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  • 7/16/2019 amplif_1

    1/85

    Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-1

    Tema 1

    Multicast(versin 2010-2011)

    Rogelio MontaanaDepartamento de Informtica

    Universidad de [email protected]

    http://www.uv.es/~montanan/

    mailto:[email protected]:[email protected]
  • 7/16/2019 amplif_1

    2/85

    Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-2

    Sumario

    Introduccin. Aspectos generales

    IGMP

    Routing Multicast

  • 7/16/2019 amplif_1

    3/85

    Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-3

    Direcciones multicast en Ethernet:

    I/G = 0 Direccin Individual (unicast)I/G = 1 Direccin de Grupo (multi./broad.)U/L = 0 Dir. nica (administrada globalmente IEEE)U/L = 1 Dir. Local (administrada localmente)

    XX XX XX XX XX XX

    OUI Direccin

    U/L I/G

    En Ethernet los bits dentro de cada byte se representan en orden

    inverso. Por tanto el bit I/G es el ltimo del primer byte. Regla:En Ethernet una direccin es multicast si y solo si el segundo dgito

    hexadecimal es impar.

    Ej.: la direccin AB-00-03-00-00-00 es multicast.

  • 7/16/2019 amplif_1

    4/85

    Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-4

    Multicast en LAN

    El trfico multicast no es aislado normalmente porlos conmutadores

    Muchos protocolos utilizan multicast en la LAN: Spanning tree (direccin 01-80-C2-00-00-00) Protocolos de routing: OSPF, IS-IS, RIP, etc.

    Protocolos propietarios: Appletalk, IPX, CDP, etc.

    El trfico multicast en una LAN puede serimportante aun cuando a nivel 3 (los routers) noest habilitado el multicast

  • 7/16/2019 amplif_1

    5/85

    Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-5

    Multicast en una LAN broadcast compartida

    RosaJuan Luis

    0000.E85A.CA6D 0001.02CD.8397 0001.02CC.4DD5

    M

    Dir.Origen: 0000.102C.D832Dir.Destino: 0100.5E00.0001

    0000.102C.D832

    Grupo Multicast 0100.5E00.0001

    0100.5E00.0001 0100.5E00.0001

    Direccionescapturadas

    por la tarjetade red

    En la LAN todoslos equipos

    reciben todo eltrfico multicast,

    estn o nointeresados

    Afortunadamentela tarjeta de red

    descarta el que nonos interesa

    MM

    FFFF.FFFF.FFFF FFFF.FFFF.FFFF FFFF.FFFF.FFFF

    Join0100.5E00.0001

    Join0100.5E00.0001

    M

  • 7/16/2019 amplif_1

    6/85

    Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-6

    Multicast en una LAN broadcast conmutada

    RosaJuan Luis

    0000.E85A.CA6D 0001.02CD.8397 0001.02CC.4DD5

    M

    D.O.: 0000.102C.D832D.D.: 0100.5E00.0001

    0000.102C.D832

    Grupo Multicast 0100.5E00.0001

    0100.5E00.0001 0100.5E00.0001

    MM

    M

    Direccionescapturadas

    por la tarjetade red

    El uso de unconmutador no

    mejora la situacinen lo que a trfico

    multicast serefiere. El trficosigue llegando a

    todos los hosts

    FFFF.FFFF.FFFF FFFF.FFFF.FFFF FFFF.FFFF.FFFF

    Join0100.5E00.0001

    Join0100.5E00.0001

    Ana

  • 7/16/2019 amplif_1

    7/85Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-7

    Emisin de un grupo multicast en una WAN

    Rosa

    Pedro

    Luis

    Juan

    Los routers replican los paquetes justoall donde se produce la bifurcacin

    Emisor

    Receptor

    Receptor

    Receptor

    Ana

  • 7/16/2019 amplif_1

    8/85Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-8

    Emisin de dos grupos multicast

    Rosa

    Pedro

    Luis

    Juan

    Pedro recibelos dos grupos

    Paquetes de vdeo

    Paquetes de audio

    Lnea de bajavelocidadAna

    ReceptorAudio/Video

    ReceptorAudio

    ReceptorVdeo

    Normalmente cada grupo se identificapor una direccin multicast diferente

    ReceptorVdeo

  • 7/16/2019 amplif_1

    9/85Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-9

    Tipos de direcciones IPv4

    Red Host

    Unicast (A, B o C): 0.0.0.0223.255.255.255

    Multicast (D): 224.0.0.0- 239.255.255.255

    1110 Grupo Multicast (28 bits)

    Reservado (E): 240.0.0.0255.255.255.254

    1111 x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x

    1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1Broadcast (en la red actual): 255.255.255.255

    Broadcast en una red (remota):

    Red 1 1 1 1 1 1 . . . . 1 1 1 1 1 1

  • 7/16/2019 amplif_1

    10/85Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-10

    Direcciones Multicast en IP

    Las direcciones multicast tienen estructura plana (no jerrquica)

    Las direcciones multicast solo pueden aparecer como direcciones dedestino, nunca de origen

    No pueden aparecer en los campos opcionales source route o recordroute

    ICMP y multicast: Los datagramas multicast no pueden dar lugar a mensajes ICMPDESTINATION UNREACHABLE

    Tampoco pueden dar lugar a mensajes ICMP TIME EXCEEDED.Sin embargo el TTL se decrementa normalmente y cuando vale

    cero el datagrama se destruye Los mensajes multicast ICMP ECHO REQUEST generan

    respuestas unicast de todos los miembros del grupo. Lasrespuestas, unicast, llevan como direccin de origen la del emisor ydestino la del host que envi el ICMP multicast.

  • 7/16/2019 amplif_1

    11/85Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-11

    Resolucin de direcciones multicast IP-Ethernet

    Se realiza por mapeo de la direccin IP en la direccinMAC. No se utiliza ARP.

    Para hacer un mapeo exacto de la IP en la MAC haranfalta 28 bits, es decir los 4 ltimos bits de la OUI y los 24siguientes. Esto requerira reservar 24 = 16 OUIscontiguos, que habran costado $16.000 dlares

    El IETF decidi comprar solo un OUI (01-00-5E) y

    dedicar solo la mitad inferior a multicast, reservando laotra para otros fines. Por tanto se dispone solo de 23 bits

    Por tanto en el mapeo se ignoran los cinco primeros bits dela direccin IP

  • 7/16/2019 amplif_1

    12/85Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-12

    Resolucin direcciones multicast IP-Ethernet

    1110 xxxx xabcdefg hijklmno pqrstuvwDireccin IP multicast:

    00000001 00000000 01011110 0abcdefg hijklmno pqrstuvw

    01 00 5E

    Direccin MAC:

    Correspondencia no biunvoca:

    Bitsignorados

    Binario

    Hexadecimal

    Bits mapeados (23)

    224.0.0.1

    224.128.0.1225.0.0.1225.128.0.1..239.0.0.1239.128.0.1

    0100.5E00.000132 direcciones IP 1 direccin MAC

    OUI del IETF

    Mitad inferior

  • 7/16/2019 amplif_1

    13/85Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-13

    Resolucin direcciones multicast

    Cuando en una LAN corresponde la misma MAC a dosdirecciones IP multicast la tarjeta LAN pasa los dos gruposal nivel de red

    El nivel de red filtra los paquetes que no son suyos. Elprotocolo funciona pero el trabajo extra del nivel de redproduce un consumo adicional de CPU.

