Protocoles de routage IP multicast

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1 Protocoles de routage IP multicast par Sébastien LOYE Ingénieur de l École nationale supérieure de télécommunications de Bretagne (ENSTBr) Ingénieur R&D, France Télécom 1. Routage multicast intradomaine... TE Caractéristiques générales Protocole PIM PIM Sparse Mode PIM Dense Mode PIM-BIDIR PIM-SSM Mécanismes de découverte du Cohabitation entre les modes PIM-SM, PIM-DM, PIM-BIDIR et PIM-SSM Protocole DVM Protocole MOSPF Routage multicast interdomaine Protocole MSDP Vue générale Fonctionnement Problèmes existant avec MSDP Protocole BGMP Vue générale Fonctionnement Utilisation de PIM-SSM en interdomaine Utilisation d adresses multicast de type Embedded Conclusion Pour en savoir plus... Doc. TE L es protocoles de routage IP multicast permettent à un ensemble de routeurs multicast de construire ou joindre des arbres de distribution multicast lorsqu un terminal demande à recevoir le trafic d un certain groupe. Un arbre de distribution spécifie un chemin de transmission unique entre la source de trafic multicast et chaque sous-réseau qui contient au moins un membre du groupe. En contrôlant ainsi le chemin que le trafic multicast doit suivre dans le réseau afin d atteindre l ensemble des récepteurs, les arbres de distribution permettent d assurer une transmission efficace du trafic multicast au sein du réseau (une seule copie de chaque paquet est transmise sur chaque branche de l arbre). Plusieurs protocoles de routage multicast ont été définis, chacun ayant des caractéristiques particulières, ce qui les rend appropriés pour des utilisations dans des environnements différents. De façon similaire aux protocoles de routage unicast, qui sont divisés en protocoles de type IGP (Interior Gateway Protocol) et protocoles de type EGP (Exterior Gateway Protocol), les protocoles de routage multicast dynamique sont classifiés en deux grandes familles : les protocoles de routage dynamique qui permettent de construire des arbres de distribution limités au sein d un domaine multicast : ce sont les Techniques de l Ingénieur TE

2 PROTOCOLES DE ROUTAGE IP MULTICAST protocoles de routage multicast intradomaine MIGP (Multicast Interior Gateway Protocol) ; Nota : la notion de domaine IP multicast est une notion administrative, elle définit un ensemble de routeurs IP activant le même protocole de routage multicast. En théorie, cette notion est indépendante de la notion de domaine IP unicast ; toutefois, dans la réalité, cette notion de domaine IP multicast coïncide généralement avec celle de système autonome ou AS (Autonomous System). les protocoles de routage dynamique qui permettent de connecter des domaines multicast en construisant des arbres de distribution qui s étendent entre plusieurs domaines : ce sont les protocoles de routage multicast interdomaine MEGP (Multicast Exterior Gateway Protocol). Cette grande variété et richesse protocolaire rend parfois difficile la compréhension du fonctionnement de tous ces protocoles et la façon dont ils coopèrent ou interopèrent. Un aperçu détaillé des plus importants protocoles de routage multicast dans les réseaux IPv4 et IPv6 est donné ici. À ce titre, ce dossier s articule autour des éléments suivants : une description et une analyse détaillée des principaux protocoles de routage multicast utilisés actuellement au sein d un domaine multicast, parmi lesquels PIM-SM, PIM-DM, PIM-BIDIR, PIM-SSM, DVM et MOSPF, ainsi qu une analyse des avantages, inconvénients et déploiements actuels de chacun ; une présentation des différents mécanismes de découverte du routeur point de rendez-vous, parmi lesquels BSR, Auto-, Anycast-, Embedded- ; enfin, une description des solutions permettant de faire du routage multicast entre des domaines multicast distincts, à savoir MSDP, BGMP, PIM-SSM et l utilisation d adresses multicast IPv6 de type Embedded-. Le dossier [TE 7 527] détaille les types d adresses multicast existantes, décrit les protocoles de gestion des groupes multicast (IGMP, MLD, GM et CGMP), puis compare les modèles de diffusion ASM et SSM et analyse les principes fondamentaux du mode de transmission multicast. 1. Routage multicast intradomaine 1.1 Caractéristiques générales Un protocole de routage IP multicast permet à un ensemble de routeurs multicast de construire ou joindre un arbre de distribution multicast lorsqu un terminal demande à recevoir le trafic d un certain groupe. La source de trafic constitue la racine de l arbre, les récepteurs sont les feuilles de l arbre tandis que les branches correspondent à tous les routeurs intermédiaires traversés. Dès qu un arbre a été construit, les données multicast sont transmises puis répliquées aux branches de cet arbre de distribution. Il existe deux types différents d arbres de distribution, des arbres partagés et des arbres spécifiques à une source. La forme la plus simple d un arbre de distribution multicast est un arbre spécifique à une source, dont la racine est un routeur adjacent à la source et dont les branches s étendent à travers le réseau vers l ensemble des récepteurs du groupe. Cet arbre est également appelé arbre de plus court chemin, ou SPT (Shortest Path Tree), parce qu il utilise le plus court chemin à travers le réseau entre la source et les récepteurs d un groupe donné. Un arbre spécifique à une source est donc un arbre dédié à une source de trafic donnée qui transmet des données à destination d un groupe. Les arbres partagés quant à eux utilisent une seule racine commune placée, non pas à la source, mais à un point choisi dans le réseau. Ce routeur essentiel, qui est la racine de l arbre partagé, est appelé point de rendez-vous, ou (Rendezvous Point). Un arbre partagé, aussi appelé T (Rendez-vous Point Tree), désigne donc un arbre unique à un groupe utilisé par toutes les sources du groupe pour diffuser leurs données. Les protocoles de routage multicast sont classifiés en deux catégories : les protocoles en mode dense ou DM (Dense Mode) et les protocoles en mode épars ou SM (Sparse Mode). Les protocoles DM supposent que la répartition des récepteurs d un groupe donné soit dense et homogène sur l ensemble d un domaine et par conséquent que la plupart des routeurs dans le réseau doivent distribuer le trafic de chaque groupe. Les protocoles SM supposent que la répartition des récepteurs d un groupe donné soit inhomogène et donc fortement dispersée sur l ensemble d un domaine, et par conséquent que peu de routeurs dans le réseau soient impliqués dans la transmission du trafic de chaque groupe. Enfin, afin d éviter les boucles de routage dans un réseau multicast, les paquets multicast sont transmis le long des arbres de distribution en utilisant une technique appelée contrôle du chemin inverse ou Reverse Path Forwarding (F). Un routeur multicast aiguille et réplique un paquet multicast en sortie uniquement si celui-ci a été reçu sur l interface F, c est-à-dire sur l interface de plus court chemin vers la racine de l arbre, sinon le paquet multicast est détruit. TE Techniques de l Ingénieur

