O IGMP Snooping é um mecanismo que permite aos switches multicamada aprenderem quais portas estão conectadas a hosts multicast. Ao utilizar essa informação, o switch pode direcionar o tráfego multicast apenas para as portas onde os hosts estão conectados, evitando a inundação desnecessária da rede.
Passos para configurar o IGMP Snooping em Aruba CX:
Habilitar IGMP Snooping:
No nível da VLAN:
interface Vlan10
ip igmp snooping enable
Globalmente:
(Observação): A configuração global geralmente não é recomendada, pois pode afetar todas as VLANs.
ip igmp snooping enable
Configurar a versão IGMP:
IGMPv2 ou IGMPv3:
interface Vlan10
ip igmp snooping version 3
Configurar grupos multicast estáticos (opcional):
Para permitir ou bloquear grupos específicos:
ip igmp snooping static group 224.0.1.1
ip igmp snooping static group 239.192.1.1 block
Configurar filtros de acesso (opcional):
Para aplicar filtros de acesso aos grupos multicast:
ip igmp snooping apply access-list ACL_name
Opções adicionais:
fast-leave: Acelera a remoção de hosts multicast da tabela de snooping.
fast-learn: Acelera a adição de hosts multicast à tabela de snooping.
querier: Configura um switch como querier para enviar mensagens IGMP querier.
blocked: Impede que o switch aprenda sobre hosts multicast em uma VLAN específica.
Exemplo de configuração completa:
interface Vlan10
ip address 10.0.10.1 255.255.255.0
ip igmp snooping enable
ip igmp snooping version 3
ip igmp snooping fast-leave
Dicas adicionais:
Verifique a configuração: Use comandos como show ip igmp snooping para verificar a configuração de IGMP Snooping.
A principal função de qualquer protocolo de roteamento dinâmico é auxiliar os roteadores no processo de encaminhamento dos pacotes com a utilização do melhor caminho para um determinado destino. As informações inseridas na tabela de roteamento incluem principalmente: a rede de destino, a forma de aprendizado da rota e o próximo salto, para endereços de rede unicast.
Entretanto quando um roteador recebe um pacote com endereço IPv4 multicast, ele não consegue encaminhar o pacote utilizando a tabela de roteamento IPv4 unicast pois os endereços multicast não são inseridos na tabela.
Os roteadores podem encaminhar os pacotes multicast somente através dos protocolos de roteamento como o multicast dense-mode e sparse-mode, que se utilizam da tabela de roteamento unicast para encaminhamento do trafego.
Nesse artigo abordaremos o processo dense-mode para encaminhamento de tráfego IPv4 multicast.
Dense-mode
Os protocolos de roteamento multicast dense-mode assumem que um grupo multicast será solicitado em cada sub rede por ao menos um receptor (receiver). O design do dense-mode instrui o roteador para encaminhar o tráfego multicast em todas interfaces configuradas com dense-mode. Há algumas exceções para prevenção de loop, como validar se o endereço de origem do pacote, possui uma rota no roteador para interface que recebeu aquele pacote (RPF) e então nesse caso ele enviaria uma cópia do trafego multicast para todas as interfaces exceto aquela que o pacote foi recebido.
Os roteadores com dense-mode entendem que todas as sub rede desejam receber uma cópia do tráfego multicast, exceto quando outros roteadores (downstream) não desejam receber o tráfego para aquele grupo ou quando um host diretamente conectado não deseja juntar-se ao grupo multicast. Quando essas condições são encontradas, os roteadores enviam mensagens de poda (prune message) para cessar o tráfego naquele segmento.
Falando do RPF
Os protocolos de roteamento multicast usam a verificação de encaminhamento inverso (RPF – Reverse Path Forwarding) para garantir a entrega fluxo multicast criando entradas de roteamento multicast com base nas rotas unicast existentes ou rotas multicast estáticas. A verificação de RPF também ajuda a evitar loops de dados. Um fluxo multicast de entrada não será aceito ou encaminhado a menos que o fluxo seja recebido em uma interface de saída para a rota unicast no cabeçalho de origem do pacote.
No exemplo abaixo, o Roteador R4, irá apenas aceitar e encaminhar o fluxo multicast gerado pelo Multicast Sender 10.1.1.1 para o receiver, se recebido pela interface G0/0.
Falando um pouco mais do PIM Dense-mode…
O protocolo de roteamento multicast PIM (Protocol Independent Multicast) Dense-mode, define uma serie de mensagens e regras para a comunicação eficiente de pacotes multicast; ele atua de forma independente do protocolo de roteamento IPv4 unicast, mas utilizando a tabela de roteamento unicastpara validação RPF. O protocolo PIM simplesmente confia na tabela de roteamento unicast.
O PIM estabelece relacionamento com seus vizinhos utilizando mensagens Hello que são enviadas a cada 30 segundos utilizando o protocolo IP 103 e o endereço 224.0.0.13 (All-PIM-Routers), o holdtimer geralmente é três vezes o tempo do hello. Caso o roteador não receba a mensagem hello durante o holdtime, ele considera a perda de adjacência com o vizinho.
Source-Based Distribution Tree
Quando um roteador PIM-DM recebe um pacote multicast, ele primeiro executa uma validação RPF. Uma vez que a validação confirmada, o roteador encaminha uma cópia do pacote multicast para todos os roteadores vizinhos com PIM-DM, exceto aquele que ele recebeu o pacote. Cada roteador PIM-DM repete todo o processo e inunda a rede com o trafego do grupo multicast, até o ultimo roteador da topologia – que não possui roteadores vizinhos abaixo (downstream).