    Algunas tarjetas de red aceptan un nmero muy limitadode grupos multicast; cuando se supera este lmite se ponenen modo aceptar todo el multicast. El nivel de red ha de

    realizar el filtrado. Es como un modo promiscuo para eltrfico multicast

  • 7/16/2019 amplif_1

    14/85Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-14

    Resolucin de direcciones multicast

    RosaJuan Luis

    0000.E85A.CA6D 0001.02CD.8397 0001.02CC.4DD5

    0100.5E00.0001 0100.5E00.0001

    Direccionescapturadas

    por la tarjetade red 0100.5E00.0001

    M M M M M M

    M

    D.D.: 0100.5E00.0001

    Grupo Multicast 224.128.0.1 Grupo Multicast 225.0.0.1

    M

    Join

    224.128.0.1

    Join

    224.128.0.1

    Join

    225.0.0.1

    FFFF.FFFF.FFFF FFFF.FFFF.FFFF FFFF.FFFF.FFFF

  • 7/16/2019 amplif_1

    15/85Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-15

    Rangos de direcciones multicast IPv4reservadas o especiales

    Rango Uso224.0.0.0/24 Direcciones locales asignadas por la IANA.

    No propagadas por los routers.

    224.0.1.0/24 Direcciones globales asignadas por la IANA.Propagadas por los routers

    224.0.2.0/24224.0.255.0/24

    Bloque para asignaciones ad-hoc.

    Probablemente el ms utilizado

    224.1.0.0/16 Grupos multicast para Stream Protocol

    224.2.0.0/16 Bloque SAP/SDP (MBone)

    232.0.0.0/8 Multicast especfico de la fuente (SSM)

    233.0.0.0/8 Reservado para glop addressing239.0.0.0/8 Multicast con mbito limitado por la direccin

    255.255.255.255/32 Broadcast confinado a la LAN

    Los rangos no incluidos en esta tabla estn reservados por la IANA(Internet Assignment Numbers Authority) y no deberan utilizarse

  • 7/16/2019 amplif_1

    16/85Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-16

    Algunas direcciones IPv4 multicast reservadas

    Direccin Uso

    224.0.0.0 Reservada224.0.0.1 Hosts con soporte multicast

    224.0.0.2 Routers con soporte multicast

    224.0.0.4 Routers DVMRP (routing multicast)

    224.0.0.5 Routers OSPF

    224.0.0.6 Routers OSPF designados224.0.0.9 Routers RIP v2

    224.0.0.10 Routers IGRP

    224.0.0.11 Agentes mviles

    224.0.0.12 Agentes DHCP server/relay

    224.0.0.13 Routers PIMv2 (routing multicast)

    224.0.0.15 Routers CBT (routing multicast)

    224.0.0.22 Routers IGMP v3 (Memb. Report)

    255.255.255.255 Todos los hosts

    Locales Globales

    Direccin Uso

    224.0.1.1 NTP Network TimeProtocol

    224.0.1.7 Audio News

    224.0.1.12 IETF-1-Video

    224.0.1.16 Music-Service

    224.0.1.39 RP Announce (PIM)

    224.0.1.40 RP Discovery (PIM)

    224.0.1.41 Gatekeepers (H.323)

    224.0.1.52 Directorio VCR deMBone

    224.0.1.68 Protocolo MADCAP

    224.2.127.254 Anuncio de sesionesSAP (SDR)

    Las direcciones multicast reservadas se resuelven al nombre correspondienteen el dominio mcast.net, p. ej. 224.0.1.7 es audionews.mcast.net

  • 7/16/2019 amplif_1

    17/85

    Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-17

    Envos broadcast en Internet

    En Internet no es posible hacer un envobroadcast. Si utilizamos la direccin255.255.255.255 el envo se difunde en la redlocal nicamente, no pasa ms all.

    Dicho de otro modo, el paquete broadcast estratado como si tuviera TTL=1, cualquiera que seael valor de TTL que realmente tenga

    Esto se hace para preservar la salud de la red. Delo contrario cualquier usuario desaprensivo odespistado podra saturar la red

  • 7/16/2019 amplif_1

    18/85

    Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-18

    Diferencia entre envos a255.255.255.255 y a 224.0.0.1

    RosaJuan Luis

    W 3.11

    IP

    W 95

    IP

    Linux

    IPX

    255.255.255.255 224.0.0.1

    Router IP(con soporte multicast)

    255.255.255.255255.255.255.255

    255.255.255.255

    224.0.0.1

    224.0.0.1

    Ninguno de los dosdatagramas se

    transmite al exterior(independientementede cual sea su TTL)

    El kernel de Windows 3.11no tiene soporte multicast

  • 7/16/2019 amplif_1

    19/85

    Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-19

    Broadcast dirigido

    En Internet cuando se define una redautomticamente se define una direccin broadcasten dicha red. Dicha direccin es la ms altaexistente en esa red (parte host toda a unos).

    Por ejemplo si definimos la red 130.206.4.0/23 sudireccin de broadcast es 130.206.5.255

    En principio cualquier host puede hacer un envobroadcast a una red remota utilizando dichadireccin; esto se conoce como broadcastdirigido

  • 7/16/2019 amplif_1

    20/85

    Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-20

    Ataques con broadcast dirigido

    A finales de los 90 se produjeron diversos ataquesutilizando broadcast dirigido. La tcnica consista enenviar un paquete a la direccin broadcast de una redgrande poniendo una direccin de origen falsa (la del hosta atacar). Cuando ese host reciba las respuestas de los

    pings su consumo de CPU creca enormemente Como consecuencia hoy en da es normal no permitir el

    broadcast dirigido. Si se recibe un ping broadcast dirigidosolo lo responde el router que da acceso a esa red

    En los routers cisco el broadcast dirigido se controla con elcomando ip directed-broadcast a nivel deinterfaz. Por defecto este comando est puesto a no entodas las interfaces (por tanto por defecto no se permite)

  • 7/16/2019 amplif_1

    21/85

    Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-21

    Internet

    Broadcast en IP

    147.156.1.2/24

    147.156.1.3/24

    147.156.1.200/24

    147.156.255.2/24

    ping 147.156.1.255

    A recibe 199ICMP echo reply

    ping 147.156.1.255

    B recibe un ICMPecho reply (de X)

    147.156.1.1/24

    Se supone que los routers X e Y tienen todas sus interfaces con laconfiguracin por defecto, es decir con no ip directed-broadcast

    ping 147.156.255.255

    A

    B

    D

    D recibe un ICMPecho reply (de X)

    X

    Y

    147.156.2.2/24

    C

    ping 147.156.1.255

    C recibe un ICMP

    echo reply (de X)

    ping 147.156.2.255

    D recibe un ICMPecho reply (de Y)

    147.156.2.1/24

    147.156.255.1/24

  • 7/16/2019 amplif_1

    22/85

    Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-22

    mbito de una emisin multicast

    En multicast es fundamental disponer demecanismos que permitan limitar el mbitode difusin de los grupos multicast. Estopuede conseguirse de tres formas:Ajustando el valor del TTL (obsoleto)Asignando rangos de direcciones a

    determinados mbitosUtilizando el protocolo de anuncio de mbitos

    MZAP (Multicast Zone AnnouncementProtocol, RFC 2776). Poco extendido.

  • 7/16/2019 amplif_1

    23/85

    Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-23

    Delimitacin de mbito por direccin (RFC 2365)

    Rango mbito

    224.0.0.0/24

    (224.0.0.0-224.0.0.255)

    Nivel de enlace (LAN)

    224.0.1.0-238.255.255.255 Global.