3 PROTOCOLES DE ROUTAGE IP MULTICAST Glossaire ASM (Any Source Multicast) : modèle de transmission de données multicast où les récepteurs demandent à recevoir toutes les données émises à destination d un groupe multicast, quelle que soit la source de trafic. BGMP (Border Gateway Multicast Protocol) : protocole de routage multicast qui construit des arbres de distribution multicast bidirectionnels qui s étendent entre plusieurs domaines multicast. BSR (Bootstrap Router) : routeur utilisé dans le protocole PIM-SM pour disséminer des informations servant à sélectionner et localiser tous les routeurs points de rendez-vous. (Designated Forwarder) : routeur utilisé dans le protocole PIM-BIDIR qui assure la retransmission bidirectionnelle des flux multicast associés à des arbres T. Un est élu par réseau LAN et par. (Designated Router) : dans PIM-SM, routeur particulier sur un LAN dont le rôle est de traiter les opérations liées à l émission de messages PIM Assert, Join/Prune ou Register. IANA (Internet Assigned Numbers Authority) : organisme de contrôle qui gère les adresses IP publiques. IETF (Internet Engineering Task Force) : organisme de standardisation de l Internet qui publie les RFC. IGMP (Internet Group Management Protocol) : protocole utilisé entre un terminal et un routeur qui gère l appartenance à des groupes multicast IPv4. IGP (Interior Gateway Protocol) : sigle générique qui s applique à tout protocole de routage dynamique susceptible d être activé à l intérieur d un domaine ou d un système autonome (AS). MBGP (Multiprotocol Extensions for Border Gateway Protocol) : extensions au protocole de routage unicast BGP qui permettent de distribuer différents types d adresses (adresses IPv4, adresses IPv6, adresses IPv4 de type VPN RFC 2547, etc.) et d échanger des informations concernant la topologie des routeurs multicast séparément des informations concernant la topologie des routeurs uniquement unicast. MLD (Multicast Listener Discovery) : protocole utilisé entre un terminal et un routeur qui gère l appartenance à des groupes multicast IPv6. MRIB (Multicast Routing Information Base) : table de routage unicast maintenue par un routeur multicast et utilisée par des protocoles de routage multicast tels que PIM-SM afin de déterminer le routeur amont pour un groupe multicast particulier ou une combinaison source/groupe multicast. OSPF (Open Shortest Path First) : protocole de routage dynamique de type IGP, et de la famille link state (état de lien). RFC (Request For Comments) : série de documents et normes concernant l Internet. RIB (Routing Information Base) : table de routage unicast maintenue par un routeur et alimentée par des informations recueillies grâce à l activation d un protocole de routage unicast dynamique. (Rendez-vous Point) : routeur dans PIM-SM qui forme la racine d un arbre de distribution multicast partagé. F (Reverse Path Forwarding) : mode de transmission particulier appliqué à la diffusion de paquets IP multicast où seuls les paquets multicast reçus sur l interface de plus court chemin vers la source de ce flux sont diffusés. SSM (Source-Specific Multicast) : modèle de transmission de données multicast où un canal est identifié par un couple «adresse source, adresse de groupe multicast» plutôt que seulement par l adresse de groupe multicast. TIB (Tree Information Base) : base de données qui contient l ensemble des états décrivant les arbres de distribution multicast pour tous les groupes multicast. Cette table est créée et maintenue par un routeur multicast grâce à l activation d un protocole de routage multicast. AS ASBR ASM BGMP BGP BR BSR CBT DM DoS DVM EGP GRE G-RIB IGMP IGP IP IS-IS LAN LSA LSP MASC MBGP MBONE MEGP MIGP MLD MOSPF MPLS MRIB MSDP NBMA OIF OSPF PIM RIB RIP F T SA SAP S SM SPT SSM TIB Sigles et abréviations Autonomous System Autonomous System Border Router Any Source Multicast Border Gateway Multicast Protocol Border Gateway Protocol Border Router Boutstrap Router Core Based Tree Designated Forwarder Dense Mode Denial of Service Designated Router Distance Vector Multicast Routing Protocol Exterior Gateway Protocol Generic Routing Encapsulation Group Routing Information Base Internet Group Message Protocol Interior Gateway Protocol Internet Protocol Intermediate System to Intermediate System Local Area Network Link State Advertisement Label Switched Path Multicast Address-Set Claim MPLS BGP Multicast Backbone Multicast Exterior Gateway Protocol Multicast Interior Gateway Protocol Multicast Listener Discovery Multicast Extension to OSPF Multi Protocol Label Switching Multicast Routing Information Base Multicast Source Discovery Protocol Non-Broadcast Multiple Access Outgoing Interface Open Shortest Path First Protocol Independent Multicast Routing Information Base Routing Information Protocol Rendez-vous Point Reverse Path Forwarding Rendez-vous Point Tree Source Active Session Announcement Protocol Session Directory Sparse Mode Shortest Path Tree Source-Specific Multicast Tree Information Base (0) Techniques de l Ingénieur TE

4 PROTOCOLES DE ROUTAGE IP MULTICAST 1.2 Protocole PIM Le protocole PIM (Protocol Independent Multicast) est une collection de protocoles de routage multicast qui ont un commun : un format de message de contrôle identique ; la propriété de dépendre d informations de routage unicast pour construire les arbres de distribution. Comme son nom l indique, PIM est indépendant du protocole de routage unicast particulier utilisé pour remplir la MRIB (Multicast Routing Information Base). Les messages de contrôle PIM sont des datagrammes IP brut (protocole = 103), qui sont soit transmis en multicast sur le groupe multicast ALL-PIM-ROUTERS ( en IPv4 et FF02:0:0:0:0:0:0:D en IPv6) de portée limitée au lien local, ou transmis en unicast à destination d un routeur spécifique. Il existe deux protocoles PIM principaux : PIM-SM (PIM Sparse Mode) ( 1.2.1) est un protocole de type épars qui construit explicitement à la fois des arbres partagés et des arbres spécifiques à une source. PIM-SM est de facto le protocole de routage multicast standard et le plus largement utilisé et déployé aujourd hui ; PIM-DM (PIM Dense Mode) ( 1.2.2) est un protocole de type dense qui met uniquement en œuvre des arbres spécifiques à une source. PIM-DM est utilisé principalement dans