Le multicast IP. Introduction au multicast IP. Plan. Page 1.

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1 Le multicast IP 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 1 Plan Introduction au multicast - les applications Adressage La diffusion de groupes sur le LAN La diffusion multicast au-delà du LAN Multicast interdomaine Déploiement du multicast MP-BGP et MRIB Management du multicast Bibliographie 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 2 Introduction au multicast IP 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 3 Page 1

2 Vic / Rat 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 4 VideoLAN 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 5 WM Player 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 6 Page 2

3 Isabel 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 7 Ecouter RTL sur 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 8 En multicast on peut augmenter la qualité! 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 9 Page 3

4 Modèles multicast ASM Un récepteur s abonne à un groupe et reçoit toutes les sources pour le groupe vic / rat / isabel SSM Un récepteur s abonne à un canal: une groupe + un ensemble de sources connues Videolan / WM player 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 10 Définitions Les participants à une application multicast constituent un groupe multicast (ou groupe de diffusion) Le groupe multicast a une adresse multicast du type : IPv6 FF00::/8 Les applications s abonnent à des groupes multicast 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 11 Adresses multicast IPv6 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 12 Page 4

5 Adressage multicast IPv6 Format d une adresse de groupe multicast (RFC 2373) 8 bits 4 bits 4 bits 112 bits flags scope group ID F F 8 premiers bits positionnés à 1 Adresses dérivées du préfixe FF00::/8 Champ flag (4 bits) : 0T avec T = 0 si adresse permanente (Définies par l IANA) T = 1 si adresse temporaire Bits P et R détaillés ensuite Champ scope Permet de limiter la portée de la diffusion sur un réseau 0 - Reservé 4 - Portée Admin-local 1 - Portée nœud local 5 - Portée site-local 2 - Portée lien local 8 - Portée organisation-local 3 - Portée sous-réseau local E - Portée globale 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 13 Adressage multicast IPv6 Exemples Group ID 101 serveurs NTP FF01:0:0:0:0:0:0:101 : tous les serveurs NTP sur le même nœud que l émetteur FF02:0:0:0:0:0:0:101 : tous les serveurs NTP sur le même lien que l émetteur FF05:0:0:0:0:0:0:101 : tous les serveurs NTP sur le même site que l émetteur FF0E:0:0:0:0:0:0:101 : tous les serveurs NTP sur tout l Internet 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 14 Adresses multicast IPv6 réservées : exemples (RFC 2375) Adresses valables pour des portées prédéfinies FF02:0:0:0:0:0:0:1 : Tous les nœuds du lien FF02:0:0:0:0:0:0:2 : Tous les routeurs du lien FF05:0:0:0:0:0:0:2 : Tous les routeurs sur le site FF02:0:0:0:0:0:0:D : Tous les routeurs PIM du lien Adresses valables pour toutes les portées FF0X:0:0:0:0:0:0:101 : Network Time Protocol (NTP) FF0X:0:0:0:0:0:0:109 : MTP Multicast Transport Protocol 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 15 Page 5

6 Adresses multicast IPv6 sollicitées Construite à partir de l adresse unicast Concaténation de FF02::1:FF00:0/ derniers bits de l adresse unicast Chaque équipement construit une adresse multicast sollicitée Les équipement qui connaissent l adresse v6 d un équipement mais ne connaissent pas l adresse MAC peuvent utiliser l adresse multicast sollicitée pour le joindre Protocole de détection d adresses dupliquées Découverte des voisins sur le lien-local (NDP) Evite l utilisation de l adresse MAC de diffusion générale (FF-FF-FF-FF- FF-FF) Exemple: 2001:0660:010a:4002:4421:21FF:FE24:87c1 FF02:0000:0000:0000:0000:0001:FF00:0000/104 FF02:0000:0000:0000:0000:0001:FF24:87c FF C1 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 16 Allocation des adresses de groupes Manuelle : choix manuel de l adresse multicast et du port Dynamique Session Announcement Protocol, (SAP), ID SDR implante ces fonctionnalités (pas possible pour une portée globale) MADCAP, RFC 2730 Multicast Address Dynamic Client Allocation Protocol (trop compliqué) GLOP, RFC 2770 RFC 3306 pour IPv6 Dérivation des adresses multicast à partir des adresses unicast (RFC 3306) Simplification de l allocation des adresses DHCPv6? 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 17 Allocation des adresses de groupes Dérivation des adresses multicast à partir des adresses unicast (RFC 3306) Flag : 0T flag scp reserved plen Network prefix Group ID 8 bits bits 8 64 bits 32 bits Flag : 0T P=0 adresse non basée sur le préfixe unicast P=1 Adresse basée sur le préfixe unicast Si P=1 T=1 Reserved : 0 Plen : nombre de bits du préfixe réseau Préfixe réseau avec tous les bits non significatifs à 0 Ex: préfixe 2001:660::/32 (RENATER) adresse FF3E:20:2001:660:0:0:1234:abcd 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 18 Page 6

