Настройка PIM-DM¶

Описание и назначение функции и выполняемой настройки¶

PIM-DM (Protocol Independent Multicast Dense Mode) — протокол маршрутизации multicast-трафика плотного режима (dense mode). Он применяется в сетях небольшого масштаба, где получатели multicast-трафика распределены плотно, то есть предполагается, что большинство сегментов сети заинтересованы в получении multicast-потока. В основе работы PIM-DM лежит модель flood-and-prune: трафик сначала рассылается по всем направлениям, после чего ветви без подписчиков отсекаются сообщениями Prune; при появлении новых получателей восстановление ветви выполняется механизмом Graft.

В рамках настройки выполняется:

глобальное включение multicast-маршрутизации IPv4;
активация подсистемы PIM;
включение PIM-DM на интерфейсах, участвующих в передаче multicast-трафика;
проверка формирования PIM-соседства;
проверка состояния интерфейсов PIM и роли DR на сегменте.

Данная настройка используется для:

организации маршрутизации multicast-трафика между L3-сегментами;
передачи multicast-потоков без использования RP;
работы в топологиях, где оправдана широковещательная первичная рассылка с последующим отсечением лишних ветвей.

Необходимые условия и предварительные требования¶

Перед настройкой PIM-DM должны быть выполнены следующие условия:

на устройстве должна быть включена IP multicast routing
L3-интерфейсы между устройствами должны быть настроены и находиться в рабочем состоянии;
между устройствами должна быть обеспечена IP-связность;
интерфейсы, через которые будет передаваться multicast-трафик, должны быть включены в PIM-DM;
включен IGMP на пользовательских интерфейсах (включен по умолчанию);

Основная информация о применяемых технологиях¶

Принцип работы PIM-DM¶

PIM-DM использует source-based distribution tree и модель flood-and-prune. После появления multicast-источника трафик сначала распространяется по всем downstream-направлениям. Если на какой-либо ветви отсутствуют получатели или downstream-PIM-соседи, устройство отправляет Prune в сторону источника, и дальнейшая передача на эту ветвь прекращается. Если позже на отсеченной ветви появляется получатель, используется механизм Graft, который возвращает ветвь в дерево доставки.

PIM не зависит от unicast-протокола¶

PIM называется Protocol Independent, потому что использует уже существующую unicast-таблицу маршрутизации для определения RPF-интерфейса и не требует собственного отдельного протокола расчета unicast-маршрутов. Это общий принцип работы PIM.

Роль Hello и соседства PIM¶

После включения PIM на интерфейсе устройство начинает обмениваться Hello-сообщениями с соседями. На основании этих сообщений формируется таблица соседей PIM. Отсутствие соседства обычно означает, что на соседнем устройстве PIM не включен, интерфейс неработоспособен либо между устройствами есть проблема L3-связности. Интервал Hello и параметры DR на интерфейсе являются частью рабочих атрибутов PIM.

DR в общем сегменте¶

На многодоступном сегменте PIM выбирает DR (Designated Router). Этот параметр виден в выводе show ip pim interface и show ip pim neighbor. Для PIM-DM наличие DR не меняет основной flood-and-prune-принцип, но остается частью механизма работы PIM на общем канале.

State Refresh в PIM-DM¶

Для PIM-DM используется механизм State Refresh, который периодически обновляет prune-состояние и снижает объем повторного нежелательного flood после истечения таймеров prune-ветвей. Это уменьшает лишнюю нагрузку на сеть в dense-mode-домене.

Назначение применяемой команды/конфигурации¶

Команда	Режим	Назначение
`configure`	Privileged EXEC	Переходит в режим глобальной конфигурации
`ip multicast-routing`	Global config	Включает глобальную IPv4 multicast-маршрутизацию на устройстве
`pim`	Global config	Переходит в режим глобальной настройки подсистемы PIM
`exit`	PIM config / Interface config	Возвращает в предыдущий режим конфигурации
`interface vlan 3000`	Global config	Переходит в режим настройки интерфейса VLAN 3000
`ip pim-dm`	Interface config	Включает PIM Dense Mode на интерфейсе
`show ip pim neighbor`	Privileged EXEC	Отображает таблицу соседей PIM, интерфейс соседства, DR-priority, состояние и таймер истечения
`show ip pim interface`	Privileged EXEC	Отображает состояние PIM на интерфейсах, число соседей, Hello-interval, DR-priority и адрес DR

Пример конфигурирования¶

Схема применения¶

В примере два устройства обмениваются multicast-трафиком через vlan 3000. На обоих устройствах включается глобальная multicast-маршрутизация и PIM-DM на соответствующем L3-интерфейсе.

Настройка первого устройства¶

1
2
3

SW1(config)#ip multicast-routing
SW1(config)#pim
SW1(config-pim)#exit

Глобально включается multicast-маршрутизация IPv4 и активируется контекст PIM.

1 2	`SW1(config)#interface vlan 3000 SW1(config-vlanif-3000)#ip pim-dm`

На интерфейсе vlan 3000 включается режим PIM-DM.

Настройка второго устройства¶

1
2
3

SW2(config)#ip multicast-routing
SW2(config)#pim
SW2(config-pim)#exit

Глобально включается multicast-маршрутизация IPv4 и активируется контекст PIM.

1 2	`SW2(config)#interface vlan 3000 SW2(config-vlanif-3000)#ip pim-dm`

На интерфейсе vlan 3000 включается режим PIM-DM.

Изучение состояния устройства¶

Проверка соседства PIM:

1
2
3

SW2#show ip pim neighbor
  Neighbor-Address    Interface    DR prioruty    State          ExpiryTime(s)
  172.30.0.1          vlan3000     1              NON-DR         90

Назначение вывода:

Neighbor-Address — IP-адрес соседнего устройства PIM;
Interface — локальный интерфейс, через который обнаружен сосед;
DR prioruty — приоритет DR, полученный от соседа;
State — состояние соседа на сегменте;
ExpiryTime(s) — время до удаления записи о соседе при отсутствии новых Hello-пакетов.

Наличие записи подтверждает:

на соседнем устройстве включен PIM;
интерфейс находится в рабочем состоянии;
между устройствами сформировано PIM-соседство.

Проверка интерфейсов:

1
2
3

SW2#show ip pim interface
  Interface               State   Nbr-Cnt   Hello-Interval  DR-Pri      DR-Address
  vlan3000                up      1         30              1           172.30.0.2

Назначение вывода:

Interface — интерфейс, на котором включен PIM;
State — состояние интерфейса в контексте PIM;
Nbr-Cnt — количество PIM-соседей;
Hello-Interval — интервал отправки Hello;
DR-Pri — локальный приоритет DR;
DR-Address — адрес выбранного DR на сегменте.

Корректным признаком работы является состояние up и наличие хотя бы одного соседа

Просмотр конфигурации¶

Конфигурация PIM на SW1 и SW2

SW1#show ip pim config
!
ip multicast-routing
pim
interface vlan3000
 ip pim-dm

SW2#show ip pim config
!
ip multicast-routing
pim
interface vlan3000
 ip pim-dm

История возникновения команды¶

Версия ПО

Команды в данной главе применимы для:

аппаратных платформ CIT серии L3200, с установленной версией ПО v1.0.2;
являются актуальными с версии ПО v1.0.2.

Ссылка на внешнюю документацию¶

Стандарт

RFC 3973 — Protocol Independent Multicast - Dense Mode (PIM-DM)