des domaines multicast individuels de petite taille. De plus, il existe deux autres protocoles, PIM-BIDIR (PIM Bidirectionnel) et PIM-SSM (PIM pecific Multicast) qui sont basés sur PIM-SM mais comportent quelques différences significatives. PIM-BIDIR ( 1.2.3) permet de construire explicitement des arbres partagés bidirectionnels tandis que PIM-SSM ( 1.2.4) met en œuvre uniquement des arbres spécifiques à une source, pouvant potentiellement s étendre à travers plusieurs domaines multicast. Bien que PIM-BIDIR et PIM-SSM soient généralement supportés par les équipementiers, ils ne sont pas encore aussi répandus que PIM-SM PIM Sparse Mode PIM Sparse Mode (PIM-SM) est de facto le protocole de routage multicast standard le plus largement répandu aujourd hui. La version 1 de PIM-SM a été créée en 1995, mais n a jamais été standardisée par l IETF. Cette version est désormais considérée comme obsolète, bien qu elle soit toujours supportée par la plupart des équipementiers. La version 2 de PIM-SM a été standardisée en 1997 dans la RFC 2117, puis mise à jour dans la RFC 2362 en Cependant, un certain nombre de problèmes existaient avec la RFC 2362, et une nouvelle spécification de PIM-SM version 2 est actuellement en cours de production à l IETF (Internet draft). La version 2 diffère de façon significative et est incompatible avec la version 1. Comme son nom l indique, PIM-SM est un protocole de routage multicast intradomaine en mode épars. Pour recevoir des données multicast et construire dynamiquement des arbres de distribution, les routeurs doivent explicitement informer leurs voisins amont de leur intérêt pour des groupes et des sources particuliers. Cela est réalisé en utilisant des messages PIM Join ou PIM Prune afin de joindre ou quitter dynamiquement un arbre de distribution multicast. Par défaut, PIM-SM utilise des arbres partagés ou T (Rendezvous Point Tree) par groupe, car ils ont pour racine un routeur particulier appelé point de rendez-vous (). Le rôle du routeur, comme son nom l indique, est de servir de point de rendez-vous aux sources et aux récepteurs d une diffusion multicast donnée. Les sources émettent leurs flux multicast vers le routeur qui les retransmet vers les récepteurs de ce flux. L architecture de PIM-SM définit également un autre routeur particulier, le routeur désigné (Designated Router). Un seul routeur parmi tous les routeurs connectés à un même sous-réseau LAN est élu pour le LAN. Nota : le routeur est déterminé par un mécanisme d élection sur chaque interface de type LAN. La procédure d élection du routeur sur un réseau IP est simple : en l absence de tout attribut de priorité, c est celui dont l adresse IP, ou l adresse de loopback si elle est définie, est la plus élevée. Le routeur est également employé dans les réseaux NBMA mais le processus d élection est statique ; il repose sur un paramètre de configuration. En revanche, le protocole PIM n utilise pas la notion de routeur sur les interfaces de type point à point. Le rôle du routeur est double : vis-à-vis des sources, son rôle est de les déceler et d initier périodiquement les procédures d enregistrement auprès du routeur ; vis-à-vis des terminaux récepteurs, son rôle est de maintenir à jour la table des groupes actifs, de déclencher le cas échéant les opérations d ajout ou de suppression de branches de l arbre T et enfin de transmettre le trafic multicast sur le LAN à destination de ses récepteurs locaux. En outre, le routeur est celui qui peut optionnellement déclencher le basculement de la réception d une diffusion de l arbre T sur l arbre SPT. Les données multicast sont envoyées d une source vers le en unicast en étant encapsulées dans des messages PIM Register. PIM- SM supporte aussi des arbres spécifiques à une source, ou SPT (Shortest Path Tree), qui peuvent être utilisés dans les circonstances suivantes : le peut joindre un arbre spécifique à une source afin d éviter l encapsulation/décapsulation des données dans des paquets PIM Register ; un routeur d accès peut choisir de basculer de l arbre T vers l arbre spécifique à une source afin d optimiser le chemin entre source et récepteurs. Les arbres de distribution sont consignés sous la forme d états dans une table particulière appelée TIB (Tree Information Base). Un état de routage IP multicast dans la table TIB comporte les éléments suivants : l adresse de la racine de l arbre de distribution (l adresse d une source S ou d un routeur ), l adresse d un groupe multicast G, l interface d entrée iif (incoming interface) relative à l adresse de la racine de l arbre, la liste des interfaces de sortie oif (outgoing interface) et leurs états associés en transmission (forward) ou élagué (prune), ainsi qu un certain nombre de drapeaux et de timers. Les états des arbres SPT sont notés (S, G) ; ceux des arbres T sont notés (*, G). PIM-SM est un protocole dit softstate, c est-à-dire que les états qui sont créés par les messages de contrôle PIM sont non persistants et expirent automatiquement après un délai s ils ne sont pas rafraîchis. Par conséquent, tous les messages PIM Join doivent donc être périodiquement retransmis afin de maintenir vivants les états de routage multicast de la TIB. Les paragraphes suivants décrivent les étapes essentielles du fonctionnement de PIM-SM de manière plus détaillée Découverte du voisinage PIM Un dispositif de base du protocole PIM est le mécanisme de découverte des voisins PIM. C est un protocole de type Hello similaire à celui qui est mis en œuvre dans les protocoles de routage unicast OSPF ou IS-IS. Dès que le protocole PIM est activé sur une interface d un routeur, celui-ci émet périodiquement sur cette interface un message PIM de type Hello visant à signaler son existence aux routeurs voisins. Ainsi, chaque routeur PIM maintient une table des voisinages PIM qui identifie les routeurs voisins en activité sur chacune de ses interfaces. Le protocole PIM-SM permet de construire des arbres de distribution, sans que les sources et les récepteurs d un groupe multicast donné aient connaissance les uns des autres, en trois phases distinctes et pouvant survenir à n importe quel moment les unes par rapport aux autres Phase de construction de l arbre partagé La figure 1 illustre comment, dans un premier temps, est construit l arbre partagé T. Les carrés représentent les terminaux récepteurs ou émetteurs qui sont connectés aux réseaux LAN ; les ronds représentent les routeurs qui activent PIM-SM. TE Techniques de l Ingénieur

