در قسمت اول و دوم از مقاله‌ی «بررسی پروتکل‌های مسیریابی PIM» به شرح کوتاهی از ویژگی‌های این پروتکل از جمله دو حالت Sparse Mode و Dense Mode، عملکرد پروتکل MSDP، مزایای PIMv2 نسبت به PIMv1 و همچنین عملکرد Auto-RP پرداخته شد. در قسمت سوم و نهایی این مقاله نیز به بررسی Roleی که Auto-RP در شبکه‌ی PIM ایفا می‌کند، محدودیت‌های Multicast، حالت Sparse-Dense Mode برای Auto-RP، مزایای استفاده از Auto-RP، روتر Bootstrap پروتکل PIMv2 و همچنین محدوده‌ی دامین پروتکل PIM خواهیم پرداخت.
نقش عملکرد Auto-RP در یک شبکه‌ی PIM
Auto-RP توزیع Mappingهای Group-to-Rendezvous Point را در یک شبکه‌ی PIM، خودکارسازی می‌نماید. برای اینکه Auto-RP عملی شود، باید دستگاهی به‌عنوان RP Mapping Agent تعیین گردد که پیام‌های اعلان RP را از RPها دریافت کرده و اختلافات را رفع می‌نماید. RP Mapping Agent سپس Mappingهای هماهنگ Group-to-RP را با Flood کردن در Dense Mode، برای تمام دستگاه‌های دیگر ارسال می‌نماید.
بنابراین تمام روترها به‌صورت خودکار آگاه می‌گردند که از کدام RP برای گروه‌هایی که از آن‌ها پشتیبانی می‌نمایند، استفاده کنند. IANA دو آدرس گروه 224.0.1.39 و 224.0.1.40 را به Auto-RP اختصاص داده است.
Mapping Agent اعلان‌های مقصد را برای تبدیل‌شدن به RP، از RPهای نماینده (Candidate-RP) دریافت می‌نماید. سپس Mapping Agent برنده‌ی انتخابات RP را اعلام می‌کند. این اعلان فارغ از تصمیمات دیگر Mapping Agentها صورت می‌پذیرد.
محدوده‌های Multicast
می‌توان از Administratively-Scoped برای محدود نمودن Forward ترافیک Multicast به خارج از یک دامین و یا Subdomain استفاده نمود. این رویکرد به‌عنوان مکانیزم مرزهای IP، از گستره‌ی خاصی از آدرس‌های Multicast استفاده می‌کند که به آن‌ها آدرس‌های Administratively-Scoped گفته می‌شود. اگر یک محدودیت Scope توسط مدیریت بر روی یک اینترفیس مسیریابی‌شده پیکربندی شود، ترافیک Multicastی که آدرس‌های گروه Multicast آن در این گستره قرار داشته باشند، نمی‌توانند از این اینترفیس خارج یا به آن وارد شوند و این امر یک فایروال برای ترافیک Multicast در این گستره به ارمغان می‌آورد.
شکل محدودیت‌های Scopeشده توسط ادمین
شکل بالا نشان می‌دهد که شرکت XYZ بر روی تمام اینترفیس‌های مسیریابی‌شده در شبکه‌ی Perimeter خود، یک محدودیت وارسی‌شده توسط مدیریت برای گستره‌ی آدرسی Multicast 239.0.0.0/8 تعیین نموده است. این محدودیت به ترافیک Multicast موجود در حیطه‌ی 239.0.0.0 تا 239.255.255.255 اجازه نمی‌دهد که از شبکه خارج یا به آن وارد شود. دپارتمان‌های مهندسی و بازاریابی نیز یک محدودیت Scope شده توسط مدیریت با گستره‌ی آدرسی 239.128.0.0/16 را حول Perimeter شبکه‌های خود تعیین نموده‌اند. این محدودیت به ترافیک Multicast موجود در حیطه‌ی 239.128.0.0 تا 239.128.255.255، اجازه نمی‌دهد که از شبکه‌های مختص به خود خارج یا به آن‌ها وارد شوند.
می‌توان یک محدودیت Scopشده توسط مدیریت را بر روی یک اینترفیس مسیریابی‌شده، برای آدرس‌های گروه Multicast تعیین نمود. یک لیست دسترسی استاندارد حیطه‌ی آدرس‌های تحت تأثیر را مشخص می‌نماید. هنگامی‌که محدوده‌ای تعیین می‌گردد، هیچ Packet داده‌ی Multicastای از هیچ جهتی نمی‌تواند در محدوده جریان یابد. محدودیت اجازه می‌دهد که از یک آدرس گروه Multicast مشابه برای چندین دامین مدیریتی (Administrative Domain) استفاده‌ی مجدد شود.