    239.0.0.0 239.191.255.255 Reservado para usos futuros

    239.192.0.0/14

    (239.192.0.0-239.195.255.255)

    Organizacin

    239.196.0.0 239.254.255.255 Reservado para usos futuros

    239.255.0.0/16

    (239.255.0.0-239.255.255.255)

    Nivel de enlace (LAN)

    Se asigna un significado especial a determinados rangos dedirecciones multicast. El router, mediante ACLs, realiza un filtrado de los paquetes

    multicast que no deben salir (este filtrado es independiente deldescarte por TTL=0

  • 7/16/2019 amplif_1

    24/85

    Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-24

    Red de la Univ.de Valencia

    RedIRIS

    239.255.0.0/16

    Delimitacin del mbito por direccin(RFC 2365, 7/1998)

    239.192.0.0/14

    224.0.1.0-238.255.255.255

    Red de la Univ.de Murcia

    Europa

    Mundo

    Filtra 239.192.0.0/14

    Filtra 239.255.0.0/16

  • 7/16/2019 amplif_1

    25/85

    Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-25

    Delimitacin de ambito multicast pordireccin en IPv6

    Formato de las direcciones IPv6 multicast:

    1111 1111 Flags Scope Grupo Multicast

    Flags: 000T, donde:

    8 4Bits 4 112

    T = 0: direccin asignada de forma global y permanente (IANA)T = 1: direccin asignada de forma local y temporal

    Scope (0-F): valor que indica el mbito o alcance de la emisin. Puedehaber 16 mbitos diferentes. El grupo multicast puede ser cualquiera.

  • 7/16/2019 amplif_1

    26/85

    Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-26

    Equivalencia de mbitos IPv4-IPv6Scope IPv6 mbito Direcciones IPv4 (RFC 2365)

    0 Reservado

    1 Nodo

    2 Nivel de enlace (LAN) 224.0.0.0/24239.255.0.0/16

    3 (sin asignar)

    4 (sin asignar)

    5 Ubicacin (ej. Campus)6 (sin asignar)

    7 (sin asignar)

    8 Organizacin 239.192.0.0/14

    9 (sin asignar)

    A (sin asignar)

    B (sin asignar)

    C (sin asignar)

    D (sin asignar)

    E Global 224.0.1.0-238.255.255.255

    F Reservado

  • 7/16/2019 amplif_1

    27/85

    Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-27

    Asignacin de direcciones multicast Actualmente en Internet las direcciones multicast se

    asignan normalmente mediante el protocolo SAP (SessionAnnouncement Protocol, RFC 2974, 10/2000). El rango dedirecciones que utiliza SAP es el 224.2.0.0/16.

    El SAP presenta varios inconvenientes:

    Tiene una estructura plana, no jerrquica. Por tanto noes escalable

    Esta pensado especficamente para aplicacionesmultimedia

    La asignacin se realiza dinmicamente. No es posibleefectuar asignaciones estticas (permanentes)

    Se han propuesto otros protocolos ms avanzados perohasta la fecha no han tenido xito

  • 7/16/2019 amplif_1

    28/85

    Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-28

    Glop addressing

    Para asignar direcciones IP multicast estticas seutiliza actualmente el denominado Glopaddressing (RFC 3180, 9/2001), que funcionaas:

    Se utiliza el rango 233.0.0.0/8 (233.0.0.0233.255.255.255) Se asigna a los dos bytes centrales el valor del AS

    correspondiente. Ej.: a RedIRIS (AS 766) lecorresponde el rango 233.2.254/24 (2.254 equivale a

    766 expresado en dos bytes) Dentro de cada AS el ISP asigna las direcciones comole parece.

  • 7/16/2019 amplif_1

    29/85

    Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-29

    Sumario

    Introduccin. Aspectos generales

    IGMP

    Routing Multicast

  • 7/16/2019 amplif_1

    30/85

    Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-30

    IGMP = Internet Group

    Management Protocol Objetivo: permite a los routers averiguar los grupos

    multicast presentes en sus interfaces LAN Utiliza el valor 2 del campo protocolo en la cabecera IP Todos los mensajes IGMP se emiten con TTL=1, por lo

    que solo son recibidos en la LAN correspondiente a lainterfaz por la que se emiten

    Existen tres versiones de IGMP:

    V1: RFC 1112 (8/1989): Ej. W95, NT 4.0 SP3 V2: RFC 2236 (11/1997): W98, NT 4.0 SP 4, W2000 V3: RFC 3376 (10/2002): XP Prof., W2003

  • 7/16/2019 amplif_1

    31/85

    Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-31

    Tipos de mensajes en IGMPv1

    Tipo Emitidopor

    Funcin Direccinde destino

    Consulta de miembros

    (Membership Query)

    Routers Preguntar a los hosts si estn

    interesados en algn grupomulticast

    224.0.0.1

    Informe de Pertenencia(Membership Report)

    Hosts Informar a los routers que elhost est interesado en undeterminado grupo multicast

    La delgrupo encuestin

  • 7/16/2019 amplif_1

    32/85

    Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-32

    Proceso presentarse de IGMPv1

    CBA

    A decide unirse a224.2.2.2

    B decide unirse a224.1.1.1

    Enva un IGMPMembership Report

    a 224.1.1.1 2 3

    Cuando un host quiere entrar a formar parte de un grupo multicast

    enva un mensaje IGMP de saludo llamado Membership Report.

    Estos mensajes se envan al mismo grupo multicast al que se quiereunir el host

    1

    Enva un IGMPMembership Report

    a 224.2.2.2

    C decide unirse a224.2.2.2

    Enva un IGMPMembership Report

    a 224.2.2.2

    El mensaje nolo recibe nadie

    El mensaje nolo recibe nadie

    Este mensajelo recibe A

  • 7/16/2019 amplif_1

    33/85

    Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-33

    Proceso pregunta-respuesta de IGMPv1

    CBA

    X

    YRouter multicast

    Es el Query Router

    Miembro de 224.2.2.2 Miembro de 224.1.1.1 Miembro de 224.2.2.2

    1: Cada 60 seg. Xenva un mensajequery a 224.0.0.1

    1

    2: B se reporta(mensaje a224.1.1.1)

    2

    3: C se reporta(mensaje a224.2.2.2)

    3

    4: A no sereporta (sabe queya lo ha hecho C)

    4

    5: X sabe que en la LAN haymiembros de 224.1.1.1 y de

    224.2.2.2, pero no sabe cuantosni quienes

    6: Y tiene la mismainformacin que X pues

    recibe todos los mensajes

    Los routers multicast son siempre miembrosde todos los grupos multicast de su LAN

    Router multicast(no es Query Router)

    Grupos de X Grupos de Y

    224.1.1.1 224.1.1.1

    224.2.2.2 224.2.2.2

  • 7/16/2019 amplif_1

    34/85

    Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-34

    Proceso apuntarse (join) de IGMPv1

    CBA

    X Y

    Router multicast

    Miembro de224.2.2.2

    Miembro de224.1.1.1

    Miembro de224.2.2.2

    3: Los routers toman nota de quehay presente un miembro de un

    nuevo grupo multicast, el 224.3.3.3

    Router multicast

    D

    1: D se apunta a224.3.3.3

    2: D se reporta(mensaje a224.3.3.3)

    2

    Grupos de X

    224.1.1.1

    224.2.2.2

    Grupos de Y

    224.1.1.1

    224.2.2.2

    224.3.3.3 224.3.3.3

  • 7/16/2019 amplif_1

    35/85

    Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-35

    Miembro de224.3.3.3

    Proceso abandonar (leave) de IGMPv1

    CBA

    XY

    Router multicastQuery router

    Miembro de224.2.2.2

    Miembro de224.1.1.1

    Miembro de224.2.2.2

    Router multicast

    D

    1: D decideabandonar 224.3.3.3

    2: X enva el query una vez porminuto y no recibe respuesta de

    224.3.3.3. Cuando esto ocurre tresveces seguidas decide borrar

    224.3.3.3 de sus tablas

    3: Al pasar 3 minutos sin orinformes de 224.3.3.3 Ytambin le borra de sus

    tablas

    Grupos de X224.1.1.1

    224.2.2.2

    Grupos de Y

    224.1.1.1

    224.2.2.2

    224.3.3.3 224.3.3.3

    222

  • 7/16/2019 amplif_1

    36/85

    Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-36

    Problemas de IGMP v1

    Cuando un host abandona un grupo el trficomulticast puede seguir inundando esa LANdurante un tiempo largo (tres minutos). Si elusuario hace zapping esto consume mucho ancho

    de banda intilmente y puede suponer unproblema en la red. No se especifica por que mecanismo se elige al