5 PROTOCOLES DE ROUTAGE IP MULTICAST 1 2 PIM Join (*, G) Arbre T (*, G) IGMP Report (*, G) Figure 1 Création de l arbre T (*, G) Le récepteur, connecté à un réseau LAN, veut joindre le groupe G, il émet donc un message IGMP ou MLD Membership Report pour le groupe G. Le routeur, qui est le routeur désigné sur ce réseau LAN, émet alors un message PIM Join (*, G) vers le routeur et crée une entrée (*, G) dans sa table TIB. Nota : les messages Join (*, G) sont retransmis périodiquement, par défaut toutes les 60 s, aussi longtemps que les récepteurs renouvellent leurs demandes de souscription. Un état de routage multicast (*, G) caractérise la diffusion d un paquet IP multicast émis à destination du groupe G par n importe quelle source. Un état de type (S, G) caractérise la diffusion du flux IP multicast émis par la source S sur le groupe G. L adresse du routeur voisin PIM amont, vers lequel le message Join (*, G) est transmis, est déterminée au moyen d une recherche dans la table MRIB. Lorsque le routeur voisin PIM amont reçoit le message Join (*, G), si cet état (*, G) n existe pas déjà dans sa table TIB, il le crée et transmet à son tour un message Join (*, G) vers son routeur voisin PIM amont par rapport au routeur. Ainsi, le message Join (*, G) est transmis de proche en proche jusqu à ce qu il atteigne le routeur ou un routeur PIM intermédiaire qui fait déjà partie de l arbre partagé (*, G). Le crée un état interne (*, G), et ajoute l interface vers dans la liste de ses interfaces de sortie oif pour le groupe G Phase d enregistrement de la source auprès du Lorsque la source S commence à émettre des données à destination du groupe G, le routeur, du réseau LAN de la source, reçoit ces paquets multicast et crée un état (S, G) dans sa table TIB. Puis il encapsule un à un les paquets multicast reçus dans des messages PIM Register et les transmet en unicast vers le routeur. Quand le reçoit les paquets PIM Register, il les décapsule pour en extraire les datagrammes IP multicast et les transmet sur chacune des branches de l arbre partagé T (*, G) préalablement construit. Ainsi, chaque routeur sur le T reçoit les flux de son voisin PIM amont et les transmet à son tour vers l aval, en répliquant le trafic aux branches de l arbre. De cette façon, les données parviennent à tous les récepteurs intéressés, en suivant le chemin opposé à celui suivi par les messages PIM Join (*, G). La figure 2 illustre le flux des données multicast sur l arbre T construit dans le diagramme précédent. L encapsulation et la décapsulation des paquets multicast, qui imposent un traitement supplémentaire aux routeurs et, sont des opérations coûteuses à réaliser et entraînent une charge CPU importante pour ces routeurs. Par conséquent, le protocole PIM-SM prévoit par défaut que le joigne l arbre de plus court chemin (S, G), dont la racine est le routeur adjacent à la source S, dès qu il commence à recevoir des messages PIM Register relatifs à un nouveau groupe G. Flux de trafic Arbre T (*, G) Arbre SPT (S, G) PIM Register (S, G) PIM Join (S, G) (unicast) Figure 2 Encapsulation du trafic (S, G) dans des paquets Register Le routeur émet donc un message Join (S, G), spécifiant à la fois la source S et le groupe multicast G desquels il désire recevoir du trafic, vers le routeur amont en direction de la source et crée un état (S, G) dans sa table TIB. Ce message Join (S, G) est transmis de proche en proche vers la source et crée des états (S, G) dans chacun des routeurs traversés, jusqu à atteindre un routeur PIM sur le réseau LAN de la source ( dans notre exemple) ou un routeur intermédiaire qui a déjà un état (S, G) dans sa table TIB, formant ainsi une branche de l arbre de distribution SPT Phase d émission de message PIM Register Stop Dès que la branche d arbre SPT, entre la source et le routeur, est construite et que les données sont transmises nativement vers le le long de l arbre SPT, le se met à répliquer ces données sur l arbre T. Le flux IP multicast émis par la source étant alors reçu en double, à la fois encapsulé dans des messages PIM Register et nativement via la branche SPT, par le routeur, celui-ci se met alors à détruire tous les messages PIM Register qu il reçoit. Afin d indiquer au routeur d interrompre l envoi des messages PIM Register dont il n a plus utilité, le envoie un message PIM Register Stop en unicast vers le routeur de la source. Au terme de cette phase, le flux IP multicast est transmis nativement en multicast le long d une branche d arbre SPT, allant de la source au routeur, puis de là transmis vers tous les récepteurs le long des branches de l arbre T. La figure 3 illustre le flux des données multicast quand un arbre SPT est construit pour la source S. Le routeur a joint l arbre SPT de racine, qui est situé sur le même LAN que la source S. Tant que la source est active, le envoie périodiquement des messages Null-Register (Null indiquant que ces messages ne contiennent aucune donnée encapsulée) vers le pour indiquer que la source reste active. Comme auparavant, le répond à chaque message en envoyant un autre message Register Stop. Si une autre source S 2 souhaitait émettre des données à destination du même groupe multicast, il serait nécessaire de construire un nouvel arbre SPT entre S 2 et : un arbre SPT différent est créé pour chaque source active dans le réseau. À l issue de cette phase, les flux multicast sont donc transmis nativement en mode multicast de la source vers le via l arbre SPT puis du vers les récepteurs via l arbre T comme illustré sur la figure 4. Techniques de l Ingénieur TE

6 PROTOCOLES DE ROUTAGE IP MULTICAST Flux de trafic Arbre T (*, G) Arbre SPT (S, G) PIM Register (S, G) PIM Register Stop (S, G) 2 (unicast) (unicast) Figure 3 Le joint l arbre SPT (S, G) vers la source S 1 Flux de trafic Arbre T (*, G) Arbre SPT (S, G) PIM Join (S, G) Figure 5 Le initie le basculement vers l arbre SPT (S, G) Flux de trafic Arbre T (*, G) Arbre SPT (S, G) Figure 4 Trafic (S, G) transmis en natif via le seul SPT (S, G) entre S et Flux de trafic Arbre T (*, G) Arbre SPT (S, G) Phase de construction des arbres de plus court chemin Quand les flux multicast transitent de la source au (soit encapsulés dans des messages PIM Register, soit nativement via le SPT) puis le long de l arbre T du vers les récepteurs, il est probable que cela ne constitue pas le plus court chemin entre source et récepteurs. C est pourquoi un routeur d accès qui a des membres directement connectés peut décider de construire une branche d arbre SPT vers la source. La décision de basculer ou non de l arbre T vers l arbre SPT et les critères conduisant à un basculement ne sont pas spécifiés par le protocole PIM-SM mais sont laissés dépendants de l implantation. Les implantations permettent en général de paramétrer sur les routeurs un seuil en débit qui, lorsqu il est atteint par un groupe G, déclenche le basculement