IANA گستره‌ی آدرسی 239.0.0.0 تا 239.255.255.255 را به‌عنوان آدرس‌های Scope بندی شده توسط مدیریت تعیین نموده است. می‌توان از این حیطه از آدرس‌ها بعداً در دامین‌هایی که توسط شرکت‌های مختلف مدیریت می‌شوند، استفاده‌ی مجدد نمود. این آدرس‌ها Local قلمداد می‌شوند نه Globally Unique.
می‌توان با پیکربندی کلیدواژهfilter-autorp برای بررسی و فیلترنمودن آگاهی Auto-RP و پیام‌های اعلان محدودیت وارسی‌شده توسط مدیریت از آن استفاده نمود. هر اعلان گستره‌ی گروهی Auto-RP از جانب Packetهای Auto-RP که توسط لیست کنترل دسترسیِ (Access Control List) یا به اختصار ACL محدودیت مسدود گردیده باشد، حذف خواهد شد. هر اعلان گستره‌ی گروهی Auto-RP فقط هنگامی از محدودیت (Boundary) مجوز عبور و گذر دریافت می‌نماید که تمام آدرس‌های آن گستره‌ی گروهی Auto-RP از ACL محدودیت مجوز عبور دریافت کرده باشند. اگر هیچ آدرسی مجوز دریافت نکرده باشد، کل گستره‌ی گروهی فیلتر شده و پیش از Forward شدن پیام Auto-RP، از آن حذف می‌گردند.
Sparse-Dense Mode برای Auto-RP
یکی از پیش‌نیاز‌های Auto-RP این است که تمام اینترفیس می‌بایست با استفاده از دستور پیکربندی اینترفیس ip pim sparse-dense-mode، بصورت Sparse-Dense Mode پیکربندی شوند. با اینترفیس که بصورت Sparse-Dense Mode پیکربندی شده باشد، با توجه به اینکه گروه Multicast مربوطه بر پایه‌ی چه حالتی کار می‌کند، به یکی از دو حالت Sparse Mode و Dense Mode رفتار خواهد شد. اگر یک گروه Multicast یک RP شناخته‌شده داشته باشد، با اینترفیس به بصورت Sparse Mode رفتار خواهد شد. اگر گروه RP شناخته‌شده‌ای نداشته باشد، با اینترفیس به طور پیش‌فرض بصورت Dense Mode رفتار خواهد شد و داده‌ها بر روی این اینترفیس Flood خواهند شد (می‌توان از Fallback حالت Dense جلوگیری به‌عمل آورد.
برای اینکه Auto-RP با موفقیت پیاده‌سازی شود و هیچ گروهی به‌جز گروه‌های 224.0.1.39 و 224.0.1.40 در Dense Mode فعالیت نکنند، توصیه می‌شود که یک Sink RP پیکربندی گردد (که با نام RP of the Last Resort نیز شناخته می‌شود). Sink RP یک RP پیکربندی‌شده به‌حالت استاتیک است که ممکن است در شبکه وجود داشته و یا نداشته باشد. پیکربندی یک Sink RP در فعالیت Auto-RP تداخل ایجاد نمی‌کند چرا که پیام‌های Auto-RP به‌صورت پیش‌فرض جانشین پیکربندی‌های استاتیک RP خواهند شد. توصیه می‌گردد برای تمامی گروه‌های ممکن در شبکه یک Sink RP پیکربندی گردد، چرا که ممکن است یک منبع (Source) ناشناخته و یا غیرمنتظره فعال شود. اگر هیچ RPای پیکربندی نشده باشد تا Source Registration را محدود کند، گروه ممکن است به Dense Mode تغییر عملکرد داده و با داده Flood شود.
مزایای عملکرد Auto-RP
این عملکرد از IP Multicast استفاده می‌نماید تا توزیع Mappingهای Group-to-RP را به تمام روترهای Cicso و دستگاه‌های چندلایه‌ی موجود در یک شبکه‌ی PIM، خودکارسازی نماید. Auto-RP از مزایای زیر بهره‌مند است:
- چندین RP درون یک شبکه که استفاده از آن‌ها آسان است و به چندین گستره‌ی گروهی خدمت‌رسانی می‌نمایند.
- ارائه‌ی تقسیم بار (Load Splitting) میان چندین RP متفاوت و چینش RPها براساس موقعیت اعضای گروه.
- جلوگیری از پیکربندی‌های دستی و ناهماهنگ RPها بر روی هر روتر و دستگاه چندلایه در یک شبکه‌ی PIM که می‌تواند موجب ایجاد مشکلات اتصال (Connectivity) گردد.
مزایای عملکرد Auto-RP در یک شبکه‌ی PIM
- Auto-RP اجازه می‌دهد که هر تغییری در تعیین RP، فقط بر روی دستگاه‌هایی پیکربندی گردد که خود RP هستند، نه روترهای Leaf.