7 Premier bilan Une adresse multicast ne peut être que destinataire C est l adresse d un groupe de machines abonnées à une session multicast Les sources (émetteurs) sont connues par leur adresse unicast Etre membre d'un groupe est indépendant d'envoyer à ce groupe une source n est pas obligatoirement membre du groupe multicast auquel elle envoie des données Les routeurs utilisent des protocoles de routage multicast pour acheminer les datagrammes des groupes multicast 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 19 Multicast IPv6 sur le LAN MLD Au niveau 2 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 20 Multicast Listener Discovery ( MLD ) RFC 2710 (MLD version 1) RFC 3810 (MLD version 2) 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 21 Page 7

8 MLD v1 : généralités Protocole d'interaction entre le(s) routeur(s) multicast du LAN et les hôtes multicast du LAN Equivalent IGMPv2 Permet à un hôte de s'abonner (désabonner) à un groupe et dire au routeur : «Je veux m abonner au groupe multicast d adresse ff0e::xxxx et recevoir les flux correspondants» Deux versions : MLDv1 et MLDv2 Sous-ensemble de ICMPv6 MLDv2 est en cours de normalisation autorise l écoute d un ensemble défini de participants au groupe multicast (sélection de la source) 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 22 Schéma d un paquet MLD Paquet MLDv1 En-tête IPv6 next header = 0 (Hop-by-hop) Extension hop-by-hop Option = Router alert Next header = 58 (ICMPv6) Message MLD Type de message ICMPv6 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 23 Format d un message MLD SIPA Type : Types de messages General Query et Multicast-Address-Specific Query (130) Multicast Listener Report (131) Multicast Listener Done (132) Code : initialisé à 0 par l émetteur et ignoré par la suite Checksum : porte sur l ensemble sur tout le message MLD et sur l en-tête IPv6 Maximum Response Delay : Permet de définir un temps maximum de réponse pour les messages de type query Reserved : pas utilisé : initialisé à 0 puis ignoré par la suite Multicast Address : adresse IPv6 multicast ou initialisé à 0 suivant le type de messages 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 24 Page 8

9 MLD v1 : un seul routeur sur le LAN Le routeur envoie périodiquement Un message General Query sur le réseau auquel il est directement connecté. Adresse ff02::1 (toutes les stations multicast du lien) en IPv4 Champ Multicast Address à 0 «à quel(s) groupe(s) voulez vous vous abonner?» et attend les réponses Il peut aussi envoyer des messages Multicast-Address Specific Query «Qui est abonné au groupe multicast donné en paramètre?» Champ Multicast Address valant l adresse multicast spécifique Attente des réponses 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 25 MLD v1 : Fonctionnement détaillé Quand un hôte reçoit le query message Il fixe un délai aléatoire compris entre 0 et «Maximum Response Delay» avant de répondre. Lorsque le compte à rebours arrive à 0 et si aucun Multicast Listener Report n a été envoyé par une station Envoi d un Multicast Listener Report à l adresse du groupe multicast Champ Multicast Address contient l adresse multicast du groupe auquel la station s abonne Avantages : Évite les réponses multiples Quand un hôte a répondu, les autres n ont plus besoin de répondre une réponse par groupe multicast et par LAN 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 26 MLD v1 Lorsque le routeur reçoit un Multicast Listener Report Mise à jour de sa table MLD (ré)initialise un compte-à-rebours à la valeur «Multicast Listener Interval» Le routeur arme un compte à rebours sur les abonnements aux groupes multicast avant de solliciter à nouveau tous les hôtes sollicitation périodique 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 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 27 Page 9