Todo esse processo é chamado source-based distribution tree, shortest path tree (SPT) ou source tree. O tree (arvore) define o caminho entre source que origina o trafego multicast e o receiver, que recebe uma cópia do trafego multicast. O source é considerado a raiz e as sub redes como galhos e folhas das arvores.
O PIM-DM pode ter diferentes “arvores de distribuição” para cada combinação da origem do grupo multicast, pois o SPT irá se basear na origem e localização dos hosts de cada grupo multicast. A notação (S,G) refere-se a cada particular SPT, onde S é o endereço IP de origem e G é o endereço do grupo multicast, como por exemplo (192.168.1.10,226.1.1.1).
Fazendo a poda – Prune message
Quando uma sub rede não precisa de uma cópia do trafego multicast o PIM-DM define um processo para os roteadores remover suas interfaces do SPT utilizando as mensagens PIM Prune.
A mensagem PIM Prune é enviada por um roteador a um segundo roteador para remover o link em que a poda é recebida para um particular (S,G) SPT.
Em razão do PIM-DM querer encaminhar o trafego para todas as interfaces (com o PIM configurado), após 3 minutos de receber uma mensagem de poda, ele retorna o encaminhamento de trafego multicast naquela interface. Caso o roteador que enviou a mensagem Prune não queira continuar recebendo o trafego multicast, ele enviara novamente a mensagem de poda. O processo de encaminhamento e poda ocorre periodicamente. As ramificações (sub-redes) podadas reiniciam o encaminhamento multicast quando o estado de poda expira e, em seguida, os dados são inundados novamente nesses segmentos de rede e, em seguida, os ramos são cortados novamente…
Graft
Quando um receptor em um segmento podado anteriormente se une a um grupo multicast, uma opção é esperar que os links podados, expirem. Entretanto, para reduzir a latência do join a um grupo multicast, O PIM-DM usa um mecanismo chamado graft para retomar o encaminhamento de dados para esse segmento, sem esperar que o tempo do prune expire.
Uma vez que o roteador envie a mensagem graft para um vizinho, que havia enviando uma mensagem prune anteriormente, o roteador irá encaminhar a porta para o estado de encaminhamento para determinado (S,G) SPT.
Assert
O mecanismo de assert desliga os fluxos de multicast duplicados para a mesma rede, onde mais de um roteador multicast encaminha o trafego para a LAN, ao eleger um encaminhador multicast exclusivo na rede local. Seguindo seguinte processo:
1. O roteador anuncia a menor distancia administrativa do protocolo de roteamento utilizado para aprender a melhor rota.
2. Se houver empate, o roteador escolhido terá a menor métrica para a origem
3. Se houver um novo empate, o roteador escolhido será o que tiver o maior endereço IP na interface local.
Exemplo de Configuração do PIM DM
No cenário abaixo, uma máquina da rede 192.168.2.0/24 deseja receber o fluxo multicast com o endereço 239.1.1.1. O Sw2 está configurando com OSPF e PIM o estabelecimento do roteamento Unicast e Multicast da rede.
Configuração de Sw2
#
vlan 2
vlan 12
#
interface Vlan-interface2
ip address 192.168.2.1 255.255.255.0
igmp enable
! Habilitando a interface para troca de mensagens IGMP
#
interface Vlan-interface12
ip address 192.168.12.2 255.255.255.0
pim dm
! Habilitando o PIM DM para Roteamento Multicast com o R1
#
ospf 10
area 0.0.0.0
network 192.168.2.0 0.0.0.255
network 192.168.12.0 0.0.0.255
! Configurando o OSPF para o Roteamento Unicast
#
O Protocolo IGMP (Internet Group Management Protocol) é fundamental para gerenciar o tráfego multicast em sua rede. Ele permite que hosts se juntem a grupos multicast e recebam transmissões específicas para esses grupos, otimizando o uso da banda e evitando o envio desnecessário de dados para dispositivos que não os desejam.
Como funciona o IGMP?
Hosts se registram em grupos multicast: Os hosts enviam mensagens IGMP Report para informar ao roteador da LAN que desejam receber transmissões de um determinado grupo multicast.
Roteadores e switches de Camada 3 encaminham o tráfego multicast: Ao receberem mensagens IGMP Report, os roteadores e switches de Camada 3 identificam quais interfaces precisam receber o tráfego multicast e o encaminham para elas.
O que é IGMP Snooping?
O IGMP Snooping é uma função inteligente implementada em switches de rede que otimiza ainda mais o gerenciamento do tráfego multicast. Através da escuta das mensagens IGMP Report, Query e Leave, o IGMP Snooping cria um mapa dinâmico das interfaces que desejam receber cada fluxo multicast. Dessa forma, o switch envia o tráfego multicast apenas para as interfaces que realmente o solicitam, evitando desperdício de banda e otimizando o desempenho da rede.
Vantagens do IGMP Snooping:
Redução do tráfego multicast desnecessário: Melhora o desempenho geral da rede e libera banda para outras aplicações.
Maior eficiência de roteamento: O switch direciona o tráfego multicast apenas para as interfaces que o solicitam, reduzindo o processamento desnecessário.
Escalabilidade aprimorada: Permite a expansão da rede multicast sem comprometer o desempenho.
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