    Query router. Se supone que se utilizar el router

    elegido como designado por el protocolo derouting. Los timeouts para la recepcin de informes no se

    pueden configurar dinmicamente

  • 7/16/2019 amplif_1

    37/85

    Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-37

    Mejoras introducidas por IGMPv2

    Hay un mensaje Leave Group que permite a los hostsnotificar al router de forma explcita cuando abandonan ungrupo

    Existen dos tipos de Query:

    Query General Query especfico de grupo

    La eleccin del Query router se realiza de formaindependiente al protocolo de routing. Se elige el de

    direccin IP ms baja. Los timeouts para la recepcin de informes se pueden

    modificar dinmicamente y anunciarse en los mensajesIGMP de Query

  • 7/16/2019 amplif_1

    38/85

    Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-38

    Tipos de mensajes en IGMPv2

    Tipo Emitidopor

    Funcin Direccinde destino

    Consulta General(General Query)

    Routers Preguntar a los hosts si estninteresados en algn grupo

    multicast

    224.0.0.1

    Consulta especfica degrupo (Group-SpecificQuery)

    Routers Preguntar a los hosts si estninteresados en un determinadogrupo multicast

    La delgrupo encuestin

    Informe de Pertenencia(Membership Report)

    Hosts Informar a los routers que elhost est interesado en un

    determinado grupo multicast

    La delgrupo en

    cuestin

    Abandono de Grupo(Leave Group)

    Hosts Informar a los routers que elhost deja de estar interesado enun grupo multicast

    224.0.0.2

    Nuevo

    Nuevo

  • 7/16/2019 amplif_1

    39/85

    Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-39

    Proceso abandonar (leave) de IGMPv2 (I)

    CBA

    X Y

    Router multicastQuery router

    Miembro de224.2.2.2

    Miembro de224.1.1.1

    Miembro de224.2.2.2

    Router multicast

    1: La aplicacin de C decide

    abandonar 224.2.2.2

    3: X enva un Group-Specific Query a

    224.2.2.2

    3

    4: A envaMembership

    Report a

    224.2.2.24

    5: X decide mantener activoel grupo 224.2.2.2 ya que aun

    tiene miembros

    6: Y, que lo ha oido todo,decide tambin manteneractivo el grupo 224.2.2.2

    Grupos de X

    224.1.1.1

    224.2.2.2

    Grupos de Y

    224.1.1.1

    224.2.2.2

    2: C enva LeaveGroup a224.0.0.2

    2

  • 7/16/2019 amplif_1

    40/85

    Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-40

    Proceso abandonar (leave) de IGMPv2 (II)

    CBA

    X Y

    Router multicastQuery router

    Miembro de224.2.2.2

    Miembro de224.1.1.1

    Router multicast

    1: La aplicacin de A decide

    abandonar 224.2.2.2

    3: X enva un Group-Specific Query a

    224.2.2.2

    3 4: como no recibe respuestaX decide eliminar el grupo224.2.2.2 de esa interfaz

    5: Y, que lo ha oido todo,decide tambin eliminar el

    grupo 224.2.2.2

    Grupos de X

    224.1.1.1

    224.2.2.2

    Grupos de Y

    224.1.1.1

    224.2.2.2

    2: A enva LeaveGroup a224.0.0.2

    2

  • 7/16/2019 amplif_1

    41/85

    Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-41

    En general cuando en una red hay algnrouter o algn host que utiliza IGMP v1

    todo el conjunto funciona como IGMP v1 A menudo en estos casos los routers han de

    configurarse manualmente para que

    funcionen con IGMP v1 (para que sepanque no deben enviar los mensajes Group

    Specific Query)

    Compatibilidad IGMP v1-v2

  • 7/16/2019 amplif_1

    42/85

    Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-42

    Mejoras introducidas por IGMP v3

    La aportacin de IGMPv3 es que la eleccin delos flujos multicast ya no se limita solo a ladireccin de destino; tambin se puede especificarla direccin de origen

    Esto permite aislar a saboteadores oindeseables. Evita que se puedan producirataques de denegacin de servicio en emisionesmulticast.

    A la funcionalidad aportada por IGMPv3 se ladenomina SSM, Source Specific Multicast.

  • 7/16/2019 amplif_1

    43/85

    Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-43

    Mensajes nuevos de IGMP v3

    El Membership Report puede indicar una serie de fuentes aincluir, o a excluir, ej.: Unirse (Join):

    Membership Report 224.1.1.1 EXCLUDE ()

    Abandonar (Leave):Membership Report 224.1.1.1 INCLUDE ()

    El comando Query tiene ahora tres modalidades: General Query (v1)

    Group-Specific Query (v2) Group-and-Source-Specific Query (v3)

  • 7/16/2019 amplif_1

    44/85

    Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-44

    Tipos de mensajes en IGMPv3

    Tipo Emitido

    por

    Funcin Direccin

    de destino

    Consulta General(General Query)

    Routers Preguntar a los hosts si estninteresados en algn grupomulticast

    224.0.0.1

    Consulta especfica degrupo (Group-SpecificQuery)

    Routers Preguntar a los hosts si estninteresados en un determinadogrupo multicast

    La delgrupo encuestin

    Consulta especfica degrupo y fuente (Group-and-Source-SpecificQuery)

    Routers Preguntar a los hosts si estninteresados en un determinadogrupo multicast de una serie defuentes determinada

    La delgrupo encuestin

    Informe de Pertenencia(Membership Report)

    Hosts Informar a los routers que elhost est interesado en undeterminado grupo multicast(indicando una serie de fuentesa incluir o a excluir)

    224.0.0.22

    Nuevo

    Modificado

  • 7/16/2019 amplif_1

    45/85

    Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-45

    Suscripcin selectiva de IGMP v3

    Emisor de 224.1.1.1

    Miembro de 224.1.1.1

    Emisor de 224.1.1.1130.206.1.1 140.34.1.1

    Membership Report:224.1.1.1EXCLUDE (140.34.1.1)

    XGrupos de X

    224.1.1.1 exclude ()

    2Membership Report:224.1.1.1EXCLUDE ()

    1

    224.1.1.1 EXCLUDE (140.34.1.1)

    A

    BC

    Y Z

    3

    Group-and-Source-Specific Query:224.1.1.1, 140.34.1.1

    M l i LAN d

  • 7/16/2019 amplif_1

    46/85

    Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-46

    Multicast en una LAN conmutada

    Servidores de vdeo

    MPEG-2 multicast

    WAN

    4 x 3 Mb/s

    P1P2

    P3P4

    P1

    P3

    P1

    P4

    1 Gb/s

    100 Mb/s

    10 Mb/s

    P1: 239.192.0.1P2: 239.192.0.2P3: 239.192.0.3P4: 239.192.0.4

    12 Mb/s

    M lti t t di

  • 7/16/2019 amplif_1

    47/85

    Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-47

    Multicast con router en medio

    Servidores de vdeoMPEG-2 multicast

    WAN

    3 Mb/s

    P1

    P2P3

    P4

    P1

    P3

    P1

    P4

    6 Mb/s9 Mb/s

    El router tiene que procesartodo el trfico de vdeo

    Multicast con VLANs

  • 7/16/2019 amplif_1

    48/85

    Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-48

    Multicast con VLANsServidores de vdeoMPEG-2 multicast WAN

    P1P2

    P3 P4

    P1

    P3

    P1

    P4

    VLANServidores

    VLAN A VLAN B VLAN C

    El router tiene que procesartodo el trfico de vdeo

    Enlaces Trunk

  • 7/16/2019 amplif_1

    49/85

    Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-49

    Multicast en LAN conmutada

    Cuando un host desea recibir un grupomulticast tiene que emitir un IGMPMembership Report