10 MLD v1 : s abonner à un groupe ff1e::2:4444 ff1e::2:4444 ff1e::2:4444 ff1e::5d:8888 Hôte 1 Hôte 2 Hôte 3 Envoi Report pour ff1e::2:4444 Envoi Report pour ff1e::5d:8888 Envoi périodique Multicast Listener Query à ff02::1 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 28 MLD v1 : quitter un groupe Lorsqu une station souhaite se désabonner d un groupe : Envoie d un message Multicast Listener Done vers ff02::2 (tous les routeurs du lien local) Le champ Multicast Address contient l adresse du groupe multicast dont se désabonne la station Lorsqu un routeur reçoit un message Multicast Listener Done Envoie d un Multicast-Address-Specific Query Si pas de Multicast Listener Report dans un délai défini, il estime alors qu il n y a plus de clients abonnés au groupe sur le lien local et l adresse multicast est alors supprimée de sa table MLD 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 29 MLD v1 : quitter un groupe ff1e::2:4444 ff1e::2:4444 ff1e::2:4444 ff1e::5d:8888 Host 1 Host 2 Host 3 Envoi Multicast Listener Done pour ff1e::2:4444 à ff02::2 Envoi Report pour ff1e::2:4444 Envoi Multicast Listener Done pour ff1e::5d:8888 à ff02::2 Envoi Multicast Specific Query pour ff1e::2:4444 Envoi Query pour ff1e::5d: /11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 30 Page 10

11 MLD v1 : quitter un groupe ff1e::2:4444 ff1e::2:4444 Host 1 Host 2 Host 3 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 31 MLDv1 : plusieurs routeurs sur le LAN Un routeur est élu entre tous les routeurs c est le MLD querier il est seul à émettre les messages MLD queries Le querier élu est celui qui possède la plus grande adresse IP. Attention: MLD querier différent de PIM designated router (DR) Le MLD querier n est pas forcément le routeur qui va transmettre les paquets multicast 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 32 MLDv2 Introduction du filtrage de sources Mode INCLUDE : réception des paquets issus d une liste de source définie Mode EXCLUDE : réception des paquets issus de toutes les sources sauf une liste de source définie Deux types de messages Recensement des récepteurs multicast Rapport d abonnement MLDv2 Support des messages MLDv1 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 33 Page 11

12 Multicast IPv6 sur le LAN MLD Au niveau 2 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 34 Réception de paquets Par défaut, le coupleur Ethernet d'une station écoute son adresse Ethernet (fixée en PROM) et l'adresse de broadcast (FF-FF-FF-FF-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 ff02::1 (tous les hôtes multicast du LAN) 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 35 Multicast : correspondance adresses IEEE et adresses IPv6 multicast Ethernet gère le multicast (pas toujours implanté) 8ème bit de l adresse MAC à 1 Pour IPv xx-yy-zz-kk Pour IPv E-0+last_23_bits_of_IP_address xx-yy-zz-kk sont les 32 derniers bits de l adresse IPv6 Exemple: Adresse multicast IPv6 FF1E:0000:0000:0000:0000:1234:5678:9ABC Adresse multicast ethernet A-BC 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 36 Page 12

13 Equipements de niveau 2 Certains ne savent pas traiter les trames mulicast D autres les traitent comme des broadcast En IPv4 IGMP snooping Protocoles spécialisés propriétaires (Cisco) : CGMP : entre les équipements du LAN RGMP : entre des routeurs connectés à un commutateur En IPv6 MLD snooping? 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 37 Commutation des trames multicast (L2) Problème: Inondation des trames multicast L2 Certains commutateurs traitent le trafic multicast comme inconnu ou comme broadcast et envoie la trame sur tous les ports SIPA PIM des entrées statiques peuvent parfois être configurées pour préciser quels ports doivent commuter quel(s) groupe(s) multicast Multicast M La configuration automatique des ces entrées réduit d autant le travail d administration 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 38 Commutation des trames multicast (2) Solution 1: MLD Snooping les paquets MLD sont interceptés par le processeur du commutateur ou par un ASIC spécifique Le commutateur doit examiner le contenu des messages MLD pour déterminer quels ports veulent quels trafics MLD membership reports MLD leave messages Impact sur le commutateur : doit traiter TOUTES les trames multicast de L2 la charge de traitement augmente quand le trafic multicast augmente nécessite un hardware spécialisé pour maintenir les performances SIPA PIM MLD MLD 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 39 Page 13