du flux sur l arbre SPT. En pratique, les administrateurs de réseau multicast choisissent généralement soit de ne jamais basculer, soit de basculer immédiatement leur flux multicast vers le SPT (dès réception du premier paquet par le T) comme illustré sur la figure 5. Afin de basculer de l arbre T vers l arbre SPT, le routeur d accès ( dans notre exemple) envoie un message PIM Join (S, G) vers la source S. Lorsque la branche SPT est construite et que des états additionnels (S, G) sont créés le long de cette nouvelle branche, le flux IP multicast est alors reçu en double, provenant à la fois de l arbre SPT et de l arbre T comme illustré sur la figure 6. Figure 6 Le flux trafic (S, G) arrive en double via le T et le SPT Le routeur PIM ( dans notre exemple), qui est à la jonction des arbres SPT et T et reçoit deux copies des données (S, G), doit par conséquent se couper de l arbre T, mais pour la source S seulement. Il envoie donc un message PIM Prune spécial vers le routeur, dénommé Prune (S, G, rpt). Ce message, qui a priorité sur les messages Join (*, G), crée des états (S, G) supplémentaires le long de la branche de l arbre T du groupe G afin d arrêter la transmission des données (S, G) qui arrivent via le comme illustré sur la figure 7. Désormais, le trafic (S, G) n est plus transmis par l arbre T, le récepteur reçoit le flux émis par la source S uniquement par l arbre SPT comme illustré sur la figure 8. Le n ayant plus utilité du trafic (S, G), il se coupe donc de l arbre SPT vers la source S en envoyant un message PIM Prune (S, G) vers S comme illustré sur la figure 9. La figure 10 illustre le flux des données (S, G) qui est maintenant transmis vers le récepteur via une seule branche de l arbre SPT Élagage d une branche d un arbre de distribution Quand un terminal multicast ne souhaite plus recevoir les données d un groupe multicast G, il signale avec IGMP ou MLD en TE Techniques de l Ingénieur

7 PROTOCOLES DE ROUTAGE IP MULTICAST 1 2 Flux de trafic Arbre T (*, G) Arbre SPT (S, G) PIM Prune (S, G, rpt) Flux de trafic Arbre T (*, G) Arbre SPT (S, G) Figure 7 Élagage de la branche de l arbre T pour le flux (S, G) Figure 10 Le trafic (S, G) est désormais transmis sur le seul arbre SPT créé par le récepteur émettant un message Leave Group. Si le terminal est le dernier membre du réseau LAN à quitter le groupe et que le n a plus aucun récepteur connecté, alors il arrête la transmission sur le LAN et se coupe de l arbre T en envoyant un message PIM Prune (*, G) en direction du. Ce message Prune (*, G) indique au routeur PIM amont d arrêter la transmission du flux multicast via cette interface. Si le message Prune (*, G) est accidentellement perdu, le routeur PIM amont arrête la transmission via cette interface lorsque le timer de cette interface relatif à l état (*, G) de la TIB expire. Nota : par défaut, une interface oif d un état (*, G) de la TIB expire trois minutes après la réception du dernier message PIM Join (*, G). Flux de trafic Arbre T (*, G) Arbre SPT (S, G) Figure 8 Le trafic (S, G) est transmis au récepteur uniquement via le SPT Flux de trafic Arbre T (*, G) Arbre SPT (S, G) PIM Prune (S, G) Figure 9 Le se coupe de l arbre SPT Mécanisme Assert Dans certaines configurations de la topologie du domaine IP multicast, le fonctionnement du protocole PIM peut conduire à la création de branches parallèles dans les arbres T et les arbres SPT. Ces phénomènes parasites peuvent apparaître d une part lorsque des branches d arbres SPT et T se croisent au niveau d un réseau LAN et d autre part lorsque certaines informations contenues dans les tables TIB des routeurs PIM sont incohérentes (par exemple, du fait de l activation de plusieurs protocoles de routage IP unicast au sein du domaine ou d erreurs de configuration de route multicast statiques). Lorsqu un routeur PIM connecté à un arbre de distribution détecte la duplication du flux multicast associé, en recevant le même flux multicast par son interface amont mais aussi par l interface d émission connectée à un réseau LAN, c est la preuve qu un autre routeur PIM raccordé au réseau LAN est également connecté au même arbre de distribution et diffuse également le flux multicast associé sur le LAN. Pour pallier ce dysfonctionnement, le protocole PIM met en œuvre un mécanisme de suppression des branches redondantes d un arbre de distribution : les deux routeurs émettent un message PIM Assert sur le réseau LAN. Ces messages indiquent notamment le coût de la route IP multicast utilisée pour joindre la racine de l arbre de distribution T ou SPT considéré. Par comparaison des messages PIM Assert, celui qui annonce la meilleure route reste connecté à l arbre de distribution, tandis que l autre routeur se coupe de l arbre en envoyant un message PIM Prune vers son routeur voisin PIM amont. Nota : le coût est le critère de préférence du protocole IGP de découverte de topologie multicast associé à cette route ainsi que la valeur de la métrique attribuée à cette route par ce protocole. Dans le cas où la valeur de préférence administrative et les valeurs des métriques annoncées sont identiques, c est le routeur PIM dont l adresse IP est la plus élevée qui demeure connecté à l arbre de diffusion. Techniques de l Ingénieur TE

8 PROTOCOLES DE ROUTAGE IP MULTICAST Synthèse Parmi les avantages de PIM-SM, on peut citer : comme tous les protocoles PIM, PIM-SM est indépendant du protocole de routage unicast sous-jacent et fonctionne quel que soit le type d IGP employé ; PIM-SM ne pose pas de problèmes de déploiement à l échelle dans des réseaux multicast de grande taille et étendus ; PIM-SM est un protocole en mode épars : les informations de routage multicast relatives à un groupe sont uniquement créées et maintenues sur les seuls routeurs du réseau qui font partie de l arbre de distribution associé ; PIM-SM supporte aussi bien les diffusions de type SSM et ASM ; PIM-SM peut mettre en œuvre soit des arbres partagés, qui ont l avantage de réduire au minimum le nombre d états de routage multicast dans la TIB des routeurs, soit des arbres spécifiques à une source qui optimisent le parcours des flux multicast entre la source de trafic considérée et les récepteurs du groupe ; PIM-SM peut fonctionner de pair avec MSDP, BGMP ou Embedded- pour offrir une solution de routage multicast interdomaine ( 2). Parmi les inconvénients de PIM-SM, on peut citer : le processus initial d encapsulation et de décapsulation des paquets Register entre la source et le est une opération inefficace et coûteuse en temps CPU pour les routeurs des sources et ; pour fonctionner, PIM-SM nécessite beaucoup d interactions avec le plan de transfert (l envoi des messages PIM Register, Register