Multicast IPv6

Multicast IPv6
Teoria e pratica
Marco d’Itri
<md@linux.it>
ITgate Network
IPv6 Task Force Italia - Luglio 2005

Indice
1 Introduzione
2 Formato degli indirizzi
3 Protocolli di routing
4 m6bone
5 Implementazioni
6 Risorse
Marco d’Itri (ITgate Network) Multicast IPv6 IPv6TF-IT Luglio 2005 2 / 27

Introduzione
Multicast in breve
Un metodo per inviare in modo efﬁciente gli stessi dati a un grande
numero di destinatari.
Tipi di multicast
Any Source Multicast (ASM)
Una o più sorgenti e destinatari multipli. (∗, G)
Single Source Multicast (SSM)
Una sola sorgente e destinatari multipli. (S, G)
Gli indirizzi multicast identiﬁcano un insieme di interfacce. I pacchetti
ad essi inviati vengono consegnati a tutte le interfacce che fanno parte
del gruppo.
In pratica, ogni pacchetto inviato al gruppo multicast viene replicato
per ogni destinatario dai router sul percorso.

Formato degli indirizzi
FF00::/8: indirizzi multicast (RFC 3513).
8 4 4 112
1111 1111 00PT scope group ID
Flag
P = 1: costruito con il preﬁsso della rete unicast, P = 0: no.
T = 1: assegnato in modo temporaneo, T = 0: permanente.
Per deﬁnizione, sono temporanei tutti gli indirizzi non allocati
staticamente da IANA.
Sono a disposizione 120 bit per provare schemi di indirizzamento
differenti.

Scope degli indirizzi
Scope (4 bit)
1 node-local
2 link-local
5 site-local
8 organization-local
E globale
Gli altri valori sono sono a disposizione di ogni sito.
I router devono essere conﬁgurati per limitare la propagazione del
trafﬁco con scope locale.

Indirizzi basati su un prefisso
FF3x::/16: indirizzi multicast basati sul prefisso di una rete unicast
(RFC 3306).
8 4 4 8 8 64 32
1111 1111 0011 scope 0 pref. len. network group ID
Flag
P = 1: costruito con il prefisso della rete unicast.
T = 1: temporaneo.
Prefix length indica la lunghezza in bit (≤ 64) del prefisso contenuto
nel campo successivo, che è la rete unicast a cui appartiene l’indirizzo.

Indirizzi SSM
FF3x::/96: indirizzi per Single Source Multicast (RFC 3569).
8 4 4 8 8 64 32
1111 1111 0011 scope 0 0 0 group ID
Se un indirizzo unicast-prefix-based ha il prefisso uguale 0 allora
si tratta di un indirizzo SSM.
Di conseguenza anche la lunghezza del prefisso è uguale a 0.
Principali vantaggi del SSM
Semplifica l’allocazione degli indirizzi.
Semplifica notevolmente il routing.

Indirizzi embedded-RP
Un Rendezvous Point è un router che conosce le sorgenti dei gruppi
attivi in un dominio PIM. È necessario per ASM. (RFC 3956).
8 4 4 4 4 8 64 32
1111 1111 0111 scope 0 RIID plen network group ID
Flag
R = 1: identiﬁca gli indirizzi embedded-RP.
P = 1 e T = 1 come per gli altri indirizzi basati su un preﬁsso.
4 dei bit riservati diventano il campo RIID, che aggiunto alla rete forma
l’indirizzo unicast del RP.

Tipi di indirizzi
Ricapitolando:
8 4 4 4 4 8 64 32
multicast 0RPT scope
1111 1111 0000 XXXX ID (112)
1111 1111 0001 XXXX ID (112)
1111 1111 0010 XXXX non valido
1111 1111 0011 XXXX 0 plen net ID
1111 1111 0011 XXXX 0 0 0 ID
1111 1111 0111 XXXX 0 RIID plen net ID

Generazione dell’ID
L’ID multicast contenuto in ogni indirizzo deve essere allocato in modo
che sia unico per lo scope, la rete o l’indirizzo della sorgente.
(RFC 3307)
Metodi di assegnazione possibili
Statica da parte della IANA (P = 0, T = 0).
Automatica tramite un server MADCAP (RFC 2730).
Automatica da parte degli host interessati tramite Zeroconf.
A caso da chi gestisce il servizio.
Attenzione: solo gli ultimi 32 bit sono usati nel MAC Ethernet!