14 Commutation des trames multicast (3) Pour les commutateurs et les routeurs le routeur envoie des paquets multicast aux commutateurs à une adresse MAC conventionnelle : cdd.dddd le paquet CGMP contient : Type : Join or Leave MAC address du client MLD addresse Multicast du groupe CGMP Commands le commutateur utilise l information du paquet CGMP pour ajouter ou supprimer une entrée pour une MAC addresse multicast particulière SIPA Solution 2: CGMP Cisco Group Multicast Protocol PIM MLD 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 40 Diffusion de Groupes au-delà du LAN Généralités Arbres de diffusion multicast F check et MRIB PIM Protocol Independant Multicast information 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 41 Les Protocoles de routage Multicast MLD permet la distribution des datagrammes multicast sur le LAN Protocole de routage pour acheminer ces paquets hors du LAN Construction d arbres de diffusion du trafic multicast l arbre minimal de diffusion est en constante évolution l émetteur (la source) est la racine de l arbre de diffusion toutes les branches sont utiles (id. ont au moins un abonné) ajout (suppression) d une feuille/branche 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 42 Page 14

15 Diffusion de Groupes au-delà du LAN Généralités Arbres de diffusion multicast F check et MRIB PIM Protocol Independant Multicast information 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 43 Arbres de distribution multicast 1/2 Arbres centrés sur la Source ou SPT (Shortest Path Tree) On cherche à établir le chemin le plus court entre les récepteurs et la source 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 44 Multicast Distribution Trees Shortest Path or Source Distribution Tree Source 1 Notation: (S, G) S = Source G = Group Source 2 A B D F C E Receiver 1 Receiver 2 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 45 Page 15

16 Multicast Distribution Trees A B D F Shortest Path or Source Distribution Tree Source 1 Notation: (S, G) S = Source G = Group Source 2 C E Receiver 1 Receiver 2 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 46 Arbres de distribution multicast 2/2 Arbres de distribution partagés ou Rendezvous Point Tree (T) Arbres centrés sur un Point de Rendez-vous () Défini statiquement (configuration) ou dynamiquement (protocole spécifique) Les sources et les récepteurs s enregistrent auprès du 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 47 Multicast Distribution Trees Shared Distribution Tree Notation: (*, G) * = All Sources G = Group A B D F C E PIM Rendezvous Point Shared Tree Receiver 1 Receiver 2 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 48 Page 16

17 Multicast Distribution Trees Shared Distribution Tree Source 1 Notation: (*, G) * = All Sources G = Group Source 2 A B D F C E PIM Rendezvous Point Shared Tree Source Tree Receiver 1 Receiver 2 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 49 Bilan des modes de diffusion Mode Dense Flood + Prune : très inefficace Peut provoquer des problèmes dans certaines topologies Creation d un état (S, G) dans chaque routeur Même s il n y a aucun récepteur pour ces données Traffic engineering pratiquement impossible Pas concevable pour une utilisation à grande échelle 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 50 Bilan des modes de diffusion (2) Sparsemode Efficace Abonnement explicite Trafic va seulement là où c est nécessaire Les états (S,G) et (*,G) sont seulement créés sur les chemins des sources aux feuilles Traffic engineering possible Utilise des arbres partagés dont différents peuvent être l origine Impose de configurer un 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 51 Page 17