    Analizando los mensajes IGMP que pasanpor l un conmutador podra saber por quepuertos debe distribuir cada grupo

    multicast, y filtrar el trfico innecesario Esto se conoce como IGMP snooping

    (snooping = husmear)

  • 7/16/2019 amplif_1

    50/85

    Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-50

    IGMP Snooping

    Para realizar el IGMP snooping los conmutadores han de realizar elsiguiente proceso: Ver si se trata de una trama multicast Ver si se trata de un paquete IP (por ejemplo campo Ethertype =

    x0800)

    Ver si se trata de un mensaje IGMP (valor 2 en el campo protocolode la cabecera IP)

    Una vez comprobado todo el conmutador ha de interpretar el mensajeIGMP y actuar en consecuencia

    Este proceso puede hacerse de dos formas:

    Por hardware: se incorporan ASICs adicionales al conmutador paraque no intervenga la CPU. Normalmente esto solo se hace enconmutadores de gama alta

    Por software: la CPU realiza el IGMP snooping. Normalmente estolimita el rendimiento del equipo en trfico multicast

    Multicast en LAN con IGMP snooping

  • 7/16/2019 amplif_1

    51/85

    Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-51

    Multicast en LAN con IGMP snooping

    Servidores de vdeo

    MPEG-2 multicast

    WAN

    P1P2

    P3P4

    P1

    P3

    P1

    P4

    El router no reenva el trfico multicast,pero ha de procesar todos los paquetes

    por si contuvieran mensajes IGMP

    Conmutador con IGMPSnooping por hardware

    Conmutadores conIGMP Snooping

    por software

    S i d i f

  • 7/16/2019 amplif_1

    52/85

    Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-52

    Supresin de informes conIGMP Snooping

    La supresin de informes permite que un host omita el envo delMembership Report si otro ya lo ha enviado. Esto da al traste con elIGMP Snooping, los conmutadores ya no saben exactamente en que

    puertos estn los receptores multicast. Una solucin es que los conmutadores propaguen los Membership

    Report solo por los puertos por donde recibieron los MembershipQuery (que es donde est el router que pregunt).

    Pero los Membership Report tambin se han de enviar a los demsrouters, aunque no hayan lanzado la pregunta. Los conmutadores puedendescubrir a los routers por algunos mensajes caractersticos, o se puedeindicar en la configuracin del conmutador.

    Todo esto complica el funcionamiento de IGMP Snooping. En IGMP v3 los Membership Report se envan a la direccin

    224.0.0.22, que solo es recibida por los routers IGMP v.3 y no por loshosts. Por tanto en IGMPv3 no existe la supresin de informes, lo cualsimplifica el IGMP Snooping.

  • 7/16/2019 amplif_1

    53/85

    Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-53

    Sumario

    Introduccin. Aspectos generales

    IGMP

    Routing Multicast

  • 7/16/2019 amplif_1

    54/85

    Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-54

    Funcionamiento del routing multicast

    Una vez el router sabe (por IGMP) en que grupos multicastestn interesados los hosts de su LAN debe conspirar conlos dems routers para conseguir que dichos paquetes lelleguen desde donde se estn produciendo

    El routing multicast funciona al revs que el unicast: seenruta en funcin de la direccin de origen, no de la dedestino.

    El receptor busca la ruta ptima para llegar al emisor.Cuando la encuentra solicita a los routers del camino le

    hagan llegar los paquetes Condicin: debe haber una ruta unicast viable emisor-

    receptor y dicha ruta debe ser simtrica

  • 7/16/2019 amplif_1

    55/85

    Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-55

    Modo denso y modo disperso

    Modo denso: inicialmente los datagramas multicast sepropagan por toda la red y establecen un rbol ptimo sinbucles (spanning tree); si algn router no est interesado en

    la emisin solicita cortar su rama del rbol enviando unmensaje prune (prune = podar).

    Modo disperso: Se presupone que solo una minora de losrouters estn interesados en la emisin por lo que en

    principio no se le enva a ninguno; si a alguno le interesa lodebe solicitar con un mensaje join (unirse, apuntarse).

  • 7/16/2019 amplif_1

    56/85

    Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-56

    Modo denso Es el ms antiguo y el ms sencillo Se utiliza cuando hay un gran ancho de banda o cuando una

    mayora de los routers quieren recibir el grupo multicast No es eficiente cuando el nmero de receptores es minoritario No es escalable. Protocolos que utilizan el modo denso:

    DVMRP (Distance Vector Multicast Routing Protocol).RFC 1075 (11/1988)

    PIM-DM (Protocol Independent MulticastDense

    Mode). RFC 3973 (1/2005) MOSPF (Multicast OSPF) RFC 1584 (3/1994)

  • 7/16/2019 amplif_1

    57/85

    Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-57

    Modo disperso

    Es preferible al modo denso cuando el nmero dereceptores es minoritario

    Es el ms utilizado actualmente en Internet, pues

    es escalable Protocolos que utilizan el modo disperso:

    PIM-SM v2 (Protocol Independent MulticastSparse Mode) RFC 2362 (6/1998)

    CBT v2 (Core Based Trees) RFC 2189, 2201 (9/1997) BGMP (Border Gateway Multicast Protocol) RFC 3913

    (9/2004)

  • 7/16/2019 amplif_1

    58/85

    Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-58

    PIM-DM (Protocol IndependentMulticastDense Mode)

    Para calcular las rutas ptimas utiliza la tabla de routing unicast,independientemente del protocolo utilizado para obtenerla (deah lo de protocol independent). Puede usar OSPF, IS-IS,EIGRP e incluso rutas estticas

    El trfico se transmite inicialmente por inundacin. Los buclesse evitan por la tcnica denominada RPF Check

    Los routers no interesados pueden enviar comandos prune(podar); si cambian de opinin pueden enviar comandos graft(injertar)

    La inundacin (y el consiguiente podado) se repite cada 3

    minutos Ha sido estandarizado por el IETF en el RFC 3973 Se utiliza en Internet junto con PIM-SM

    RPF check (Re erse Path For arding

  • 7/16/2019 amplif_1

    59/85

    Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-59

    Es una forma de evitar los bucles por inundacin que consiste enque antes de reenviar por inundacin un paquete el router realizala siguiente comprobacin: Analiza la interfaz de entrada del paquete y su direccin de

    origen (unicast)

    Consulta en la tabla de rutas la interfaz de la ruta ptimahacia la direccin de origen Si la interfaz de entrada coincide con la de la ruta ptima el

    paquete es aceptado y redistribuido por inundacin. En casocontrario el paquete se descarta ya que probablemente se

    trata de un duplicado El RPF check se usa en PIM-DM y PIM-SM El RPF check es incompatible con rutas asimtricas

    RPF check (Reverse Path Forwardingcheck)

  • 7/16/2019 amplif_1

    60/85

    Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-60

    A

    E

    B

    F

    G

    C

    D

    M

    M

    M

    M

    M

    Funcionamiento del RPF check

    M M

    M M

    E sabe que su interfaz ptima haciaA es S1 y no S0; por tanto descartael paquete recibido por S0

