PIMSM

1
PIM-SM

• Definido en RFC 2367 (Protocol Independent
  Multicast-Sparse Mode (PIM-SM) Protocol
  Specification), Junio 1988.
• Diseñado para operar eficientemente en áreas
  extensas con grupos dispersos.
• Independiente del protocolo de ruteo unicast.
• Implementado en routers Cisco.
• Guia para implementaciones en plataformas UNIX
  PIM-SM Implementation (draft), Enero 1997.
• Arboles de distribucion compartidos
  unidireccionales con raíz en un RP.
• Soporta conmutación a árboles por emisor.
• Pertenencia explícita

2
PIM-SM árbol compartido

unicast
unicast
1 -Rs1 envía datos encapsulados unicast al RP 2
-El RP distribuye los datagrams multicast a
través del árbol compartido. 3 - Carga de
RP debido a la desencapsulación. 4 -Re4
experimenta demora innecesaria. 5 -Re2 y Re1 no
tienen los caminos más cortos desde S1.
Ri Router Intermedio Rei Router con receptor
local Rsi Router con emisor local
3
PIM-SM RP inicia árbol por emisor

RP
Re3
R1
Rs1
R2
Re4
R4
1 -El RP solicita el establecimiento de un árbol
con raíz en Rs1. 2 -No se realiza
encapsulación. 3 -Re4 recibe los datagrams sin
que pasen por RP previamente. 4 -Re1 y Re2
no reciben por el camino más corto desde S1. 5
-R1 se poda del árbol de distribución compartido.
R3
R5
Re2
Re1
Ri Router Intermedio Rei Router con receptor
local RSi Router con emisor local
4
PIM-SM Re1 inicia árbol por emisor

RP
Re3
R1
Rs1
R2
Re4
R4
1 -Re1 inicia procedimientos y conmuta a árbol de
camino más corto desde S1. 2 -Re1 (y Re2) reciben
por el camino más corto 3 -Desde RP, se poda el
árbol compartido a requerimiento de Re4 y Re5.
R3
R5
Re2
Re1
Ri Router Intermedio Rei Router con receptor
local Rsi Router con emisor local
5
PIM-SM Entradas

• Arbol compartido

• Poda de un emisor (S1) sobre el árbol compartido
  por parte de receptor2

entrada iif oifs (,G) a c, d
(S1,G) a c
6
PIM-SM árbol compartido. Entradas

Router entrada RPT SPT iif oifs RP
(,G) 1 - Enc a, b, c R1
(,G) 1 - a b R2
(,G) 1 - a b R4
(,G) 1 - a b, c R5
(,G) 1 - a b, c Re1
(,G) 1 - a L Re2
(,G) 1 - a L Re3
(,G) 1 - a L Re4
(,G) 1 - a L
unicast
unicast
c
Recorrido de un datagram generado por S1 RP
Match (,G) (iif Enc, oif a, b, c) R1
Match (,G) (iif a, oif b)
Ri Router Intermedio Rei Router con receptor
local Rsi Router con emisor local
7
PIM-SM RP inicia árbol por emisor. Entradas

Router entrada RPT SPT iif oifs RP
(,G) 1 - Enc a, b, c RP
(S1,G) 0 1 c a, b R1
(,G) 1 - a b R1
(S1,G) 0 1 c a, b R2
(,G) 1 - a b R4
(,G) 1 - a b, c R5
(,G) 1 - a b, c Re1
(,G) 1 - a L Re2
(,G) 1 - a L Re3
(,G) 1 - a L Re4
(,G) 1 - a L Rs1
(S1,G) - 1 L a
RP
Re3
R1
c
a
Rs1
R2
Re4
R4
c
R3
Recorrido de un datagram generado por S1 Rs1
Match (S1,G) (iif L oif a) R1 Match
(S1,G) (iif c, oif b) RP Match (S1,G)
(iif c, oifa, b) Re4 Match (,G) (iif a,
oif L) Recorrido de un datagram generado por
Si RP Match (,G) (iif Enc, oif a, b,
c) R1 Match (,G) (iif a, oif b)
R5
Re2
Re1
Ri Router Intermedio Rei Router con receptor
local RSi Router con emisor local
8
PIM-SM Re1 inicia árbol por emisor. Entradas

Router entrada RPT SPT iif oifs RP
(,G) 1 - Enc a, b, c RP
(S1,G) 0 1 c a, b R1
(,G) 1 - a b R1
(S1,G) 0 1 c a, b R2
(,G) 1 - a b R3
(S1,G) 0 1 a b R4
(,G) 1 - a b, c R4
(S1,G) 1 1 a c R5
(,G) 1 - a b, c R5
(S1,G) 0 1 d b, c Re1
(,G) 1 - a L Re1
(S1,G) - 1 a L Re2
(,G) 1 - a L Re3
(,G) 1 - a L Re4
(,G) 1 - a L Rs1
(S1,G) - 1 L a, b
RP
Re3
R1
c
a
Rs1
b
R2
Re4
R4
a
c
R3
b
d
R5
Re2
Re1
Ri Router Intermedio Rei Router con receptor
local Rsi Router con emisor local
9
PIM-SM Formato y tipos de PDUs de control