18 Bilan des modes de diffusion (3) Mode dense : inondation et élagage PIM-DM suppose que les abonnés aux groupes multicast sont nombreux Mode épars (clairsemé) : greffe et élagage PIM-SM faible population abonnée 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 52 Diffusion de Groupes au-delà du LAN Généralités PIM Protocol Independant Multicast PIM DM PIM SM PIM SSM information 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 53 PIM : généralités PIM repose sur des informations de routage indépendantes de PIM Table de routage unicast MRIB (vu plus tard) PIM peut fonctionner selon trois modes : dense mode sparse mode source specific multicast PIM utilise l arbre de diffusion basé sur la source si l état (S,G) existe Sinon il utilise l arbre partagé état (*,G) RFC 2362 (PIM SM) + IDs (PIM DM et mises à jour de PIM SM, ) draft-ietf-pim-sm-v2-new-xx.txt 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 54 Page 18

19 Diffusion de Groupes au-delà du LAN Généralités PIM Protocol Independant Multicast PIM DM PIM SM PIM SSM information 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 55 PIM : Dense Mode Mécanismes de flooding et pruning et de greffe, Pruning vers les voisins non F Arbres de diffusion construits par rapport aux sources émettrices en utilisant l algorithme F Utilisation de déclaration (assert sur le groupe ff02::d) pour élire un transmetteur sur un LAN à plusieurs routeurs Faible overhead pour les groupes denses PIM DM n a jamais été standardisé par l IETF 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 56 Diffusion de Groupes au-delà du LAN Généralités PIM Protocol Independant Multicast PIM DM PIM SM PIM SSM information 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 57 Page 19

20 PIM : Sparse mode Mode d abonnement explicite (Join ) : La source s enregistre auprès d'un Point de Rendez-vous () Le est la racine de l'arbre de diffusion multicast partagé (T) le est configuré statiquement ou connu dynamiquement Pour s'abonner le destinataire envoie un Join vers le Le join est propagé jusqu au Il peut y avoir plusieurs Group-to- mapping Un groupe ne doit correspondre qu à un seul Pas d'inondation 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 58 PIM : Sparse mode Le flux multicast parcourt l arbre partagé (T) ou/puis l arbre dont la source est l origine (SPT) les routeurs feuilles peuvent se joindre à l arbre les paquets multicast ne vont que là où c'est utile on utilise le pour tester les interfaces F de l arbre partagé état (*,G) on utilise la Source pour tester les interfaces F de l arbre basé sur la Source état (S,G) les états (S,G) sont préférés aux états (*,G) 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 59 PIM, Sparse-Mode : exemple 1 A B D C E 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 60 Page 20

21 PIM, Sparse-Mode : exemple 1 Destinataire 1 se joint au groupe G C créé l état (*, G) et envoie un join (*, G) vers le A B Join D C E Destinataire 1 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 61 PIM, Sparse-Mode : exemple 1 Le crée l état (*, G), et ajoute l interface vers C dans l OIL A B D C E Destinataire 1 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 62 PIM, Sparse-Mode : exemple 1 Source Register La Source envoie des données, A encapsule les données et envoie des PIM-registers vers le A B D C E Destinataire 1 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 63 Page 21

22 PIM, Sparse-Mode : exemple 1 Source Join Le crée l état (S, G), envoie les données sur l arbre partagé, envoie un join vers la source, A et B créent l état (S, G) Join A B D C E Destinataire 1 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 64 PIM, Sparse-Mode : exemple 1 Source Register-Stop Quand les données arrivent normalement au, celui-ci envoie un register-stop A B D C E Destinataire 1 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 65 PIM, Sparse-Mode : exemple 1 Source C cherche un chemin plus court vers la Source, C envoie join (S, G) vers la Source A B D Join C E Destinataire 1 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 66 Page 22

23 PIM, Sparse-Mode : exemple 1 Source Prune (S, G) Quand C reçoit les données de S, il envoie prune (S,G) sur l arbre partagé, supprime l interface vers C pour (S,G) Et envoie un prune(s,g) vers la source A B D Prune (S, G) C est le last hop router qui initie le SPF: il envoie des (S,G) Joins C E C est le premier routeur pour lequel F(S) différent de F() qui envoie le (S,G)bit-Prune Destinataire 1 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 67 PIM, Sparse-Mode : exemple 1 Source Le Destinataire 2 rejoint le groupe, E crée l état (*, G), et envoie join (*, G) vers le A B D C Join E Destinataire 1 Destinataire 2 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 68 PIM, Sparse-Mode : exemple 1 Source C ajoute l interface de sortie vers E dans l OIL pour (*, G) et (S, G) A B D C E Destinataire 1 Destinataire 2 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 69 Page 23