    S0

    S0

    S0

    S0

    S0

    S0

    S1

    S1S1S1

    S2

    S1

    S0

    S2S2

    S1S1S2

    Emisor multicastRutas ptimas hacia A

    En cada bucle se envan

    dos paquetes de ms,pero como los routerslos descartan no hay

    problema

    Funcionamiento de PIM-DM

  • 7/16/2019 amplif_1

    61/85

    Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-61

    Emisor multicast140.2.2.2

    A

    E

    B

    F

    G

    C

    D

    M

    M

    M

    M

    M

    Funcionamiento de PIM DMInundacin inicial

    S0

    S0

    S0

    S0

    S0

    S0

    S1

    S1S1S1

    S2

    S1

    S0

    S2S2

    S1

    S1S2

    1.1.1.0/24 S0S1

    1.1.1.0/24 S1S2

    1.1.1.0/24 S1S2

    1.1.1.0/24 S1 1.1.1.0/24 S0

    S2

    1.1.1.0/24 S0

    S2

    1.1.1.0/24 S1

    Red 140.2.2.0/24

    MM

    MM

    Los paquetes recibidos en estas interfaces no son propagadospor inundacin porque no superan la prueba del RPF Check

    Funcionamiento de PIM-DM (II)

  • 7/16/2019 amplif_1

    62/85

    Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-62

    A

    E

    B

    F

    G

    C

    1.1.1.2

    170.2.2.2

    D

    Miembro de 224.2.2.2

    M

    M

    M

    M

    M

    M

    M

    Emisor de 224.2.2.2 M

    224.2.2.2

    Grupos de E

    P

    P

    P

    1: Inundacin(flooding)

    2: Podado(prune)

    E0E0

    S0

    E0

    S0

    S0

    S0

    S0

    S0

    S1

    S1S1S1

    S2

    S1

    S0

    S2S2

    S1

    S1S2

    S11.1.1.2,224.2.2.2

    Podado en A

    S11.1.1.2,224.2.2.2

    Podado en CS11.1.1.2,224.2.2.2

    Podado en B

    S2

    2.2.2.2

    ( )Emisin broadcast y Podado (Pruning)

    160.2.2.2

    MM

    MM

    PP

    PP

    Funcionamiento de PIM-DM (III)

  • 7/16/2019 amplif_1

    63/85

    Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-63

    A

    E

    B

    F

    G

    C

    1.1.1.2

    170.2.2.2

    D

    Miembro de 224.2.2.2

    M

    M

    M

    M

    Emisor de 224.2.2.2 M

    224.2.2.2

    Grupos de EE0E0

    S0

    E0

    S0

    S0

    S0

    S0

    S0

    S1

    S1S1S1

    S2

    S1

    S0

    S2S2

    S1

    S1S2

    S11.1.1.2,224.2.2.2

    Podado en A

    S11.1.1.2,224.2.2.2

    Podado en CS11.1.1.2,224.2.2.2

    Podado en B

    S2

    GM

    ( )Injerto (Grafting)

    2.2.2.2

    160.2.2.2Miembro de 224.2.2.2

    G

    M

    224.2.2.2

    Grupos de F

    M

    Funcionamiento de PIM-DM (IV)

  • 7/16/2019 amplif_1

    64/85

    Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-64

    A

    E

    B

    F

    G

    C

    1.1.1.2160.2.2.2

    170.2.2.2

    D

    Miembro de 224.2.2.2

    M

    M

    M

    M

    Emisor de 224.2.2.2 M

    224.2.2.2

    Grupos de E

    E0

    E0

    S0

    E0

    S0

    S0

    S0

    S0

    S0

    S1

    S1S1S1

    S2

    S1

    S0

    S2S2

    S1

    S1S2

    S11.1.1.2,224.2.2.2

    Podado en A

    S11.1.1.2,224.2.2.2

    Podado en C

    S2

    M

    ( )Aparicin de un segundo emisor

    M2M2

    2.2.2.2

    E0

    160.2.2.2Miembro de 224.2.2.2

    MEmisor de 224.2.2.2 M2

    M2

    M2 M2

    M2

    224.2.2.2

    Grupos de F

    rbol para

    2.2.2.0/24

    M

    P P

    P

    S22.2.2.2,224.2.2.2

    Podado en F

    S12.2.2.2,224.2.2.2

    Podado en B

    S02.2.2.2,224.2.2.2

    M2 M2

    S02.2.2.2,224.2.2.2

    Podado en D

  • 7/16/2019 amplif_1

    65/85

    Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-65

    Problemas del modo denso

    Cada router de la red ha de mantener: La topologa del SPT (la relacin de las ramas que

    cuelgan de l en el rbol). Para cada red emisora y cadagrupo hay un rbol diferente

    La relacin de las ramas que han sido podadas paracada emisor y cada grupo (cada par (S,G), Source,Group)

    La gran cantidad de informacin de estado hace difcilestablecer un servicio multicast en una red grande para un

    nmero elevado de emisores y grupos Para construir el SPT inicial se procede por inundacin.Para adaptarse a cambios en la red el proceso se repite cada2-3 minutos, lo cual genera mucho trfico.

  • 7/16/2019 amplif_1

    66/85

    Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-66

    Funcionamiento de PIM-SM

    Se basa para construir rboles en la tabla derouting unicast (como PIM-DM). Puede usarOSPF, IS-IS, EIGRP, etc., incluso rutas estticas

    Al funcionar en modo disperso no se hace

    inundacin de la informacin Problema: como localizamos a los emisores Solucin: establecemos un punto de encuentro

    donde los emisores se registren y los receptores

    vayan a preguntar. Ese punto de encuentro es unrouter que denominamos Rendezvous Point

    Funcionamiento de PIM-SM (I)

  • 7/16/2019 amplif_1

    67/85

    Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-67

    A

    E

    B

    F

    RP

    C

    1.1.1.2

    3.3.3.3

    D

    2: Membership Report224.2.2.2 EXCLUDE ()

    M

    3: Fuente F1 deG (224.2.2.2) M

    E0E0

    S0

    E0

    S0

    S0

    S0

    S0

    S0

    S1

    S1S1S1

    S2

    S1

    S0

    S2S2

    S1

    S1S2

    ( )rbol compartido, receptores primero

    2.2.2.3

    RendezvousPoint ()

    J

    1: Membership Report

    224.2.2.2 EXCLUDE ()

    RP Ent Sal

    (*, G) S1

    R M R M

    M

    M

    M

    JJ

    C Ent Sal

    (F1,G) S0 S1B Ent Sal

    (F1,G) S0 S1A Ent Sal

    (F1,G) E0 S0

    M M

    E Ent Sal

    (*,G) S2 E0

    F Ent Sal

    (*, G) S2 E0S0

    M

    MM

    R M R M RSRS

    Registro deemisores

    (F1,G) S0

    S0

    G

    Funcionamiento de PIM-SM (II)

  • 7/16/2019 amplif_1

    68/85

    Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-68

    A

    E

    B

    F

    RP

    C

    1.1.1.2

    3.3.3.3

    D

    3: Membership Report

    224.2.2.2 EXCLUDE ()

    M

    E0E0

    S0

    E0

    S0

    S0

    S0

    S0

    S0

    S1

    S1S1S1

    S2

    S1

    S0

    S2S2

    S1

    S1S2

    ( )rbol compartido, emisor primero

    2.2.2.3

    RendezvousPoint ()

    J

    2: Membership Report

    224.2.2.2 EXCLUDE ()

    RP Ent Sal

    (F1, G) S0 S1

    R M R MJJ

    C Ent Sal

    (F1,G) S0 S1B Ent Sal

    (F1,G) S0 S1A Ent Sal

    (F1,G) E0

    M M

    E Ent Sal

    (*, G) S2 E0

    F Ent Sal

    (*,G) S2 E0S0

    M

    MM

    RSRS

    Registro de

    emisores

    (F1,G) S0

    1: Fuente F1 deG (224.2.2.2) M

    S0

    Funcionamiento de PIM-SM (III)D f b l id

  • 7/16/2019 amplif_1

    69/85

    Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-69

    A

    E

    B

    F

    RP

    C

    1.1.1.2

    3.3.3.3

    D

    Miembro de (*,G)