• PDUs encapsuladas en IP (número de protocolo 103)
• PDUS enviadas unicast (Register, Register-stop) o
  multicast (ALL-PIM-ROUTERS, 224.0.0.13)
• Formato común
• Versión 2
• Tipo
• HELLO (0) Determinan nodos PIM vecinos.
• REGISTER (1) Envío de datos encapsulados al RP.
• REGISTER-STOP (2) Fin de envío de datos
  encapsulados al RP.
• JOIN/PRUNE (3) Construcción y mantenimiento de
  los árboles de distribución.
• ASSERT (5) Determinan los designated forwarders
  en redes multiacceso.
• BOOTSTRAP (4) Difusión de información relativa a
  RPs en un dominio.
• CANDIDATE-RP-Advertisment (8) Difusión de
  información relativa a RPs en un dominio.
• Reservado No usado, ignorado en recepción
• Checksum complemento a uno de la suma de
  complementos a uno de los grupos de 16 bits de la
  PDU (excluye datos en Register)

10
PIM-SM Formato codificado de direcciones

Direcciones Unicast

• Flia. Direcciones
• Tipo de dirección utilizada (p.ej. 1 IPv4 2
  IPv6 6IEEE 802, etc).
• Asignados por IANA.
• Tipo Codificación
• Codificación dentro de la familia de direcciones.
• 0 reservado para la codificación nativa (p.ej.,
  IPv4 32 bits).
• Dirección Unicast
• Dirección a representar, codificada según familia
  y tipo de codificación

11
PIM-SM Formato codificado de direcciones

Direcciones Grupales

• Reservado
• Enviado en 0. Ignorado en recepción
• Longitud de Máscara
• Número de bits contiguos a izquierda usados como
  máscara
• Por ejemplo, 32 bits para un grupo IPv4, 24 para
  un conjunto de 256 grupos contiguos
• Dirección de Grupo Multicast
• Dirección del (los) grupos a representar,
  codificada según familia y tipo de codificación

12
PIM-SM Formato codificado de direcciones

Dirección Origen

• S (bit Sparse)
• 1SM . Para compatibilidad v1.
• W (bit WC)
• Aplicación (Join o Prune). 1 (,G) o (,.RP).
  0 (S,G).
• R (bit RPT)
• Camino por dónde enviar la información (S,G). 1
  Hacia el RP, 0 hacia el S.
• Longitud de Máscara
• Número de bits contiguos a izquierda usados como
  máscara
• Por ejemplo, 32 bits para un único origen IPv4,
  24 para un conjunto de 256 contiguos
• Dirección Origen
• Dirección del (los) orígenes a representar,
  codificada según familia y tipo de codificación

13
PIM-SM Neighbor Discovery. Hello

• Tipo de opción Indica tipo de opción.
• 1- Holdtime
• 2 - 16 Reservadas.
• Longitud de Opción Longitud en bytes del campo
  valor de opción.
• Valor de Opción Campo de long. Variable.
• Tipo de opción 1
• Long. Opción 2
• Valor de Opción Holdtime

14
PIM-SM Neighbor Discovery

• Objetivo Permitir que un router determine sus
  vecinos.
• Envío de HELLOs
• Envío periódico (Hello-Period).
• Recepción de HELLOs
• Creación o actualización de la entrada en la
  tabla.
• Elección de DR en la interfaz (Dirección más
  alta).
• DR si recibe HELLO de nuevo neighbor, envío de
  tabla RP.
• Timeout de una entrada
• Eliminación de la entrada.
• Elección de un nuevo DR.

15
Vinculos multiacceso Designated Router

• Designated Router
• Envía Join/Prune en representación de los
  miembros directamente conectados
• Encapsula y envía Registers en representación de
  emisores directamente conectados
• Puede o no coincidir con el Designated Querier
  (IGMP)
• En vínculos multiacceso, elegido vía Hello.
• Puede ser reemplazado en su rol de enviar
  Join/Prunes (Designated Forwarder)

16
Vinculos multiacceso Supresión de join/prune

• Supresión de envío de J/P
• No es necesaria para el funcionamiento correcto
  del protocolo.
• Evita sobrecargar la red local con Join/Prunes
  innecesarios.
• Un router envía J/P periódicamente
  (Join/Prune_Period) en su iif (por entrada).
• En el J/P envía un tiempo de validez de la
  entrada (J/P-Holdtime).
• El router upstream elimina la interfaz (para él
  oif) luego de este tiempo.
• Un router que recibe un J/P con Holdtime mayor o
  igual que su J/P_Holdtime por una iif deja de
  enviar J/P por un tiempo J/P_Supression.

Router entrada iif oifs RP (,G)
Enc a R1 (,G) a b R2
(,G) a b R3 (,G) a
b R4 (,G) a b
1- R3 envía J/P Ht70 por iif a. 2- R1 recibe J/P
y mantiene oif b por 70 seg. 3- R2 recibe J/P
por iif a, Ht gt Ht propio, desactiva envío
J/P por J-S_Timer. 4- R4 recibe J/P por iif a,
ignora Ht lt Ht propio.
Holdtime sobre las interfaces a la LAN R2
60 R3 70 R4 80
17
Vinculos multiacceso Designated Forwarder

• Un router puede recibir datagrams duplicados
  para una entrada sobre una oif de la entrada en
  una LAN.
• Se evita este overhead a través de un Designated
  Forwarder en la LAN.
• Se elije el DF utilizando Asserts.
• Ejemplo Intersección del árbol compartido y uno
  específico por emisor en una LAN