24 Problèmes de l ASM Allocation des adresses Unicité des adresses? Allocation dynamique : trop complexe? Manque de contrôle d accès Pas de possibilité de choisir les sources Sécurité : pas de possibilité d empêcher que d autres sources utilisent une session Mauvaise gestion des sources connues à l avance Nécessité des mécanismes associés au pour mettre en relation la source et ses récepteurs MSDP (multicast interdomaine) Peu adapté aux applications point à multipoint (Internet TV ) 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 70 Diffusion de Groupes au-delà du LAN Généralités PIM Protocol Independant Multicast PIM DM PIM SM PIM SSM information 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 71 Source Specific Multicast (SSM) Draft-ietf-ssm-arch-xx.txt & Draft-ietf-ssm-overview-xx.txt Un cas particulier du multicast classique (ASM) Adresses du type : FF3x::/96 Bit P du champ Flag = 1 Prefix length = 0 Prefix= 0 Canal (S,G) Une source S (adresse unicast de la source) Un groupe de diffusion multicast G (Adresse multicast SSM) Ex : (S,G)=(2001:3618::1, FF35::1234) Les récepteurs sont inconnus de la source Comme dans ASM SSM : permet de s abonner ou de se désabonner à un canal particulier Utilisation de MLDv2 Subscribe (S,G) Unsubscribe (S,G) 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 72 Page 24

25 Comparaison ASM / SSM ASM Any Source Groupe G Join, Leave SSM Source-Specific Canal S,G Subscribe, unsubscribe 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 73 Routage PIM SSM Implantation de PIM-SM pour supporter SSM Principaux changements Join (S,G) pour adresse de type SSM. Pas de join (*,G) dans ce cas. Simplification de PIM-SM Seul un sous-ensemble de PIM doit être modifié Modifications dans draft-ietf-pim-sm-v2-new-xx.txt 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 74 Interopérabilité avec ASM ASM et SSM utilisés dans un même réseau SSM utilisé pour les adresses FF3x::/96 ASM utilisés pour les autres adresses multicast FF00::/8 Possibilité d utiliser des requêtes (S,G) Join avec des adresses non SSM 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 75 Page 25

26 SSM : avantages et besoins Simplifie le problème d allocation des adresses Utilisation de canaux basés sur la source (S1,G) (S2,G) Contrôle d accès Données provenant d une ou plusieurs sources choisies Gestion des routes connues Arbre de diffusion basé sur la source Pas besoin d arbre partagé Pas de (ni MSDP) Adapté à la diffusion multicast 1 n Inadapté à la diffusion m n Pas d intéractivité Solution au niveau applicatif? 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 76 Implantations Des tests sont en cours Routeurs: Kame snap CISCO JUNIPER 6WIND Manque d implémentations de clients MLDv2 Linux BSD... 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 77 Source Filtered Multicast (SFM) Extension de SSM Abonnement à un groupe contenant un nombre de sources définies Abonnement à un groupe contenant toutes les sources sauf un ensemble de sources définies Nécessité de MLDv2 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 78 Page 26

27 Multicast Interdomaine MSDP pour IPv4 Et en IPv6? SSM 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 79 Notion de domaine multicast (PIM) Domaine PIM un (ou un ensemble de) Point de Rendez-vous () une frontière vis à vis des autres domaines PIM PIM border router ISP veut pouvoir administrer ses propres ressources () confiner le trafic des sources locales à son domaine 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 80 Annonce des sources : MSDP MSDP (Internet Draft) Multicast Source Discovery Protocol Permet d échanger la connaissance des sources entre plusieurs Utilise SA messages (Source Active) Établissement de «peerings» MSDP (port TCP 639) MSDP ISP A ISP B 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 81 Page 27

