IPマルチキャストの仕組み

マルチキャストの仕組みをきちんと理解するために、ユニキャスト/ブロードキャストのデータ転送についても振り返ります。

マルチキャストの用途は、同じデータを複数の宛先に効率よく転送することです。
マルチキャストによる転送の概要を解説します。

マルチキャストのことを考えていく上で、しばしば「マルチキャストグループへ参加する」という表現が使われます。マルチキャストグループへ参加するとは、マルチキャストデータを受信できるようにすることです。

マルチキャストアドレスはレイヤごとにきちんと考えることが重要です。
IPマルチキャストアドレスと対応するMACアドレスについて解説しています。

IGMP(Internet Group Management Protocol)はマルチキャストレシーバがラストホップルータへマルチキャストグループへの参加、脱退を通知するためのプロトコルです。

IGMPによって、マルチキャストレシーバはラストホップルータへマルチキャストグループの参加や脱退を通知します。IGMPの動作の仕組みについて解説します。

CiscoルータでのIGMPの設定と確認コマンドについて解説します。

IGMPスヌーピングとは、レイヤ2スイッチでのマルチキャストのフラッディングを制御して、レシーバが接続されていないポートの余計な帯域消費を防ぐための機能です。

マルチキャストの送信元ホストと受信ホストが異なるネットワーク上にあるとき、マルチキャストルーティングが必要です。
マルチキャストルーティングの概要と用語について解説します。

ディストリビューションツリーによって、ルータはマルチキャストグループのレシーバの存在を把握して、マルチキャストパケットを転送します。

RPFチェックとは、受信したマルチキャストパケットが送信元から最短経路で転送されてきているかどうかをチェックすることです。
RPFチェックで送信元から最短経路で転送されてきたと確認できたマルチキャストパケットのみがルーティング対象です。

PIM-DMのマルチキャストパケットの転送は、Flood & Pruneモデルと呼ばれています。
とりあえず、マルチキャストパケットを転送して不要なところを止めるという仕組みです。

PIM-DMの設定は非常にシンプルで以下の2つの手順だけです。

1.マルチキャストルーティングの有効化
2.インタフェースでPIM-DMを有効化

PIM-SMでは、マルチキャストパケットをルーティングするために共有ツリーと送信元ツリーを作成します。
PIM-SMのディストリビューションツリーの作成について解説します。

具体的なネットワーク構成で、PIM-SMの共有ツリーと送信元ツリーを作成する様子について解説します。

PIM-SMの動作は複雑ですが、設定はとてもシンプルです。
1.マルチキャストルーティングの有効化
2.インタフェースでPIM-SMを有効化
3.RPアドレスを指定

PIM-SMで重要なRPアドレスの設定をダイナミックに行うことができます。
RPアドレスをダイナミックに設定するAuto RPとBSRの概要について解説します。

シンプルなネットワーク構成で、PIM-SMのAuto RPによるダイナミックなRPの設定例について解説します。

具体的なネットワーク構成で、PIM-SMのRPアドレスをBSRで学習する設定例について解説します。

Bidirectional PIMの設定は通常のPIM-SMの設定に少し追加するだけです。
Bidirectional PIMの設定と確認コマンドについて解説します。

PIM SSMの設定は、通常のPIM-SMの設定にラストホップルータで少しコマンドを追加するだけです。

スタティックRPでのPIM-SMの設定を行います。ステップバイステップでディストリビューションツリーの作成の様子を詳細に解説しています。

Auto RPでRPアドレスを学習する設定と確認をステップ・バイ・ステップで解説します。

BSRでRPアドレスを学習する設定と確認をステップ・バイ・ステップで解説します。

Bidirectional PIMでマルチキャストルーティングを行うための設定と確認をステップ・バイ・ステップで解説します。

SSMでマルチキャストルーティングを行うための設定と確認をステップ・バイ・ステップで解説します。

PIM-SMの設定ミスの修正を行います。スタティックRP/Auto RP/BSR/Bidirectional PIM/SSMの設定ミスを扱います。

Anycast RPの目的は、PIM-SMにおいてRPの冗長化と負荷分散を実現することです。
Anycast RPの概要と動作の仕組みについて解説します。

Anycast RPの設定と確認のコマンドについて解説します。

具体的なネットワーク構成で、Anycast RPによるRPの負荷分散の設定を行います。

マルチキャストパケットがルーティングされる経路は、RPFインタフェースによって決まります。
ip mrouteコマンドによって、RPFインタフェースをスタティックに決めることができ、マルチキャストパケットの転送経路を制御できます。

ip multicast rate-limitコマンドによって、特定のソースの特定のマルチキャストグループのパケットが利用できるインタフェース帯域の上限を決めることができます。

シンプルなネットワーク構成に基づいて、ip multicast rate-limitコマンドによるマルチキャストパケットのレート制限の設定例について解説します。

IGMPレポートメッセージをルータおよびスイッチで制限するための設定について解説します。

GREトンネルインタフェース上でマルチキャストパケットをルーティングするネットワーク構成において、設定ミスの切り分けと修正を行います。

Auto RPでRPアドレスをダイナミックに学習することについて設定ミスの切り分けと修正を行います。

BSRでRPアドレスをダイナミックに学習することについて設定ミスの切り分けと修正を行います。