Esempi di indirizzi
FF02::1 (ping6 -I eth0 FF02::1)
permanente, scope link-local: tutti i nodi sulla LAN.
FF05::101
permanente, scope site-local: tutti i server NTP del sito.
FF1E::8888 (vlc udp://@[FF1E::8888]:8888)
temporaneo, scope globale: stream audio di Frequence 3.
FF3E:0020:2001:660::BEAC
temporaneo, preﬁx-based, scope globale: ex beacon di Renater
(2001:660::/32).
FF3E::BEAC
temporaneo, SSM, scope globale: dbeacon.
FF7E:D40:2001:660:3001:4001::/96
embedded-RP, scope globale: preﬁsso del gateway multicast
IPV4-IPV6.

Esempi di indirizzi
FF02::1 (ping6 -I eth0 FF02::1)
permanente, scope link-local: tutti i nodi sulla LAN.
FF05::101
permanente, scope site-local: tutti i server NTP del sito.
FF1E::8888 (vlc udp://@[FF1E::8888]:8888)
temporaneo, scope globale: stream audio di Frequence 3.
FF3E:0020:2001:660::BEAC
temporaneo, scope globale, preﬁx-based: beacon di Renater
(2001:660::/32).
FF3E::BEAC
temporaneo, SSM, scope globale: dbeacon.
FF7E:D40:2001:660:3001:4001::/96
embedded-RP, scope globale: preﬁsso del gateway multicast
IPV4-IPV6.

Protocolli di routing
Protocolli di routing: MLD
MLD è il protocollo di segnalazione tra router e host (RFC 2710).
È l’omologo di IGMP per IPV6.
È implementato con messaggi ICMPv6 di tipo informativo.
Prevede tre tipi di messaggi:
query: il router cerca host interessati a gruppi multicast.
report: un host comunica al router l’interesse per un gruppo.
done: un host segnala al router la ﬁne dell’interesse.
MLDV2 (RFC 3810) è la sua evoluzione:
Come MLDV1, ma in più ha il supporto per SSM.
Non è implementato da FreeBSD e Windows.
MLD snooping: è in corso di sviluppo per i 7601.

Protocolli di routing: PIM
PIM è il protocollo di segnalazione tra router (RFC 2362).
Permette di conoscere la sorgente di un gruppo ASM usando un
Rendez-vous Point (RP).
Le sorgenti ASM sono registrate a un RP dal router a cui sono
connesse.
Lo stato costruito con PIM viene usato dai router per decidere
come fare il forwarding dei pacchetti multicast.
È progettato come protocollo intra-domain: non scala a livello
globale.

I Rendez-vous Point
Se si usa PIM, un edge router che riceve un join (∗, G) o del trafﬁco
deve conoscere l’indirizzo del RP su cui è stato registrato il gruppo:
Tramite una conﬁgurazione statica.
Dinamicamente tramite il Bootstrap Router Protocol (BSR).
Dinamicamente tramite il protocollo Auto-RP.
Costruendolo da un gruppo Embedded-RP.
Se si usa SSM non serve un RP, e il router invia direttamente un join
(S, G) verso la sorgente.

m6bone
m6bone
m6bone è l’insieme dei siti, prevalentemente accademici, che hanno
connettività multicast IPV6. È un gruppo informale.
Come connettersi
Iniziare ad conﬁgurare il routing multicast nella propria rete.
Cercare un sito topologicamente vicino.
Chiedere di attivare un tunnel.

m6bone
m6bone in Italia
Siti italiani con connettività IPv6 multicast
CNIT
GARR
ITgate
Non ci sono peering!

m6bone
PIM in m6bone
Non esiste MSDP per IPV6, quindi c’è un unico dominio PIM.
Come trovare il RP?
Renater gestisce un RP centrale, conﬁgurato staticamente in ogni
router.
Alcuni siti usano dei RP site-local, conﬁgurati staticamente o
tramite BSR.
A lungo termine
È una buona idea usare SSM, quando possibile.
Se proprio serve ASM, si possono usare gruppi Embedded-RP.

