Настройка IGMP в локальной сети для
контроля широковещательных IPTV потоков
с использованием Cisco Catalyst 3550-12T

В статье "Настройка IGMP в локальной сети для контроля широковещательных IPTV потоков" были рассмотрены основные принципы работы IGMP snooping в случае когда коммутатор и IGMP querier разнесены на разные устройства. В этой статье будет описана схема с использованием одного устройства Cisco Catalyst 3550-12T [1], которое совмещает в себе функции и коммутатора, и IGMP querier. Коммутатор Catalyst 3550-12T имеет на борту 10 портов Gigabit Ethernet (витая пара), а так же два порта под модули GBIC. Пиковая производительность составляет 17 млн. пакетов в секунду, что позволяет передавать данные на скорости 24 Гбит/сек.

Настройка IGMP snooping и IGMP querier

На коммутаторе необходимо иметь сконфигурированный IP-адрес на интерфейсе Vlan 1:

! interface Vlan1  ip address 10.1.2.247 255.255.0.0 ! 

Включение функции IGMP snooping производится командой (в режиме глобального конфигурирования):

ip igmp snooping 

Включение функции IGMP querier производится командой (в режиме глобального конфигурирования):

ip igmp snooping querier 

Тестирование

Специалистами компании НетАП подготовлен стенд на базе Cisco Catalyst 3550-12T ( C3550-IPSERVICESK9-M, Version 12.2(40)SE ) и NetUP DVB-IP стримера [2]. Общая схема сети представлена на рисунке 1. В качестве абонентского оборудования выступали персональный компьютер с медипроигрывателем vlc, а так же телевизионная приставка Aminet 130.

Рис. 1 Общая схема тестового стенда

На коммутаторе были включены функции IGMP snooping и IGMP querier как описано выше. Для проверки можно выполнить следующие команды (команды приведены с выводом):

c3550#show ip igmp snooping querier Vlan      IP Address        IGMP Version   Port ---------------------------------------------------------------- 1         10.1.2.247        v2             Switch  c3550#show ip igmp snooping groups Vlan      Group             Version     Port List ------------------------------------------------------------ 

Как видно коммутатор выполняет функции IGMP querier. В списке групп (groups) нет ни одной группы т.к. ни один из абонентов не запросил широковещательный поток. В этом случае средняя скорость передачи данных на порту абонента будет равна 0 Мбит/сек. Для проверки можно выполнить команду:

c3550#show interfaces GigabitEthernet 0/2 | include 5 minute   5 minute input rate 0 bits/sec, 0 packets/sec   5 minute output rate 0 bits/sec, 0 packets/sec 

При этом на порту NetUP DVB-IP стримера мы видим передающиеся данные на скорости порядка 110-120 Мбит/сек (настроено полное открытие 4х транспондеров, что составляет примерно 50 ТВ каналов):

c3550#show interfaces GigabitEthernet 0/1 | include 5 minute   5 minute input rate 125753000 bits/sec, 11558 packets/sec   5 minute output rate 0 bits/sec, 0 packets/sec 

Именно благодаря работе IGMP snooping в абонентский порт не поступают широковещательные пакеты. В случае если абонент запросит какой-либо ТВ канал в его порт будут копироваться только те широковщательные пакеты, которые относятся к этому ТВ каналу. Для проверки выполним запрос ТВ канала на абонентском устройстве:

vlc udp://@226.2.0.5:1234 

На экране абонентского устройства будет отображаться запрошенный ТВ канал. При этом на коммутаторе в списке групп мы увидим новую запись:

c3550#show ip igmp snooping groups Vlan      Group             Version     Port List ------------------------------------------------------------ 1         226.2.0.5         v2          Gi0/2 

Как видно из этой записи коммутатор производит копирование широковещательных пакетов для группы 226.2.0.5 в абонентский порт (Gi0/2). Для проверки можно посмотреть скорость передачи данных в абонентский порт:

c3550#show interfaces GigabitEthernet 0/2 | include 5 minute   5 minute input rate 0 bits/sec, 0 packets/sec   5 minute output rate 3300000 bits/sec, 304 packets/sec 

Как видно в абонентский порт передается только один ТВ канал со скоростью примерно 3 Мбит/сек. Благодаря такому поведению коммутатора мы избегаем перегрузки абонентского устройства нежелательными широковещательными пакетами.
При этом стоит отметить практически нулевую загрузку CPU на коммутаторе. Скорее всего работа с широковещательными пакетами производится на аппаратном уровне.

c3550#show processes cpu history       1111111111122222111111111111111111111111111111111111111111 100  90  80  70  60  50  40  30  20  10    0....5....1....1....2....2....3....3....4....4....5....5....              0    5    0    5    0    5    0    5    0    5                     CPU% per second (last 60 seconds) 

Важно! Согласно документу "IPv4 Multicast Unusable Group And Source Addresses" [3] не рекомендуется использовать определенные диапазоны широковещательных IPv4 адресов. Например, таким диапазоном является подсеть 226.0.0.0 - 226.0.0.255. Коммутатор Cisco Catalyst 3550-12T производит рассылку таких пакетов во все порты не зависимо от того, запрашивал получатель их или нет.

Документация

Техническая документация

Статьи

Информационные и рекламные материалы

Сделай первый шаг, и ты поймешь,
что не все так страшно.
(Луций Аннея Сенека)