    M

    Fuente F1 deG (224.2.2.2) M

    E0E0

    S0

    E0

    S0

    S0

    S0

    S0

    S0

    S1

    S1S1S1

    S2

    S1

    S0

    S2S2

    S1

    S1S2

    ( )Dos fuentes, rbol compartido

    2.2.2.3

    RendezvousPoint ()

    Miembro de (*,G)

    RP Ent Sal

    (F1, G) S0 S1

    M

    M

    M

    C Ent Sal

    (F1,G) S0 S1B Ent Sal

    (F1,G) S0 S1A Ent Sal

    (F1,G) E0 S0

    M M

    M2 M2E Ent Sal

    (*, G) S2 E0

    F Ent Sal

    (*, G) S2 E0,S0

    (F2,G) E0 S0

    2.2.2.2

    Fuente F2 de G

    Registro deemisores

    (F1,G) S0

    (F2,G) S1

    M2

    Funcionamiento de PIM-SM (IV) b l SPT (Sh t t P th T )

  • 7/16/2019 amplif_1

    70/85

    Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-70

    A

    E

    B

    F

    RP

    C

    1.1.1.2

    3.3.3.3

    D

    Miembro de (*,G)

    M

    E0E0

    S0

    E0

    S0

    S0

    S0

    S0

    S0

    S1

    S1S1S1

    S2

    S1

    S0

    S2S2

    S1

    S1S2

    ( )rbol SPT (Shortest Path Tree)

    2.2.2.3

    RendezvousPoint ()

    Miembro de (*,G)

    RP Ent Sal

    (F1,G) S0 S1

    C Ent Sal

    (F1,G) S0 S1

    B Ent Sal

    (F1,G) S0 S1

    A Ent Sal

    (F1,G) E0 S0

    M M

    E Ent Sal

    (*, G) S2 E0

    F Ent Sal

    (*,G) S2 E0S0

    M

    MM

    1: E crea SPTpara (F1,G)

    J

    M

    P

    M

    2: F crea SPTpara (F1,G)

    J

    M

    M

    Registro deemisores

    (F1,G) S0

    Fuente F1 de G (224.2.2.2) M

    S2

    S2

    S1

    S1

  • 7/16/2019 amplif_1

    71/85

    Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-71

    Leyenda de smbolos empleados en lasdiapositivas

    M Datagrama multicast. Direccin de origen: 1.1.1.2.Direccin de destino 224.2.2.2

    M2 Datagrama multicast. Direccin de origen: 2.2.2.2.Direccin de destino 224.2.2.2

    P Mensaje Prune (DVMRP, PIM-DM, PIM-SM y CBT)

    G Mensaje Graft (DVMRP y PIM-DM)

    J Mensaje Join (PIM-SM y CBT)

    R M Mensaje Register con datagrama multicast encapsulado (PIM-SM)

    RS Mensaje Register Stop (PIM-SM)

    M Datagrama multicast desencapsulado por un RP (PIM-SM)

  • 7/16/2019 amplif_1

    72/85

    Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-72

    Mensajes PIM SM Los mensajes Join o Prune de PIM-SM se envan por la

    interfaz por la que apunta la ruta unicast hacia el RP (ohacia la fuente, en caso de que se est estableciendo elrbol SPT)

    La direccin de destino de esos mensajes no es el RP o lafuente, sino la direccin multicast 224.0.0.13; por tanto

    solo se mandan al siguiente router. El siguiente router, en funcin del mensaje recibido y su

    informacin de estado multicast, decide si debe, o no,propagar el Join o Prune al siguiente router hacia el RP (ohacia la fuente, en caso de que se est estableciendo el

    rbol SPT) Los mensajes Register y Register Stop son mensajesunicast; se envan siempre a la direccin unicast del RP ydel emisor. Los routers intermedios no tienen ninguna

    posibilidad de interceptarlos o modificar su contenido

  • 7/16/2019 amplif_1

    73/85

    Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-73

    Es el ms complejo de los protocolos de routing multicasten uso actualmente

    Los rboles compartidos minimizan la cantidad deinformacin de estado en los routers. Los rboles SPT

    optimizan el trfico Se suele fijar un umbral de trfico a partir del cual losrouters conmutan de rbol compartido a SPT. Si umbral=0se conmuta con el primer paquete, si umbral= siempre seusa el rbol compartido.

    Debido a su flexibilidad y escalabilidad PIM-SM es elprotocolo que tiene ms futuro en Internet. MBone estevolucionando hacia PIM-SM

    PIM-SM

  • 7/16/2019 amplif_1

    74/85

    Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-74

    Eleccin del RP

    El RP se puede asignar por configuracin en cadarouter Es posible asignar un RP diferente para diferentes

    rangos de direcciones multicast

    Se puede designar un RP backup por si falla el RPprincipal Dado que generalmente los rboles SPT desde la

    fuente se establecen con el primer paquete enviado, la

    ubicacin del RP no es crtica en lo que a rendimientose refiere. Sin embargo si el RP falla el multicast en lared deja de funcionar.

  • 7/16/2019 amplif_1

    75/85

    Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-75

    Descubrimiento del RP

    Para evitar la configuracin manual la mayora de lasimplementaciones utilizan un protocolo de descubrimiento delRP que hace uso de dos grupos multicast para distribuir susmensajes: RP Announce: 224.0.1.39

    RP Discovery: 224.0.1.40 Para que el protocolo de descubrimiento del RP funcione los

    grupos 224.0.1.39 y 224.0.1.40 han de distribuirse en mododenso (PIM-DM)

    Esto da origen a lo que se conoce como el PIM-sparse-dense,

    que utiliza modo sparse excepto para los dos grupos anteriores,para los que usa modo dense

  • 7/16/2019 amplif_1

    76/85

    Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-76

    Multicast entre sistemas autnomos

    En PIM-SM el RP es imprescindible para el funcionamiento delprotocolo Si el RP est en otro ISP (otro AS) y queda fuera de servicio los

    usuarios locales no pueden utilizar multicast Para resolver este problema el IETF ha creado un protocolo

    llamado MSDP (Multicast Source Discovery Protocol) (RFC3618, 10/2003) que consiste en que: Cada AS tiene su propio RP Los RPs de distintos AS se descubren mutuamente y una

    vez se conocen acuerdan intercambiar informacin Para el trfico multicast entre ASs se utiliza el protocolo BGMP

    (Border Gateway Multicast Protocol) (RFC 3913, 9/2004)

  • 7/16/2019 amplif_1

    77/85

    Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-77

    Problemas del routing multicast en

    las redes actuales Los principales problemas que tiene el multicast son los siguientes: Cortafuegos: no permiten el paso de paquetes multicast Rutas asimtricas: falla el RPF check y el multicast no funciona Soporte: algunos routers no soportan o no tienen configurado el routing

    multicast. Fiabilidad: aunque el fabricante lo soporte en general el software multicast

    est mucho menos extendido, menos probado y por tanto es menos fiableque el unicast

    Rendimiento: determinados tipos de trfico multicast pueden cargarmucho los routers.

    Seguridad: es muy fcil realizar ataques de denegacin de servicio en una

    red con mutlicast habilitado. Escalabilidad: algunos protocolos de multicast no han sido probados agran escala, especialmente entre diferentes sistemas autnomos.

  • 7/16/2019 amplif_1

    78/85

    Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-78

    Aplicaciones Multicast Todas las aplicaciones multicast utilizan UDP como protocolo

    de transporteNo hay control de congestinNo hay control de datagramas errneos, duplicados,

    descartados, etc.