28 MSDP: Flood and Join FLOOD Des paquets SA sont envoyés périodiquement entre les peers MSDP indiquant: Adresse source des diffusions actives Adresse de groupe des diffusions actives Adresse IP du qui origine le message SA Un ne doit qu originer des SA pour ses sources dans son domaine JOIN Il est ensuite possible d envoyer des (S,G) PIM Joins vers les source Arbres par la source inter-domaines 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 82 Peers MSDP Relation entre les peers MSDP Port TCP 639 Peers MSDP envoient des messages keepalive toutes les 60 sec Reset de la connexion si pas de message pendant 75 sec Les peers MSDP doivent utiliser MBGP Utilisé pour F sur les messages SA reçus 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 83 MSDP et cie PIM MSDP MBGP ISP A ISP B MSDP : échange des sources actives PIM : pour la construction des arbres de diffusion MBGP : pour l échange des informations de routage 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 84 Page 28

29 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 85 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 86 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 87 Page 29

30 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 88 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 89 MSDP intra-domaine Pour redondance des s Anycast 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 90 Page 30

31 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 91 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 92 Multicast Interdomaine MSDP pour IPv4 Et en IPv6? SSM 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 93 Page 31

32 Pas de MSDP Personne ne veut recommencer MSDP en IPv6 Comment faire de l ASM interdomaine? SSM solution? Fort lobby SSM à l IETF Diffusions N M? Solution au niveau applicatif N existe pas encore ASM existe Implémentations? 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 94 Embedded draft-ietf-mboned-embeddedrp-xx Une solution pour «l interdomaine» multicast Plus de domaines PIM d où les Plusieurs Préfixes multicast différents pour chaque Adresse du «embarquée» dans l adresse multicast Embedded- est une solution simple pour réaliser le group-to- mapping 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 95 Embedded flag scp res rpad plen Network prefix Group ID 8 bits bits 32 bits Flag : 0T R=1 Embedded--address Si R=1 P=1 T=1 FF70::/12 Res : 0 Plen : nombre de bits du préfixe réseau Préfixe réseau avec tous les bits non significatifs à 0 Ex: Adresse du 2001:660:3001:104::8/64 Adresse multicast FF7E:0840:2001:660:3001:104:1234:abcd 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 96 Page 32

33 Embedded 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 97 Embedded Tous les abonnés à un groupe donné utilisent le même Lequel? dans les sites? «Initiateur» du groupe fournit son Autoriser l accès de son aux sites distants? Modifications de PIM Group-to- mapping Sur tous les routeurs Conséquences pour les ISPs Perte de contrôle? Service rendu (facturation)? Tests en cours Besoin de clarifier le modèle pour les opérateurs 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 98 Multicast Interdomaine MSDP pour IPv4 Et en IPv6? SSM 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 99 Page 33

34 SSM Dans le modèle SSM, les sources sont connues page web Pas besoin d autre protocole que PIM pour la construction de l arbre 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 100 Déploiement du multicast 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 101 Topologies des réseaux Multicast ISP ISP Réseaux multicast natifs Tous les réseaux traversés sont multicast pas de problème particulier 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 102 Page 34

35 Topologies des réseaux Multicast (2) ISP Réseau ne supportant pas les paquets multicast => Configuration de tunnels 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 103 Tunnels IPv6 multicast Structure logique faisant abstraction de la topologie physique sous-jacente du réseau Tunnel = interface logique point à point En réalité, on encapsule les paquets multicast dans des paquets unicast IPv6 multicast dans IPv6 unicast IPv6 multicast dans IPv4 unicast Un tunnel se configure exactement comme une interface physique Metrique Adresses 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 104 Tunnels IPv6 multicast Paquet multicast IPv6 En-tête IPv6 Unicast ou IPv4 Unicast En-tête IPv6 multicast Données Données du paquet Unicast Transparent pour les routeurs non multicast 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 105 Page 35

36 Exemple de topologie Multicast routeur multicast Tunnel routeur unicast routeur unicast routeur multicast 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 106 Topologies Multicast Native De loin la plus simple à administrer! Pas de tunnels Simplicité du routage Simplicité de résolution des problèmes Non native Encapsulation des datagrammes dans de l unicast (tunnels) Attention aux problèmes de routage (F, précédence entre les protocoles ) MTU plus faible 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 107 MP-BGP (RFC 2858 ) Routage multicast 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 108 Page 36