Stop et Assert est déclenché par la réception de trafic multicast dans le plan de transfert). C est un protocole complexe à implanter qui peut affecter les performances globales des routeurs ; PIM-SM ne met en œuvre aucun mécanisme pour contrôler ou empêcher un terminal IP d émettre du trafic multicast sur un groupe de diffusion donné. Par conséquent, un récepteur reçoit toutes les données envoyées à un groupe de diffusion par n importe quelle source, qu elle soit légitime ou non. PIM-SM est vulnérable aux attaques par déni de service où une source malveillante envoie un trafic parasite sur une diffusion existante afin de perturber les participants et d engorger le réseau multicast de trafic non désiré ; PIM-SM ne fournit pas de solution pour empêcher des collisions d adresse de groupe entre plusieurs applications concurrentes sélectionnant la même adresse de groupe, ce qui aboutit à entremêler leurs flux de diffusion. Le problème d unicité globale des adresses multicast est beaucoup moins sérieux pour IPv6 que pour IPv4 puisque la taille de l espace d adresse multicast est beaucoup plus grand, mais particulièrement sensible si du routage multicast entre domaines est mis en œuvre. PIM-DM utilise uniquement des arbres spécifiques à une source pour distribuer les données multicast, les arbres partagés ne sont jamais utilisés. Cependant, plutôt que les routeurs joignent explicitement les arbres de distribution en fonction des demandes des récepteurs, le protocole PIM-DM suppose initialement que chaque lien du réseau soit une branche de l arbre de distribution, à charge ensuite aux routeurs d élaguer les branches inutiles en envoyant des messages PIM Prune. Au final, les flux multicast sont seulement envoyés vers les parties du réseau qui les nécessitent. Cet algorithme de construction des arbres SPT mis en œuvre par PIM-DM est surnommé inondation et élagage, la première phase correspond à une diffusion dans tout le domaine, la deuxième phase correspond à une restriction de la diffusion aux seules parties intéressées par cette diffusion Fonctionnement Ce paragraphe donne une vue détaillée du fonctionnement du protocole PIM-DM. Néanmoins, par souci de simplicité, les mécanismes tels que la découverte des voisins PIM ou l envoi de messages PIM Assert ne sont pas illustrés. Quand une source commence à envoyer des données sur un groupe multicast, chaque routeur connecté sur le réseau LAN de la source les reçoit et les transmet à tous ses voisins PIM et sur tous les liens qui ont des récepteurs pour le groupe. Chaque routeur qui reçoit un paquet multicast procède de même, mais seulement après avoir vérifié que le paquet est arrivé sur l interface F, c est-à-dire l interface topologiquement la plus proche de la source. Si ce n est pas le cas, le paquet est détruit. Ce contrôle du chemin inverse, ou F check, vers la source empêche que des boucles de transmission puissent se former. De cette façon, les données sont dans un premier temps diffusées de proche en proche vers toutes les parties du réseau multicast. La figure 11 illustre le processus initial d inondation des données émises par la source S à destination du groupe G à travers tout le domaine PIM-DM, où seuls les terminaux et T2 sont intéressés par les données du groupe G. Les routeurs et 0 détruisent les paquets (S, G) qui ont été transmis respectivement par et, car ces paquets (S, G) n ont pas été reçus par l interface F la plus proche de la source S. et 0 demandent aussitôt à se couper de l arbre SPT en envoyant un message PIM Prune (S, G) vers et respectivement. De façon symétrique, et exécutent les mêmes opérations. T PIM Dense Mode Vue générale PIM Dense Mode (PIM-DM) est bien moins répandu que PIM-SM et est majoritairement déployé dans des petits réseaux individuels, puisque le passage à l échelle de PIM-DM pose problème pour des domaines multicast étendus. Le développement de PIM-DM a suivi un cheminement parallèle à celui de PIM-SM. La version 1 de PIM- DM a été créée en 1995, mais n a jamais été standardisée et est désormais considérée comme obsolète. La version 2 de PIM-DM a été standardisée à l IETF dans la RFC À l instar de PIM-SM, la version 2 de PIM-DM diffère de façon significative et est incompatible avec la version 1. PIM-DM est un protocole de routage multicast en mode dense qui, à l opposé de PIM-SM, suppose que les récepteurs de n importe quel groupe multicast soient répartis de façon dense et homogène au travers du réseau, et par conséquent que la plupart des sousréseaux souhaitent recevoir les flux de données multicast. PIM Prune (S, G) Flux de trafic (S, G) F NOK Figure 11 Diffusion initiale du trafic multicast à travers l ensemble du réseau PIM-DM F NOK F NOK 0 TE Techniques de l Ingénieur

9 PROTOCOLES DE ROUTAGE IP MULTICAST T2 T T3 Flux de trafic (S, G) PIM Prune (S, G) PIM Join (S, G) Figure 12 Élagage des branches inutiles de l arbre SPT Flux de trafic (S, G) PIM Graft (S, G) PIM Graft-Ack (S, G) Figure 13 Greffe d un nouveau récepteur à l arbre SPT Il est probable que certains routeurs n aient pas besoin des données multicast, soit parce qu ils n ont pas d autres voisins PIM, soit parce qu ils n ont pas de récepteurs directement connectés pour ce groupe. Ces routeurs répondent alors à la réception de ces données (S, G) en envoyant un message PIM Prune (S, G) vers la racine de l arbre. Lorsqu un routeur amont reçoit un message Prune (S, G), il met alors l interface par laquelle il a reçu le message à l état pruned dans l entrée (S, G) de sa table TIB, et stoppe alors la transmission des données (S, G) sur cette interface vers son voisin aval. Si à son tour un routeur amont n a pas besoin des données (S, G), c est-àdire que toutes ses interfaces de sortie oif relatives à l entrée (S, G) sont dans l état pruned, alors il envoie à son tour un message PIM Prune (S, G) vers la racine de l arbre SPT. La figure 12 illustre l enchaînement des messages Prune pour élaguer les branches inutiles de l arbre de distribution. Suite au traitement des messages Prune illustré sur la figure 12, les routeurs, et 0 ont toutes leurs interfaces de sortie oif de l entrée (S, G) à l état pruned. Ils doivent à leur tour se couper de l arbre de distribution (S, G) et envoient donc un message PIM Prune (S, G) vers leurs voisins F respectifs. Comme et sont connectés à leur routeur amont par le même réseau LAN, l envoi par d un message PIM Prune (S, G) déclenche l envoi immédiat par, qui lui a un récepteur pour le groupe G, d un message PIM Join (S, G) afin d annihiler l effet du Prune précédent et de maintenir la diffusion par du trafic (S, G) sur le LAN. Cette opération est appelée pruned-override. Si un nouveau terminal