Multicast protocoles de routage

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Multicast protocoles de routage

• Bernard Rapacchi
• Bernard Tuy

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Envoi de paquets

• Une adresse multicast ne peut être que
  destinataire
• les sources ont toujours une adresse unicast
• le niveau Liaison de données n'utilise pas ARP
• mécanisme de correspondance (pour les _at_ IEEE-802)
• _at_IP multicast -gt _at_Ethernet multicast
• Etre membre d'un groupe est indépendant d'envoyer
  à ce groupe
• une source nest pas obligatoirement membre du
  groupe auquel elles envoie un flux multicast

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Envoi de paquets
inchangé
Ethernet
mapping
0x 01 00 5E ______________________________
23 bits de droite de l'_at_ IP destination 24eme
bit 0
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Réception de paquets

• Par défaut, le coupleur Ethernet d'une station
  écoute
• son adresse Ethernet (fixée PROM)
• et l'adresse de broadcast (FF...FF)
• Les autres adresses Ethernet doivent être
  explicitement programmées dans le driver du
  coupleur
• Pour le multicast, il faut écouter au minimum
• équivalent Ethernet de 224.0.0.1 (tous les hôtes
  multicast du LAN)
• équivalent Ethernet du répertoire des sessions
  MBone
• annonçant la liste des groupes multicast actifs

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IGMP généralités

• Protocole d'interaction entre
• le(s) routeur(s) multicast du LAN
• et les hôtes multicast du LAN
• Permet à un hôte de s'abonner (désabonner) à un
  groupe
• et dire au routeur
• envoyez-moi une copie des paquets de cette
  adresse de groupe
• deux versions existent, IGMPv1 et v2
• IGMP version 3 en cours délaboration (IETF/ IDMR)

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IGMP un seul routeur

• le routeur envoie toutes les 60 secondes
• une sollicitation aveugle à l_at_ 224.0.0.1 (query
  )
• à quel(s) groupe(s) voulez vous vous abonner ?
• et attend les réponses
• le(s) hôte(s) renvoie(nt) un IGMP report
• qui indique ladresse du ou des groupes qui
  lintéressent
• si le routeur ne reçoit aucune réponse pour un
  groupe donné
• il arrête la réémission des paquets multicast
  de ce groupe
• le groupe est réputé sans abonné local

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IGMP un seul routeur (2)

• quand l hôte reçoit la sollicitation (query)
• il fixe un délai aléatoire avant de répondre
• pour éviter que toutes les réponses arrivent au
  même moment
• quand un hôte a répondu, les autres nont plus
  besoin de répondre
• le routeur arme une temporisation sur les
  abonnements aux groupes multicast avant de
  solliciter à nouveau tous les hôtes

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IGMP sabonner à un groupe
224.2.0.1 224.5.5.5
224.2.0.1
224.2.0.1
Hôte 1
Hôte 2
Hôte 3
Envoi périodiqueIGMP Query à 224.0.0.1

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IGMP sabonner à un groupe
224.2.0.1 224.5.5.5
224.2.0.1
224.2.0.1
Hôte 1
Hôte 2
Hôte 3
Envoi Reportpour 224.2.0.1
224.2.0.1
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IGMP sabonner à un groupe
224.2.0.1 224.5.5.5
224.2.0.1
224.2.0.1
Hôte 1
Hôte 2
Hôte 3
Envoi Reportpour 224.5.5.5
224.2.0.1 224.5.5.5
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IGMP plusieurs routeurs

• Un routeur est élu entre tous les routeurs
• cest le Dominant Router (DR) ou Designated
  Router
• il est seul à émettre les IGMP Queries
• en v1, le mécanisme délection est fonction du
  routage multicast et nappartient pas à IGMP
• en version 2, le DR est le routeur dont l_at_IP
  est la plus petite
• le DR nest pas forcément le routeur qui transmet
  les paquets multicast

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IGMP version 2

• Election du DR
• _at_IP la plus petite
• timers programmables
• nouveaux type de paquets envoyés par lhôte
• de désabonnement leave
• au reçu dun leave, le routeur envoie
• un query spécifique au groupe
• gt réduction du temps de latence pour arrêter la
  diffusion dun groupe qui na plus dabonné
• IGMP v2 doit obligatoirement supporter la version
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IGMP quitter un groupe
224.2.0.1
224.2.0.1
Host 1
Host 2
Host 3
Envoi Leavepour 224.2.0.1 à 224.0.0.2
224.2.0.1 224.5.5.5
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IGMP quitter un groupe
224.2.0.1
224.2.0.1
Host 1
Host 2
Host 3
Envoi IGMP Query spécifique pour 224.2.0.1
224.2.0.1 224.5.5.5
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IGMP quitter un groupe
224.2.0.1
224.2.0.1
Host 1
Host 2
Host 3
Envoi Report pour 224.2.0.1
224.2.0.1 224.5.5.5
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IGMP quitter un groupe
224.2.0.1
224.2.0.1
Host 1
Host 2
Host 3
Envoi Leavepour 224.5.5.5 à 224.0.0.2
224.2.0.1 224.5.5.5
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IGMP quitter un groupe
224.2.0.1
224.2.0.1
Host 1
Host 2
Host 3
Envoi IGMP Query pour 244.5.5.5
224.2.0.1
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Les Protocoles de routage multicast