- Auto-RP به کاربر اجازه می‌دهد که آدرس‌های RP موجود در یک دامین را Scope بندی کند.
روش توزیع PIMv2 Bootstrap Router
PIMv2 Bootstrap Router یا به اختصار BSR شیوه‌ی دیگری برای توزیع اطلاعات Mappingهای Group-to-RP به تمام روترهای PIM و دستگاه‌های چندلایه‌ی موجود در شبکه می‌باشد. این شیوه نیاز به پیکربندی دستی اطلاعات RP را در هر روتر و دستگاه موجود در شبکه از بین می‌برد. با این‌حال BSR به‌جای استفاده از IP Multicast برای توزیع اطلاعات Mappingهای Group-to-RP، از Flood کردن Hop-by-Hop پیام‌های ویژه‌ی BSR برای توزیع اطلاعات Mappingها استفاده می‌نماید.
BSR از میان جمعی از روترها و دستگاه‌های کاندیدِ موجود در دامین انتخاب می‌شود که پیکربندی گردیده‌اند تا به‌عنوان BSRها عمل کنند. این مکانیزم انتخاب مانند مکانیزم انتخاب Root-Bridge است که در LANهای Bridgeشده استفاده می‌شود. انتخاب BSR براساس اولویت BSR دستگاه گنجانده‌شده در پیام‌های BSR به‌عمل می‌آید که به‌شیوه‌ی Hop-by-Hop از طریق شبکه ارسال می‌گردند. هر دستگاه BSR پیام را بررسی نموده و فقط پیامی را برای تمام اینترفیس‌ها Forward می‌نماید که یا اولویت BSR بیشتری نسبت به اولویت BSR خود داشته باشد و یا همان میزان اولویت را داشته ولی آدرس BSR IP بالاتری داشته باشد. BSR با استفاده از این روش انتخاب می‌گردد.
BSR انتخاب‌شده پیام‌های BSR را با مقدار TTL برابر با 1 ارسال می‌نماید. روترهای PIMv2 و دستگاه‌های چندلایه مجاور، پیام‌های BSR را دریافت نموده و با مقدار TTL برابر با 1، آن را برای تمام اینترفیس‌های دیگر (به جز اینترفیسی که پیام از جانب آن دریافت شده است) Multicast می‌نمایند. پیام‌های BSR از این طریق در سرتاسر دامین PIM به‌صورت Hop-by-Hop جریان پیدا می‌کنند. از آن‌جایی که پیام‌های BSR حاوی آدرس IP روتر BSR فعلی هستند، مکانیزم Flooding به RPهای نماینده این توانایی را می‌دهد که به‌صورت خوکار از اینکه کدام دستگاه BSR انتخاب شده است، مطلع گردند.
RPهای کاندید، پیغامRP کاندید را ارسال می‌نمایند که گستره‌ی گروهی که آن‌ها مسئولش هستند را برای BSR نمایش می‌دهد؛ سپس BSR این اطلاعات را در Cache داخلیِ RP کاندید خود ذخیره می‌نماید. BSR به‌صورت تناوبی محتوای این Cache را در قالب پیام‌های BSR برای تمام تجهیزاتِ PIM موجود در دامین، ارسال می‌نماید. این پیام‌ها به‌صورت Hop-by-Hop و از طریق شبکه، به تمام روترها و دستگاه‌هایی می‌رسند که اطلاعات RP موجود در پیام BSR را در Cache داخلی RP خود ذخیره می‌کنند. روترها و دستگاه‌ها یک RP مشابه را برای یک گروه مشخص انتخاب می‌نمایند چرا که تمام آن‌ها از یک RP Hashing Algorithm مشترک استفاده می‌کنند.
محدوده‌ی دامین PIM
در‌حالی‌که استفاده از IP Multicast بیشتر می‌شود، احتمال اینکه یک دامین PIMv2 در محدوده‌ی یک دامین PIMv2 دیگر قرار بگیرد، افزایش می‌یابد. از آن‌جایی‌که دو دامین به احتمال زیاد RPها، BSR، RPهای کاندید و BSRهای کاندید مشترک ندارند، نیاز است که راه پیام‌های PIMv2 BSR برای جریان پیدا کردن به درون یا برون دامین محدود گردد. اینکه پیام‌ها اجازه داشته باشند از محدوده‌های دامین خارج شوند، می‌تواند به‌شدت مکانیزم عادی انتخاب BSR را تحت تأثیر قرار دهد و باعث شود که یک BSR واحد در تمام دامین‌های هم‌محدوده انتخاب گردد و ارسال پیغام RP کاندید با هم ترکیب شوند و در نتیجه RPها در دامین اشتباه انتخاب گردند.
ـــــــــــــــــــــــــــــ
بررسی پروتکل های مسیریابی PIM – قسمت اول