qui souhaite joindre un groupe multicast est situé dans une partie du réseau qui a été coupée de l arbre de distribution associé, son routeur local est capable de greffer une branche à l arbre SPT car l entrée (S, G) est encore présente dans sa table TIB mais dans un état pruned, bloquant toute diffusion. Le routeur envoie alors un message PIM Graft (S, G) en mode unicast vers le routeur voisin amont au sens F, pour forcer le routeur amont à rejoindre l arbre multicast. Le routeur amont accuse ensuite réception du message Graft en envoyant à son tour un message PIM Graft-Ack en mode unicast vers son routeur aval. Il s agit du seul et unique cas dans PIM où un acquittement explicite est mis en œuvre. La figure 13 illustre l opération de greffe d une branche à l arbre SPT après que les branches inutiles ont été élaguées. Le terminal T3 demande à recevoir les données du groupe G. Son routeur d attachement 0 qui s était préalablement coupé de l arbre SPT (S, G) émet alors un message PIM Graft (S, G) vers son voisin F afin de se greffer à l arbre. accuse réception de ce message en envoyant à son tour un message Graft-Ack (S, G) vers 0. Flux de trafic (S, G) T2 Figure 14 Arbre SPT établi vers tous les récepteurs du groupe La figure 14 illustre le cheminement des données (S, G) et l allure finale de l arbre SPT après traitement du message Graft et greffe de la branche résultante -0. Il est important de signaler que les états pruned dans chaque routeur PIM-DM expirent par défaut toutes les 3 min, et provoquent par conséquent le redémarrage périodique de la phase d inondation et des opérations précédentes. Ainsi, le trafic multicast recommence périodiquement à être inondé vers toutes les parties du réseau, notamment celles qui avaient été préalablement coupées de l arbre de distribution SPT, et déclenche ensuite un nouvel élagage des branches inutiles par l envoi de messages PIM Prune. Un mécanisme, appelé State-Refresh permet d améliorer les performances de l algorithme «inondation et élagage» en dispensant d inonder périodiquement le domaine PIM-DM. Lorsqu une source de trafic multicast S est active sur un groupe G, le routeur d attachement de cette source émet périodiquement un message PIM State- Refresh (S, G) via toutes les interfaces exceptée celle relative au réseau LAN de la source. Lorsqu un routeur voisin aval reçoit via son interface F un message State-Refresh (S, G), celui-ci d une part réinitialise les timers associés aux interfaces de sortie positionnées à l état pruned, et d autre part retransmet ce message via toutes les autres interfaces. 0 T3 Techniques de l Ingénieur TE

10 PROTOCOLES DE ROUTAGE IP MULTICAST Flux de trafic (S,G) PIM State Refresh (S,G) La figure 15 illustre le rafraîchissement des états pruned le long de l arbre de distribution par diffusion périodique de messages PIM State Refresh. Ainsi, le mécanisme PIM State Refresh empêche l état pruned du mode PIM-DM d expirer, ce qui permet d une part de sauver de la bande passante réseau en évitant la rediffusion périodique de trafic multicast vers des branches élaguées du réseau PIM-DM, et d autre part d améliorer le temps de convergence du routage IP multicast en cas de changement de la table topologique multicast MRIB (cela permet aux routeurs PIM-DM de détecter des changements de topologie avant la fin de la période de validité d un état multicast qui est par défaut de 3 min) Synthèse Comme principaux avantages de PIM-DM, on peut noter : PIM-DM est un protocole efficace quand les récepteurs sont distribués de manière dense au niveau du réseau ; à l instar de tous les protocoles PIM, il est indépendant du protocole de routage unicast sous-jacent ; PIM-DM ne met pas en œuvre de, ce qui fait de lui un protocole plus simple à configurer, mettre en œuvre et déployer que PIM- SM. Comme principaux inconvénients de PIM-DM, on peut noter : tous les routeurs PIM, à la fois ceux qui font partie des arbres de distribution comme ceux qui n en font pas partie, doivent maintenir et conserver des états par source, et ce pour chaque source dans le domaine ; le déploiement à l échelle de PIM-SM pose problème dans des topologies réseau où la plupart des terminaux ne sont pas intéressés par recevoir les flux de diffusion, comme l Internet par exemple. Par conséquent, PIM-DM est principalement utilisé dans de petits domaines multicast individuels, comme un réseau de campus ou d entreprise PIM-BIDIR Vue générale T2 Figure 15 Rafraîchissement des états le long de l arbre SPT PIM Bidirectionnel (PIM-BIDIR) est basé sur le protocole PIM-SM et vise à créer un seul et même arbre partagé bidirectionnel par groupe de diffusion G. Comparé aux autres protocoles PIM-SM, 0 T3 PIM-DM ou DVM, PIM-BIDIR est largement moins déployé bien qu il soit supporté par la plupart des équipementiers. PIM-BIDIR a été spécialement défini pour la diffusion du trafic d applications de type p vers n (p émetteurs vers n récepteurs), où chaque participant à un groupe est à la fois source et récepteur de trafic car PIM-SM, qui met en œuvre des arbres unidirectionnels, est peu approprié pour transporter le trafic de telles applications multipoint à multipoint. PIM-BIDIR diffère principalement de PIM-SM par la façon de transmettre des données d une source vers le : avec PIM-SM, les données multicast sont soit encapsulées via des messages Register entre la source et le lorsque la diffusion se fait par un arbre partagé, soit directement transmises via un arbre spécifique à une source ; avec PIM-BIDIR, les données multicast sont transmises directement en mode multicast natif de la source vers le le long d une branche de l arbre partagé, qui est bidirectionnelle. Ainsi, le trafic issu des émetteurs est diffusé le long de l arbre partagé bidirectionnel du groupe à la fois dans le sens montant des sources vers le et dans le sens descendant du vers les récepteurs. Pour fonctionner, PIM-BIDIR nécessite trois modifications principales au protocole PIM-SM. définition par lien d un routeur (Designated Forwarder). Nota : un est élu sur chaque liaison de réseau, quel que soit le type de réseau considéré : LAN, NBMA (Non Broadcast Multiple Access) ou point à point. Afin d éviter des boucles de transmission, un routeur sur chaque lien est élu en tant que pour chaque existant : le routeur élu, pour un sous-réseau donné, est celui qui annonce le chemin de meilleur coût pour atteindre le routeur. Le est élu, au moment de la découverte du, en utilisant de nouveaux messages de type PIM -Election. Il faut noter qu avec PIM-BIDIR, les routeurs ne jouent plus aucun rôle dans le fonctionnement et la gestion des groupes bidirectionnels. Le rôle du routeur est essentiel dans le