37 Pourquoi MP-BGP? Connaissance de la topologie multicast (peut être différente de la topologie unicast) Tunnels VLANs dédiés MRIB F check Utilisée par PIM / MSDP Obligatoire? 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 109 MRIB: Multicast Routing Information Base PIM doit s appuyer: sur les tables de routage unicast si topologies unicast et multicast sont congruentes sur une table spécifique au multicast (MRIB) si la topologie multicast est distincte de la topologie Unicast (tunnels) 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 110 MRIB: Multicast Routing Information Base Utilisation de deux instances de la table de routage Une pour le routage unicast (RIB) Une pour le routage multicast (MRIB) Précédence la plus élevée pour la MRIB Chaque table respecte la topologie choisie Table multicast Routes statiques MP-BGP Multiprotocol extension for BGP4 Address family (ipv4, ipv6, ipv4 multicast, ipv6 multicast, mpls ) SIPA 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 111 Page 37

38 MRIB: Multicast Routing Information Base Site A SIPA B ISP unicast B Tunnel A A Table de routage unicast (RIB) Table de routage multicast (MRIB) Site B 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 112 Peupler la MRIB Routes statiques ip mroute prefix MBGP (Multi-protocol BGP) router bgp neighbor remote-as 1717 address family ipv4 multicast neighbor activate exit-address-family Multi-Topology ISIS (pas encore là!)... 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 113 MRIB Pourquoi faire? F check PIM MSDP Lorsque les topologies unicast et multicast sont congruentes, il est possible de se passer de MRIB! 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 114 Page 38

39 F check Contrôle de la diffusion du trafic le long de l arbre de distribution Principal problème : les boucles de routage Principe du routage multicast Routage Unicast commute paquet le selon sa destination Routage Multicast contrôle d abord la provenance du paquet (source) Puis rediffusion du datagramme sur les interfaces en aval 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 115 A closer look: F Check Fails Multicast Packet from Source 2001:720:1710:101::4 X S0 F Check Fails! Unicast Route Table Network Interface 2001:720:1710::/48 S1 2001:6a8:4001::/48 S0 2001:8320:5::/48 E0 S1 S2 E0 Packet Arrived on Wrong Interface! Discard Packet! 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 116 A closer look: F Check Succeeds Multicast Packet from Source 2001:720:1710:101::4 S0 F Check Succeeds! Unicast Route Table Network Interface 2001:720:1710::/48 S1 2001:6a8:4001::/48 S0 2001:8320:5::/48 E0 S1 E0 S2 Packet Arrived on Correct Interface! Forward out all outgoing interfaces. (i. e. down the distribution tree) 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 117 Page 39

40 PIM et MRIB PIM doit savoir vers quelle interface envoyer les (*,G) et (S,G) joins/prunes F sur * et S pour connaître les interfaces vers lesquelles envoyer ces messages PIM repose entièrement sur la MRIB 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 118 MSDP et MRIB Chaque routeur MSDP fait un F check pour les sources apprises et les s Annonce Prefix P1 avec MP-BGP (v4 mcast) PIM MSDP MBGP MSDP PIM MBGP Annonce Prefix P2 avec MP-BGP (v4 mcast) Annonce source S1 ε P1 F sur les sources apprises Annonce source S2 ε P2 S1 acceptée, S2 droppée 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 119 Network management Généralités Arbres de diffusion multicast F check et MRIB PIM Protocol Independant Multicast information 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 120 Page 40

41 Network management Multicast features are simple to configure Most important part is the network management Otherwise you ll run in the wall! What to look at? Routers, (hosts) configuration, IOS versions, routing tables Multicast group announcement Traffic level 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 121 Connectivity / Traffic ping6 SNMP 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 122 Routing AS-Path-Tree 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 123 Page 41

42 6. Monitoring PIM Multicast topology Beacon 23/11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 124 Bibliographie RFC et Internet Drafts Configuration des équipements, connexion au M6Bone Applications du domaine public Livres Developing IP multicast networks B. Williamson, MacMillan Computer Publishing (09/1999) IPv6 Théorie et Pratique Ouvrage du G6, O REILLY, 2002 Le Routage dans l Internet C. Huitema, Eyrolles, 1995 Réseaux Locaux et Internet (2e édition), L. Toutain Hermes, /11/2004 Cours multicast - ESIGETEL 125 Page 42