• On distingue deux types de protocoles en fonction
  du mode de transmission des paquets multicast
  utilisé
• Mode dense (inondation)
• DVMRP, PIM DM et MOSPF
• suppose que les abonnés aux groupes multicast
  sont nombreux
• Mode épars
• PIM SM et CBT
• faible population abonnée

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DVMRP généralités

• mrouted sous Unix
• Agit en mode dense flooding pruning
• on inonde (flooding ) tout l'arbre multicast
• ceux qui ne sont pas intéressés le disent
• ils sont élagués de larbre (pruning )
• Pour éviter les boucles gt algorithme RPF
• Reverse Path Forwarding

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Reverse Path Forwarding (RPF)

• un routeur transmet un paquet multicast
• si le datagramme est reçu sur linterface
  utilisée pour envoyer un paquet unicast vers la
  source (reverse )
• Test RPF
• Oui paquet retransmis, on inonde
• Non paquet est mis à la poubelle
• un paquet est retransmis vers toutes les
  interfaces du routeur SAUF linterface RPF
  dentrée

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Reverse Path Forwarding (RPF)
Source
A
D
B
C
E
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Reverse Path Forwarding (RPF)
Source
A
D
B
C
E
Paquets multicast non retransmis
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Routage DVMRP

• DVMRP utilise son propre routage unicast
• variante de RIP
• pour déterminer le critère RPF et
• décider de retransmettre un datagramme multicast
• Le routage Unicast est nécessaire pour localiser
  les Sources multicast
• les paramètres du protocole
• le nombre de sauts (hops), les métriques et les
  seuils (Threshold )
• le seuil indique si un datagramme multicast peut
  être réémis en le comparant à son TTL.
• obligation dutiliser des tunnels
• certains routeurs ne font pas du multicast

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Routage DVMRP

• échange de tables de routage entre routeurs DVMRP
  
• Destination / Masque / Métrique
• Les destinations sont les _at_ sources multicast
• Loptique est de toujours construire un arbre
  minimal à partir de la source

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Echange des tables de routage (théorie)
Source
(S,1)
(S,1)
A
D
B
C
E
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Echange des tables de routage (théorie)
Source
(S,2)
A
D
B
(S,2)
C
E
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Poison Reverse

• Le routeur B va décider
• que le routeur A voisin est en amont vers la
  source S
• il envoie à A une information de routage versS
  dont la métrique est dite empoisonnée
• Conséquence
• B attend le flux multicast de A pour la source S
• A ne doit pas compter sur B pour ce même flux
• Le RFC 1112 prévoit d' envoyer
• _at_IP Source, m infini (16), un flag à 1
• Dans mrouted
• Source, m vraie métrique vers S infini (32)

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Poison Reverse
Source
(S,infini)
A
D
B
(S,2)
C
E
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PIM généralités

• Indépendant du protocole de routage
• DVMRP
• prend les décisions de RPF
• a son propre protocole de routage
• PIM repose sur le protocole de routage unicast
  sous-jacent
• pour les décisions RPF
• et les poison reverse routes
• PIM peut fonctionner selon deux modes
• dense mode faible overhead pour les groupes
  denses dabonnés
• sparse mode peu dabonnés

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PIM Dense Mode

• Ressemble à DVMRP
• sauf pour le routage
• mécanismes de flooding et pruning et de graft
  (greffe),
• Pruning sur les voisins non RPF
• Arbres construits par rapport aux sources
  émettrices avec utilisation de RPF
• Utilisation de déclaration (assert ) pour élire
  un transmetteur sur un LAN à plusieurs routeurs

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PIM Sparse mode

• Mode dabonnement explicite (Join )
• La source senregistre auprès d'un Point de
  Rendez-vous RP
• Le RP est la racine de l'arbre de diffusion
  multicast
• c'est une adresse bien connue de tous
• Pour s'abonner le destinataire envoit un Join au
  RP
• Il peut y avoir plusieurs RP pour différents
  groupes
• Pas d'inondation
• Le flux multicast parcourt un arbre partagé
• les routeurs feuilles peuvent de se joindre à
  larbre
• les paquets ne vont que là où c'est utile

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Organisation du routage multicast principes

• sur un campus
• Participer au FMBone
• minimiser les flux multicast pour éviter les flux
  inutiles
• Topologie arborescente et sur chaque Routeur
• naccepter aucune route DVMRP sur linterface RPF
  
• ip dvmrp accept-filter 15
• access-list 15 deny any
• ne retransmettre quune route par défaut DVMRP
  sur les autres interfaces
• ip dvmrp default-information only
• configurer une route multicast statique par
  défaut qui pointe vers linterface RPF
• ip mroute 0.0.0.0 0.0.0.0 TunnelX
• préférer PIM aux tunnels quand cela est possible
• informer / former les utilisateurs potentiels

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Organisation du routage multicast principes

• dans un laboratoire
• mettre en place un seul routeur multicast
• quand le besoin existe !
• PIM si possible (type du routeur, niveau d'IOS,
  ...)
• même configuration de routeur

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Solution 2 développer PIM dense
PIM/GRE MBone
DVMRP interne
PIM
PIM
Renater
DVMRP MBone
PIM
DVMRP interne
DVMRP interne
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Solution 3 développer PIM dispersé
DVMRP interne
PIM/GRE MBone
PIM
PIM
Renater
DVMRP MBone
PIM
DVMRP interne
DVMRP interne
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Bibliographie

• ftp//ftpeng.cisco.com/ipmulticast.html
• http//electre.inria.fr
• http//www.univ-rennes1.fr/CRU/Multimedia/annonce_
  multimedia.html