fonctionnement de PIM-BIDIR : c est le seul routeur sur un lien donné qui, en initiant ou transmettant un message PIM Join (*, G) vers le, crée une branche d un arbre partagé (*, G), c est le seul routeur, sur un lien donné, qui transmette le trafic multicast dans le sens descendant du vers les récepteurs sur l arbre partagé (*, G), c est le seul routeur, sur un lien donné, qui transmette le trafic multicast dans le sens montant (de la source vers le ) sur l arbre partagé (*, G) ; modification des règles du calcul F sur les arbres (*, G) : les acceptent les paquets multicast reçus sur les interfaces de sortie d une entrée multicast (*, G) ; suppression du processus initial d encapsulation des paquets dans les messages Register : les paquets multicast sont transmis nativement entre la source et le le long de l arbre partagé bidirectionnel Fonctionnement La figure 16 illustre la phase initiale de création de l arbre partagé bidirectionnel (*, G) des récepteurs vers le routeur. Le récepteur T3 demande à joindre le groupe G, son routeur d attachement émet donc un message PIM Join (*, G) vers le qui est transmis de proche en proche par les routeurs jusqu à atteindre le routeur, racine de l arbre partagé (*, G). Un seul routeur est élu par lien réseau : par exemple, sur le réseau LAN auquel sont connectés les trois routeurs, et, c est le routeur qui est élu et transmet donc le message PIM Join (*, G) vers le. Les branches de l arbre T (*, G) issues des récepteurs et T2 sont créées de la même façon. TE Techniques de l Ingénieur

11 PROTOCOLES DE ROUTAGE IP MULTICAST T3 LAN Arbre T (*, G) PIM Join (*, G) T2 Figure 16 Création de l arbre partagé bidirectionnel entre les récepteurs et le Synthèse Pour résumer, on peut citer comme principaux avantages de PIM- BIDIR : il n y a pas d arbre spécifique à une source, et de fait aucun état (S, G). Seules des entrées (*, G) sont créées dans la table TIB, ce qui réduit considérablement le nombre d états multicast maintenus dans les routeurs. L absence d états (S, G) fait que le passage à l échelle ne pose pas problème lorsqu il y a beaucoup de sources pour chaque groupe ; contrairement à PIM-SM, le coûteux mécanisme d encapsulation dans des messages PIM Register n est pas mis en œuvre : les messages PIM Register et Register-Stop ne sont jamais utilisés ; PIM-BIDIR est un protocole simple à implanter, qui ne comporte pas d interaction avec le plan de transfert. Par conséquent, les règles d aiguillage des paquets multicast sont bien plus simples avec PIM- BIDIR qu avec PIM-SM : aucun événement du plan de contrôle n est déclenché par la réception de trafic dans le plan de transfert ; à l instar de tous les protocoles PIM, il est indépendant du protocole de routage unicast sous-jacent. Comme principaux inconvénients de PIM-BIDIR, on peut citer : l absence d arbre de plus court chemin avec PIM-BIDIR implique que le trafic multicast soit forcé de rester sur l arbre partagé qui n est pas optimal ; le fonctionnement de PIM-BIDIR en interdomaine pose problème puisqu il est impossible d utiliser MSDP, SSM ou Embedded- avec PIM-BIDIR. T PIM-SSM T3 LAN Flux de trafic (S, G) Arbre T (*, G) PIM Join (*, G) Figure 17 Transmission bidirectionnelle du trafic multicast le long de l arbre T La figure 17 illustre le processus de diffusion de trafic multicast dans les deux sens, dans le sens montant de la source vers le et dans le sens descendant du vers les récepteurs. La source S commence à émettre du trafic multicast sur le groupe G. Ce trafic est tout d abord transmis sur l arbre partagé (*, G), de routeur en routeur, dans le sens montant vers le : un routeur qui reçoit ce trafic multicast par un lien pour lequel il est élu transmet ce flux sur l interface F vers le et également sur toutes les interfaces de sortie oif (hormis celle par laquelle il a reçu le trafic de la source). Par exemple, le routeur, qui est sur le réseau LAN, duplique le flux multicast reçu à la fois sur l interface F vers le mais aussi sur l interface de sortie oif vers le routeur (afin d atteindre le récepteur T2). Dès que le trafic multicast atteint le, il est transmis sur les autres branches de l arbre partagé (*, G) dans le sens descendant, du vers les récepteurs : c est ainsi que le trafic atteint le récepteur via les routeurs et. Dans beaucoup de topologies, il serait souhaitable et beaucoup plus efficace de pouvoir construire directement un arbre SPT vers la source sans être contraint, d une part, d utiliser un algorithme de diffusion inefficace de type inondation et élagage, et d autre part, de passer par l étape intermédiaire et complexe consistant à construire un arbre partagé. Le modèle SSM répond à ce double objectif. Il part du principe que l application du terminal multicast connaît, via un mécanisme hors bande, à la fois l adresse du groupe et celle de la source. Dans la terminologie SSM, cette paire (S, G), qui est globalement unique, est appelée canal afin de différencier des groupes du modèle ASM. La connaissance par le récepteur de la source de trafic et du groupe permet de construire directement un arbre de plus court chemin vers la source et d éviter les procédures d établissement d un arbre partagé préalable. La mise en œuvre du modèle SSM est réalisée en apportant quelques modifications au protocole PIM-SM, de sorte qu il élimine la phase de construction de l arbre partagé et les procédures d enregistrement des sources auprès du mais conserve l efficacité des procédures d adhésion explicite et établisse directement des arbres SPT spécifiques à une source. Cette version modifiée de PIM-SM est appelée PIM-SSM. Le formalisme des messages PIM utilisé en mode SSM est identique à celui des messages définis pour le mode SM. Les modifications apportées au protocole PIM-SM sont minimes et concernent les routeurs qui ont ainsi la capacité de générer directement des messages de type PIM Join (S, G) en direction de la source S. Les routeurs PIM de cœur ne sont pas impactés. Pour que PIM-SSM puisse fonctionner, les terminaux multicast doivent donc être capables de signaler à leur routeur local non seulement le groupe qu ils désirent joindre, mais aussi la source de laquelle ils veulent recevoir du trafic. Par conséquent, PIM-SSM nécessite l utilisation conjointe du protocole IGMPv3 ou MLDv2, qui offre chacun la capacité de filtrage ou de sélection de source. Cette nécessité de disposer dans les terminaux récepteurs d une implantation du protocole IGMPv3 ou MLDv2 constitue le frein majeur à un déploiement massif de PIM-SSM dans les réseaux multicast car cette pile protocolaire IGMPv3/MLDv2 n est pas encore disponible dans tous les types de terminaux multicast. Techniques de l Ingénieur TE