using ip multicast over frame relay networks

Bài này trích dịch từ Chapter 9 – Multicasting - Academy Semester7
l/frm_rlay.htm
Để triển khai hiệu quả multicast,mạng Frame Relay cần ở mô hình hub and spoke.
Remote router cần nhận các gói tin broadcast & multicast của các router khác. Tuy nhiên
chỉ central router mới nhận traffic broadcast & multicast của tất cả các remote router vì
remote router kết nối point-to-point với central router.
Do đó, nếu remote router gửi thông điệp prune message thì chỉ central router nhận thông
điệp này còn các router khác thì không nhận được. Điều này sẽ làm các member không
nhận được traffic multicast mong muốn.
Term: prune message là gì? khi router nhận traffic multicast nó sẽ sử dụng IGMP để xác
định có member trên subnet kết nối với router này không, nếu không thì router gửi thông
điệp poison-reverse gọi là prune message đến upstream router để thông báo không gửi
traffic đến router này nữa
Trong môi trường NBMA là Frame Relay, router gửi thông điệp broadcast/multicast đến
các router khác bằng cách thực hiện kỹ thuật giả broadcast (pseudobroadcast), kỹ thuật
này sử dụng hàng đợi riêng(broadcast queue) hoạt động độc lập với hàng đợi thông
thường của interface.
Term: pseudobroadcast là gì?
Giả sử mạng gồm 7 router chạy OSPF, khi 1 router gửi hello packet đến địa chỉ nhóm
multicast (OSPF multicast address: 224.0.0.5-all OSPF routers, 224.0.0.6-OSPF
designated routers), data link layer nhân bản thành 6 gói tin hello và gửi đi, kết quả là
lãng phí resources gấp 6 lần so với router trong mạng broadcast như Ethernet hay Token
Ring.
Điểm hạn chế của kỹ thuật pseudobroadcast trên môi trường NBMA như Frame Relay là
khó phát triển các ứng dụng multicast (vốn đòi hỏi traffic tốc độ cao) vì pseudobroadcast
là quá trình process switching và các pseudobroadcast packet được gửi đến tất cả các
neighbor ngay cả khi nó không muốn nhận packet
Giải pháp là sử dụng Point-to-Point Subinterfaces hoặc NBMA mode.
Mạng Frame Relay cấu hình point-to-point subinterfaces có những ưu điểm sau:
- Thông điệp prune message không ảnh hưởng đến topology này.
- Giải quyết được hạn chế của pseudobroadcast.

- Ngăn Auto-RP nhận dense mode traffic.
Mạng Frame Relay cấu hình NBMA mode làm tăng hiệu quả xử lý của router do:
-Traffic được xử lý theo kiểu fast-switching thay cho process switching.
- Router chỉ nhận traffic của nhóm multicast mà nó tham gia.
- Lệnh ip pim nbma-mode thực hiện trên interface mode để enable NBMA mode trên
interface, lệnh này cho phép router ghi nhận lại địa chỉ IP và interface của các neighbor
khi nhận thông điệp PIM join message từ neighbor đó.
Term: (switching methods) Process Switching, Fast Switching, Autonomous Switching,
Silicon Switching, Optimum Switching, Distributed Switching, Netflow Switching, Cisco
Express Forwarding(CEF)
Process Switching:là quá trình processor xác định interface cho mỗi packet. Khi packet
đến interface sẽ được copy vào route process buffer để gửi đi tiếp & router sẽ thực hiện
dò tìm địa chỉ lớp 3 dựa vào bảng định tuyến để xác định interface nào sẽ đến được địa
chỉ đích. Các gói tin có cùng yêu cầu xử lý process switching và cùng địa chỉ đích (cùng
session) sẽ định hướng theo gói tin ban đầu. Processor xác định các outgoing interface,
và xử lý CRC cho packet.
Fast Switching: là mở rộng của process switching vì nó sử dụng fast switching cache đặt
ở route processor board. Gói tin đầu tiên của 1 session được copy vào interface
processor buffer, sau đó sẽ được copy tiếp vào CxBus vào gửi đến switch processor.
Packet header được copy và gửi đến route processor, khi entry này đã tồn tại trong
cache, packet sẽ được đóng gói và gửi lại về switch processor. Cuối cùng packet sẽ được
copy vào buffer trên outgoing interface processor và từ đây sẽ gửi gói đi ra.
Vấn đề Auto-RP trong NBMA Mode
NBMA mode không hỗ trợ PIM dense mode. Auto-RP là quá trình chọn ra RP
(rendezvous point) để phân phối dữ liệu multicast, cần sử dụng dense mode để flolding
dữ liệu đến địa chỉ 224.0.1.39, 224.0.1.40 là địa chỉ chứa thông tin cadidate RP và RP
mapping. Do đó, router trong mạng Frame Relay sử dụng Auto RP sẽ gặp problem khi
nhận thông tin RP mapping nếu Mapping Agent được đặt ở vị trí không phù hợp trong
mạng. Do đó, mapping agent phải được đặt ở những vị trí:
- Mapping agent phải liên lạc được với tất cả các candidate RP