Implementazioni
Implementazioni di router
Cisco: a partire da 12.0(26)S, 12.2(25)S, 12.3(2)T
Attenzione ai bug: qui 12.3(11)T2 funziona, YMMV.
Juniper: a partire da JunOS 6.0.
Linux (≥ 2.6.10) e mrd6.
Forwarding in user space.
Forwarding in kernel space (con una patch).
Linux e pim6sd (con una patch).
BSD e pim6sd.
BSD e XORP.

Implementazioni
Proxy MLD
In alternativa a un router completo si può usare un proxy MLD, che
ripete verso la sorgente i join ricevuti e fa il forwarding del traffico.
Questo funziona definendo manualmente quali sono le interfacce di
ingresso e di uscita, quindi si può solo ricevere traffico.
Implementazioni
ecmh (Linux e BSD)
mrd6 (Linux)

Implementazioni
Conﬁgurazione di IOS (1)
ipv6 multicast routing
ipv6 route 2001:1418:100::/40 Tunnel10 multicast
router bgp 12779
neighbor 2001:1418:1:400::26 remote-as 29259
address-family ipv6 multicast
neighbor 2001:1418:1:400::26 route-map IABG-OUT6M out
route-map IABG-OUT6M permit 100
match community CUSTOMERS
ip community-list standard CUSTOMERS permit 12779:6500

Implementazioni
Conﬁgurazione di IOS (2)
Per attivare ASM:
ipv6 pim rp-address 2001:660:3007:300:1:: RP-GLOBAL6
ipv6 access-list RP-GLOBAL6
permit ipv6 any FF0E::/16
permit ipv6 any FF1E::/16
Con lo stesso meccanismo si possono deﬁnire i RP per domini PIM
locali o per scopi speciali.

Implementazioni
Conﬁgurazione di un host Linux
È necessario conﬁgurare una route con metrica minore di quella delle
route create automaticamente dal kernel. (Perché?)
ip route add ff00::/8 dev eth0 metric 128

Implementazioni
mrd6
Se si usa Linux, solitamente mrd6 è la soluzione più semplice e
immediata.
Funziona con un kernel normale, senza bisogno di patch.
È attivamente sviluppato, e l’autore è disponibile in IRC per fare
debugging e discutere nuove feature.
Implementa MLDV1, MLDV2, PIM e BGPV4+.
Può funzionare da RP.

Implementazioni
Monitoraggio con dbeacon
Uno strumento di monitoraggio distribuito che produce statistiche sullo
stato della connettività multicast.
Ogni nodo fa il join di un gruppo e ci invia informazioni sul proprio
stato e su cosa riceve dagli altri nodi.
Vengono tenute statistiche su TTL, pacchetti persi, latenza e jitter,
che opzionalmente sono archiviate con RRD.
Le informazioni sono anche esportate in XML e possono essere
mostrate in un sito web.

Risorse
Risorse
Risorse in rete
#m6bone su irc.freenode.net.
#networker su IRCNet.
Mailing list di m6bone.
http://www.m6bone.net/

Risorse
Per concludere...
IPV6 multicast
È più semplice da conﬁgurare e più scalabile che con IPV4.
Si basa su un protocollo di routing di provata afﬁdabilità (PIM).
Ci sono concrete possibilità di fornire IPV6 multicast ai propri clienti già
dall’inizio del deployment di IPV6 (salvo bug nelle implementazioni).

Risorse
Domande?
http://www.linux.it/~md/text/multicast6.pdf
(google . . . Marco d’Itri . . . I feel lucky)

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