Le Protocol Independent Multicast (PIM) est une suite de protocoles de routage IP multicast. La communication des données sur le réseau s’effectue indépendamment du protocole Internet unicast utilisé. Le flux d’informations est transmis d’un expéditeur à un groupe multicast en modes dense ou épars. Découvrez la définition du Protocol Independent Multicast et ses différents modes de diffusion multipoint.
Qu’est-ce qu’un Protocol Independent Multicast ?
Le Protocol Independent Multicast est l’ensemble de protocoles de routage multicast le plus utilisé sur Internet. Sa traduction en français est la diffusion multipoint indépendante du protocole. À quoi sert un Protocol Independent Multicast ? Comment s’organise la communication entre les réseaux et sous-réseaux ?
À quoi sert un Protocol Independent Multicast ?
Les PIM assurent le routage multicast des paquets d’informations d’un émetteur vers un groupe de destinataires. Ils sont efficaces pour la connexion à un réseau exigeant un flux continu de données. Ce type de routage multipoint convient particulièrement à des applications web comme le streaming et la visioconférence. La multidiffusion utilise également moins de bande passante que le broadcast. Quelle est la différence entre les deux ? Le broadcast envoie des paquets à toutes les interfaces du réseau. Le multicast ne les envoie qu’au groupe de destinataires intéressés par la diffusion.
Un protocole de routage indépendant de l’IP
Le Protocol Independent Multicast ne dépend d’aucun protocole unicast pour remplir ses tables de routage. On dit donc qu’il est indépendant de l’Internet Protocol (IP). Le PIM utilise les informations de routage de protocoles unicast pour découvrir le réseau. Il utilise son propre protocole numéro 103 pour diffuser ses messages à ses voisins sur les réseaux. Il n’envoie pas non plus de mises à jour de routing tables multicast à ses voisins.
La vérification de paquets basée sur la technique du reverse path forwarding
La multidiffusion indépendante de l’IP utilise la technique de reverse path forwarding (RPF). Comment fonctionne le RPF ? Un paquet arrive sur l’interface du routeur. L’adresse d’expédition du paquet arrivant est comparée à l’adresse d’expédition présente dans la table de routage. Si les deux correspondent, le paquet est transmis vers sa destination. Si les adresses diffèrent, le paquet est abandonné. La technique de RPF prévient les boucles et l’usurpation d’identité d’adresse IP.
Caractéristiques du Protocol Independent Multicast
Les routeurs multicast sont responsables de la transmission des flux de données à travers le réseau. Les routeurs créent des arbres définissant le chemin emprunté jusqu’au groupe de destinataires. Ces arbres sont :
- Soit partagés par toutes les sources. On les appelle alors des shared trees, ou arbres partagés en français.
- Soit uniques à chacun des expéditeurs. On les appelle alors des source trees ou shortest path trees (SPT).
Voyons comment leur intervention connecte les groupes multicast au réseau.
Les shortest path trees (SPT)
Shortest path signifie le chemin le plus court. Les SPT sont donc des arbres utilisant le chemin le plus court pour connecter le groupe multicast au réseau. L’avantage des SPT est qu’ils assurent une communication avec le minimum de latence. Ils doivent cependant assumer le trafic entre les multiples sources et voire les multiples groupes. La mémoire du routeur multicast en pâtit si les expéditeurs et destinataires sont trop nombreux sur le réseau.
Les shared trees
Les arbres partagés sont unidirectionnels ou bidirectionnels. Ils ont une racine commune à toutes les sources. On l’appelle le point de rendez-vous (RP). L’avantage des shared trees est qu’ils utilisent moins de mémoire sur les routeurs. L’inconvénient est la possibilité d’un temps de latence si le chemin emprunté n’est pas le plus court.
Les différents types de protocoles de routage multicast
L’interface du routeur supporte tous les modes de Protocol Independent Multicast. Découvrons les deux types de routage PIM à forte et à basse densité de membres.
Le Dense Mode (PIM DM)
Le DM répond à une forte densité de membres sur le réseau. Il concurrence les Distance Vector Multicast Routing Protocol (DVMRP) et MOSPF (Multicast Open Shortest Path First). Le DVMRP et le MOSPF sont les deux autres principaux protocoles multicast en modes denses. Le PIM DM est cependant le plus utilisé car il est le plus efficace. Les routeurs créent des SPT pour envoyer des messages PIM dits flood and prune sur le réseau. Tout le réseau reçoit le flux puis les destinataires qui ne sont pas intéressés sont éjectés des groupes multicast.
Le Sparse Mode (PIM SM)
Le SM est adapté à une faible densité de membres dans le groupe multicast. Il est la référence actuelle en routage Internet Protocol. Seuls les membres qui rejoignent le groupe reçoivent le trafic. Le routeur crée des arbres partagés nécessitant un point de rendez-vous. Il envoie des messages PIM dits join and prune sur le réseau. Seuls les membres qui rejoignent les groupes multicast reçoivent le flux. On peut enfin citer le protocole bidirectionnel (BIDIR-PIM) et le Source Specific Multicast (SSM), tous deux dérivés du SM.
Le PIM peut également utiliser un modèle mixte à forte et faible densité. On l’appelle le PIM Sparse-Dense Mode. Le flux de données est acheminé selon la densité du groupe multicast. Le Protocol Independent Multicast n’a donc finalement pas une seule définition mais plusieurs.
