položky *, G nebo S,G vidět v MRIB s aktivním průtokem, ale nejsou naprogramovány v MFIB.
Možná příčina
Problém lze pozorovat, když je přijímáno mnoho aktivních toků přesahujících kapacitu hardwaru. To způsobí, že některé položky nebudou naprogramovány v hardwaru, pokud neexistuje žádný volný index hardwaru.
Pokud se počet aktivních toků výrazně sníží, aby se uvolnil hardwarový prostředek, může dojít k nekonzistenci mezi MRIB a MFIB u toků, které byly dříve ovlivněny, když byla hardwarová tabulka plná, dokud položka nevyprší, znovu se naplní a nespustí programování.
V současné době neexistuje žádný mechanismus pro procházení tabulky MRIB a přeprogramování chybějících položek v HW po uvolnění hardwarových prostředků.
Nápravné opatření
Chcete-li zajistit přeprogramování záznamů, použijte příkaz clear ip mroute *.

Další reference

Další informace týkající se implementace vícesměrového vysílání naleznete v následujících částech:

Související dokumenty, na straně 9
IETF RFC pro IP Multicast
Technická pomoc

Související dokumenty

Související téma	Název dokumentu
Příkazy CLI	Nexus 3000 Series NX-OS Multicast Routing Command Reference.
Konfigurace VRF	Průvodce konfigurací směrování Unicast pro Cisco Nexus 3000 Series NX-OS.

MIB

MIB	Odkaz na MIB
IP Multicast	Chcete-li vyhledat a stáhnout MIB, přejděte na následující: MIB Locator.

Technická pomoc

Popis	Odkaz
Domovská stránka Centra technické pomoci (TAC), obsahující 30,000 XNUMX stránek technického obsahu s možností vyhledávání, včetně odkazů na produkty, technologie, řešení, technické tipy a nástroje. Registrovaní uživatelé Cisco.com se mohou přihlásit z této stránky a získat přístup k ještě většímu obsahu.	https://www.cisco.com/c/en/us/support/web/tsd-cisco-worldwide-contacts.html

Dokumenty / zdroje

CISCO Nexus 3000 Series NX-OS Multicast Routing [pdfPokyny
Nexus 3000 Series NX-OS Multicast Routing, Nexus 3000 Series, NX-OS Multicast Routing, Multicast Routing, Routing

Reference

Uživatelská příručka

Nadview

Licenční požadavky

O Multicast