Multidifusión independiente del protocolo

El protocolo multicast independiente ( PIM ) es una familia de protocolos de enrutamiento multicast para redes de protocolo de Internet (IP) que proporciona distribución de datos de uno a muchos y de muchos a muchos a través de una LAN , WAN o Internet . Se denomina independiente del protocolo porque PIM no incluye su propio mecanismo de descubrimiento de topología , sino que utiliza información de enrutamiento proporcionada por otros protocolos de enrutamiento . PIM no depende de un protocolo de enrutamiento unicast específico; puede utilizar cualquier protocolo de enrutamiento unicast en uso en la red. PIM no crea sus propias tablas de enrutamiento . PIM utiliza la tabla de enrutamiento unicast para el reenvío de ruta inversa . ^{[ 1 ] : 56–57}

Existen cuatro variantes de PIM:

• El modo disperso de PIM (PIM-SM) construye explícitamente árboles compartidos unidireccionales enraizados en un punto de encuentro (RP) por grupo, y opcionalmente crea árboles de ruta más corta por origen. PIM-SM generalmente se adapta bastante bien al uso en áreas extensas. ^{[ 2 ] [ 3 ]}
• El modo denso de PIM (PIM-DM) construye implícitamente árboles de ruta más corta inundando el dominio de tráfico multicast y luego podando las ramas del árbol donde no hay receptores. PIM-DM es fácil de implementar, pero generalmente tiene propiedades de escalabilidad deficientes. El primer protocolo de enrutamiento multicast, DVMRP, utilizó enrutamiento multicast en modo denso. ^{[ 4 ]} Véase RFC 3973.
• PIM bidireccional (Bidir-PIM) construye explícitamente árboles bidireccionales compartidos. Nunca construye un árbol de ruta más corta, por lo que puede tener retrasos de extremo a extremo mayores que PIM-SM, pero se escala bien porque no necesita un estado específico de la fuente. ^{[ 1 ] : 70–73} Véase RFC 5015.
• PIM Source-Specific Multicast (PIM-SSM) crea árboles que tienen como raíz una sola fuente, lo que ofrece un modelo más seguro y escalable para un número limitado de aplicaciones (principalmente la difusión de contenido). En SSM, una fuente S transmite un datagrama IP a una dirección de destino SSM G, y los receptores pueden recibir este datagrama suscribiéndose al canal (S,G). Consulte el RFC 3569 informativo . 

PIM-SM se utiliza comúnmente en sistemas IPTV para enrutar flujos multicast entre VLAN , subredes o redes de área local. ^{[ 5 ]}

Existen dos versiones de PIM. Si bien no son directamente compatibles, pueden coexistir en la misma red. Los equipos de red pueden implementar ambas versiones. PIMv2 presenta las siguientes mejoras con respecto a PIMv1: Se utiliza un único RP por grupo. El descubrimiento del RP se realiza mediante un enrutador de arranque (BSR). Los grupos pueden ser de modo disperso o denso; las interfaces también pueden ser de cualquiera de los dos. Mejoras generales en la flexibilidad y eficiencia del protocolo. ^{[ 1 ] : 59}

El protocolo Multicast Independiente - Modo Disperso ( PIM-SM ) es un protocolo para enrutar eficientemente paquetes del Protocolo de Internet (IP) a grupos de multidifusión que pueden abarcar redes de área amplia e interdominios . El protocolo se denomina independiente del protocolo porque no depende de ningún protocolo de enrutamiento unicast en particular para el descubrimiento de la topología, y modo disperso porque es adecuado para grupos donde un porcentaje muy bajo de los nodos (y sus enrutadores ) se suscribirán a la sesión de multidifusión. A diferencia de los protocolos de enrutamiento de multidifusión de modo denso anteriores, como DVMRP y el enrutamiento de multidifusión denso , que inundaban la red con paquetes y luego eliminaban las ramas donde no había receptores, PIM-SM construye explícitamente un árbol desde cada remitente hasta los receptores en el grupo de multidifusión. ^{[ 6 ]}

El modo denso de multidifusión es uno de los modos que la multidifusión puede utilizar para construir un árbol para enviar paquetes a los suscriptores de multidifusión. Es una alternativa al modo disperso.