- Các mapping agent phải kết nối với tất cả các PIM router.
Trong hình, nếu mapping agent đặt ở router R2, thì chỉ có central router R1 mới nhận
được Auto-RP message chứa RP mapping information. Khi đó, central router không gửi
Auto-RP message đến các router R3, R4 và R5.
Tuy nhiên, nếu Mapping agent được đặt ở central router R1 thì central router sẽ kết nối
được với tất cả các remote router và sẽ gửi RP mapping information cho các router R2,
R3, R4 và R5.
Recommend: Nên sử dụng point-to-point subinterface
Point-to-Point Subinterface Example
RouterA
ip multicast-routing
!
interface Loopback10
ip address 10.1.1.1 255.255.255.255
ip pim sparse-dense-mode
!
!
interface Serial0/1
encapsulation frame-relay
!
interface Serial0/1.1 point-to-point
ip address 10.1.16.1 255.255.255.252
ip pim sparse-dense-mode
frame-relay interface-dlci 100
!
interface Serial0/1.2 point-to-point
ip address 10.1.32.1 255.255.255.252
ip pim sparse-dense-mode
frame-relay interface-dlci 200
!

ip pim send-rp-announce Loopback10 scope 16
ip pim send-rp-discovery Loopback10 scope 16
!
To display the outgoing interface list (OIL) information, use the show ip mroute
command. The following is sample output of this command:
RouterA# show ip mroute
IP Multicast Routing Table
Flags: D - Dense, S - Sparse, B - Bidir Group, C - Connected, L - Local,
P - Pruned, R - RP-bit set, F - Register flag, T - SPT-bit set,
J - Join SPT, M - MSDP created entry, X - Proxy Join Timer Running
A - Advertised via MSDP
Outgoing interface flags: H - Hardware switched
Timers: Uptime/Expires
Interface state: Interface, Next-Hop or VCD, State/Mode
(*, 224.0.1.39), 01 59/00:00:00, RP 0.0.0.0, flags: DJCL
Incoming interface: Null, RPF nbr 0.0.0.0
Outgoing interface list:
Serial0/1.1, Forward/Sparse-Dense, 01:09:32/00:00:00
Serial0/1.2, Forward/Sparse-Dense, 01:10:32/00:00:00
Loopback10, Forward/Sparse-Dense, 01 46/00:00:00
(10.1.1.1, 224.0.1.39), 01 59/00:02:00, flags: CLTA
Incoming interface: Loopback10, RPF nbr 0.0.0.0
Outgoing interface list:
Serial0/1.1, Forward/Sparse-Dense, 01:09:32/00:00:00
Serial0/1.2, Forward/Sparse-Dense, 01:10:32/00:00:00
(*, 224.0.1.40), 01 09/00:00:00, RP 0.0.0.0, flags: DJCL
Incoming interface: Null, RPF nbr 0.0.0.0
Outgoing interface list:
Serial0/1.2, Forward/Sparse-Dense, 01:08:03/00:00:00
Serial0/1.1, Forward/Sparse-Dense, 01:09:16/00:00:00

Loopback10, Forward/Sparse-Dense, 01 11/00:00:00
(10.1.1.1, 224.0.1.40), 01 01/00:02:37, flags: CLTA
Incoming interface: Loopback10, RPF nbr 0.0.0.0
Outgoing interface list:
Serial0/1.2, Forward/Sparse-Dense, 01:08:03/00:00:00
Serial0/1.1, Forward/Sparse-Dense, 01:09:16/00:00:00
(*, 227.1.1.1), 00:49:31/00:03:16, RP 10.1.1.1, flags: S
Incoming interface: Null, RPF nbr 0.0.0.0
Outgoing interface list:
Serial0/1.1, Forward/Sparse-Dense, 00:40:26/00:03:16
(*, 228.1.1.1), 01:03:10/00:03:17, RP 10.1.1.1, flags: S
Incoming interface: Null, RPF nbr 0.0.0.0
Outgoing interface list:
Serial0/1.1, Forward/Sparse-Dense, 00:40:26/00:03:17
RouterB
ip multicast-routing
!
interface Serial0/0
encapsulation frame-relay
!
interface Serial0/0.1 point-to-point
ip address 10.1.32.2 255.255.255.252
ip pim sparse-dense-mode
frame-relay interface-dlci 201
!
interface Ethernet0/1
ip address 10.2.32.1 255.255.255.0
ip pim sparse-dense-mode
RouterC
ip multicast-routing

!
interface Serial0/0
encapsulation frame-relay
!
interface Serial0/0.1 point-to-point
ip address 10.1.16.2 255.255.255.252
ip pim sparse-dense-mode
frame-relay interface-dlci 101
!
interface Ethernet0/1
ip address 10.2.16.2 255.255.255.0
ip pim sparse-dense-mode
To verify that Auto-RP is configured properly, use the show ip pim rp mapping
command. The following is sample output of this command:
RouterC# show ip pim rp mapping
PIM Group-to-RP Mappings
Group(s) 224.0.0.0/4
RP 10.1.1.1 (?), v2v1
Info source: 10.1.1.1 (?), via Auto-RP
Uptime: 1d03h, expires: 00:02:49