    Todas estas tareas quedan a cargo de la aplicacin, que recibeinformacin de la situacin a travs de los protocolos RTP yRTCP.

    La inmensa mayora de las aplicaciones disponibles paramulticast son herramientas de comunicacin multimedia

    (vdeoconferencia, distribucin de vdeo, etc.).

    RFCs sobre multicast

  • 7/16/2019 amplif_1

    79/85

    Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-79

    RFCs sobre multicastProtocolo RFC Fecha Pg. Estado Grado

    Implement.

    mbito Direcc. 2365 07/1998 8 Best current practice Alto

    MZAP 2776 02/2000 27 Estndar Muy bajo

    SAP 2974 10/2000 18 Experimental Alto

    MADCAP 2730 12/1999 53 Estndar Muy bajo

    MASC 2909 09/2000 56 Experimental Muy bajo

    Glop addressing 3180 09/2001 5 Best current practice Alto

    IGMP v1 1112 08/1989 5 (17) Estndar Muy bajo

    IGMP v2 2236 11/1997 24 Estndar Medio

    IGMP v3 3376 10/2002 53 Estndar Alto

    DVMRP (v1) 1075 11/1988 24 Experimental Muy bajo

    DVMRP v3 Draft 05/2004 49 Muy bajo

    PIM-DM 3973 01/2005 61 Experimental Alto

    MOSPF 1584 03/1994 102 Estndar Muy bajo

    PIM-SM v1 2362 06/1998 66 Experimental Medio

    PIM-SM v2 Draft 03/2006 148 Alto

    CBT v2 2189 09/1997 23 Experimental Muy bajo

    BGMP 3913 09/2004 41 Informativo Alto

    MSDP 3618 10/2003 19 Experimental Muy bajo

    Problema examen Febrero 2002

  • 7/16/2019 amplif_1

    80/85

    Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-80

    D

    C E

    A

    Emisor

    Receptor

    ReceptorReceptor

    B F

    G

    Dada la red multicast PIM-SM de la figura dibuje cual sera el rbol de distribucinmulticast en caso de que el RP se site en cada uno de los siete routers de la red.

    Diga cual o cuales ubicaciones hacen un uso ms eficiente de la red, usando comocriterio de optimizacin minimizar el trfico total en el conjunto de enlaces WAN.

    Se supone que la mtrica utilizada es nicamente el nmero de saltos.

    E E E

    Solucin:

  • 7/16/2019 amplif_1

    81/85

    Universidad de Valencia Rogelio MontaanaAmpliacin Redes 1-81

    A

    R

    DE

    C B

    G F

    RR

    A

    E

    R

    DE

    C B

    G F

    RR

    A

    R

    DE

    C B

    G F

    RR

    A

    E

    R

    DE

    C B

    G F

    RR

    A

    E

    R

    DE

    C B

    G F

    RR

    A

    R

    DE

    C B

    G F

    RR

    A

    E

    R

    DE

    C B

    G F

    RR

    RP en A: 6 enlaces RP en C: 5 enlaces

    RP en D: 4 enlaces RP en F: 4 enlaces RP en G: 6 enlacesRP en E: 5 enlaces

    RP en B: 4 enlaces

    Junio 2004. Problema 2.2

  • 7/16/2019 amplif_1

    82/85

    Universidad de Valencia Rogelio Montaana

    Servidores devdeo multicast

    P1P2

    P3P4

    P1

    P3P4

    Router multicast

    1

    2

    3A

    B

    CD

    1

    2

    1

    2 3 4

    Cada flujo multicast (P1, P2, P3 y P4) genera 2 Mb/s.Rellene la tabla indicando el flujo (entrante y saliente) en los puertos indicados.A implementa IGMP Snooping, B, C y D no.

    Conmutador Puerto Flujo entrante (Mb/s) Flujo saliente (Mb/s)

    B 123

    C 12

    D 1234

    A enva por cada puerto solo las

    emisiones multicast que tienenalgn suscriptor:Hacia B P1Hacia D P3 y P4Hacia C todos (router en modopromiscuo)

    2 00 2

    0 2

    8 0

    0 8

    4 0

    0 4

    0 4

    0 4

    Ampliacin Redes 1-82

    Febrero 2005. Problema 3.1 Routers:Eth0 recibe los cuatro grupos

  • 7/16/2019 amplif_1

    83/85

    Universidad de Valencia Rogelio Montaana

    Servidores multicast

    P1P2

    P3P4

    P1

    P3

    P1P4

    Conmutadores conIGMP Snooping

    H1 H2

    H3 H4

    H5 H6 H7 H8H9 H10 H11 H12

    Eth0

    Eth1

    Eth2 Eth3

    Indique que flujos pasan por cada una de las interfaces del router y que flujos llegan a cada host.Los conmutadores de primer nivel implementanIGMP Snooping, los de segundo nivel no

    Eth0 recibe los cuatro grupos(modo promiscuo)Eth1 enva P1 y P3Eth2 enva P1

    Eth3 enva P4

    Hosts:H1 y H2 reciben P1H3 y H4 reciben P3H5 y H6 no reciben nadaH7 y H8 reciben P1H9 y H10 no reciben nadaH11 y H12 reciben P4

    Ampliacin Redes 1-83

    Junio 2007. Problema 2.1

  • 7/16/2019 amplif_1

    84/85

    Universidad de Valencia Rogelio Montaana

    A

    B C

    2048 Kb/s 2048 Kb/s

    64 Kb/s

    E0

    S0 S1

    Emisor P1

    Emisor P2 Emisor P3

    Receptor P3 Receptor P3

    Receptor P3

    Receptor P1

    Routing unicast: OSPF (mtrica basada en ancho de banda)Routing multicast: PIM-SM con RP en A. Se revierte al SPT de forma inmediataLos conmutadores tienen IGMP SnoopingCada emisor genera 500 Kb/s de trficoCalcule el flujo entrante y saliente en cada interfaz del router A

    P1 genera 500 Kb/s detrfico entrante en E0 de A

    P2 no genera ningn trficoen A

    P3 genera 500 Kb/s de

    trfico que entra por S1 ysale por E0 . Adems salen500 Kb/s por S0 hacia B

    Interfaz Entrante SalienteE0 500 Kb/s (P1) 500 Kb/s (P3)S0 0 Kb/s 500 Kb/s (P3)

    S1 500 Kb/s (P3) 0 Kb/s

    Ampliacin Redes 1-84

    Febrero 2007. Problema 2.1

  • 7/16/2019 amplif_1

    85/85

    Servidor 192.168.1.1/24Emisin de vdeo (10 Mb/s)239.0.0.1

    H1

    Servidor 192.168.1.2/24Emisin de audio (50 Kb/s)239.128.0.1

    H2 H3 H4

    192.168.1.3/24 192.168.1.4/24 192.168.1.5/24 192.168.1.6/24

    H1 y H2 reciben audio, ningn host recibe vdeo (no tienen aplicacin adecuada)Si la emisin de vdeo cambia a la direccin 239.0.0.2, Cmo cambia el trfico?Los conmutadores no implementan IGMP Snooping

    R: Al no tener IGMP Snooping en los conmutadores el trfico multicast es inundado en toda la red,

    todos los hosts reciben el audio y el vdeo, antes y despus del cambio de direccin en el flujo devdeoEn H3 y H4, que no se han asociado a ninguna emisin, la tarjeta de red filtra todo el trficomulticast por lo que este no consume ciclos de CPU ni antes ni despus del cambio.En H1 y H2 con la direccin 239.0.0.1 el vdeo utiliza la misma direccin MAC que el audio, porlo que no es posible filtrar el trfico de vdeo que consumir ciclos de CPU Con la nueva