El modo denso se basa en la premisa de que el flujo de paquetes multicast tiene receptores en la mayoría de las ubicaciones. El modo disperso supone un número relativamente menor de receptores. El modo denso es ideal para grupos donde muchos nodos se suscriben para recibir los paquetes multicast, de modo que la mayoría de los enrutadores deben recibirlos y reenviarlos (grupos de alta densidad).

Esta diferencia se manifiesta en el comportamiento inicial y los mecanismos de ambos protocolos. El Modo Denso utiliza un enfoque bastante simple para gestionar el enrutamiento multicast IP . La fuente inicialmente difunde a todos los enrutadores conectados directamente a ella. Estos enrutadores vecinos reenvían los datos a sus vecinos. Cuando un enrutador no desea recibir los datos de este grupo (si no hay otros enrutadores PIM vecinos presentes y ningún host está interesado en el grupo), envía un mensaje Prune para indicar su falta de interés. Al recibir un mensaje Prune, el enrutador modificará su estado para no reenviar esos paquetes a través de esa interfaz . Si se podan todas las interfaces de un enrutador, el enrutador también se podará. ^{[ 6 ]}

En versiones anteriores de Cisco IOS , PIM-DM volvía a inundar todo el tráfico multicast cada 3 minutos. Esto funciona bien para multicast de bajo volumen, pero no para flujos de paquetes multicast de mayor ancho de banda. Las versiones más recientes de Cisco IOS admiten una nueva función llamada PIM Dense Mode State Refresh, desde la 12.1(5)T. Esta función utiliza mensajes de actualización de estado PIM para actualizar el estado de Prune en las interfaces de salida. Otra ventaja es que los cambios de topología se reconocen más rápidamente. Por defecto, los mensajes de actualización de estado PIM se envían cada 60 segundos.

Además, los enrutadores utilizarán el reenvío de ruta inversa para garantizar que no haya bucles en el reenvío de paquetes entre los enrutadores que deseen recibir paquetes multicast. Cuando se recibe un paquete de datos en una interfaz que no es RPF, se requiere un mecanismo para evitar bucles. Si la interfaz que no es RPF es una LAN, se envía un mensaje Assert. Los enrutadores que no son reenviadores envían entonces un mensaje Prune en su interfaz RPF si no necesitan el flujo multicast. Solo se envía un Prune de este tipo, en el momento de la transición a no tener interfaces en la Lista de Interfaces de Salida (OILIST). El receptor del Prune de la LAN retrasa su ejecución durante 3 segundos, de modo que si otro enrutador de la LAN todavía necesita el flujo multicast, puede enviar un mensaje PIM Join para contrarrestar (cancelar) el Prune. ("¡Ese enrutador no lo necesita, pero yo sí!")

Supongamos que un enrutador ha realizado una poda y, tiempo después, un receptor solicita la transmisión multicast mediante un mensaje IGMP. El enrutador entonces envía un mensaje de injerto. En efecto, "necesito esa transmisión multicast aquí ahora mismo".

• Dirección de multidifusión
• Protocolo de descubrimiento de fuentes de multidifusión

• Gorry Fairhurst (2006). "PIM Routing" (PDF) . Archivado del original (PDF) el 28-12-2011 . Recuperado el 06-12-2011 .
• Modo Multicast Disperso Independiente del Protocolo (PIM-SM): Especificación del Protocolo (Revisada)
• Descripción general de la multidifusión específica de la fuente (SSM)
• Explicación de Netcraftmen sobre el modo disperso de PIM
• Protocolo de enrutamiento multicast PIM-SM
• pimd es un demonio de enrutamiento multicast PIM-SM v2 ligero e independiente.
• Modo multidifusión disperso independiente del protocolo (PIM-SM): Especificación del protocolo rfc2362
• qpimd – Daemon PIM para Quagga- Multidifusión independiente del protocolo, anteriormente un módulo separado lanzado de forma independiente, pero ahora un módulo oficial y suministrado por Quagga Routing Suite .