1. Einleitung (Introduction)
Der IEEE-Brückenstandard [BRIDGE] legt fest, wie LAN-Pakete »überbrückt« werden, oder, wie heute geläufiger, zwischen LAN-Segmenten vermittelt (geswitcht) werden. Das Verhalten eines Switches in Bezug auf Multicast-Pakete lässt sich wie folgt zusammenfassen: Beim Verarbeiten eines Pakets, dessen Ziel-MAC-Adresse eine Multicast-Adresse ist, leitet der Switch eine Kopie des Pakets an jedes der übrigen Netzwerkschnittstellen weiter, die gemäß [BRIDGE] im Weiterleitungszustand sind. Der Spanning-Tree-Algorithmus stellt sicher, dass die Anwendung dieser Regel durch jeden Switch im Netzwerk das Paket für alle mit dem Netzwerk verbundenen Knoten zugänglich macht.
Dieses Verhalten funktioniert gut für Broadcast-Pakete, die von allen verbundenen Knoten gesehen oder verarbeitet werden sollen. Im Fall von Multicast-Paketen kann dieser Ansatz jedoch zu einer weniger effizienten Nutzung der Netzwerkbandbreite führen, insbesondere wenn das Paket nur für eine kleine Anzahl von Knoten bestimmt ist. Pakete werden in Netzwerksegmente geflutet, in denen kein Knoten ein Interesse am Empfang des Pakets hat. Zwar verursachen die Knoten nur selten Verarbeitungsaufwand, um Pakete zu filtern, die an nicht angeforderte Gruppenadressen gerichtet sind, sie können jedoch während der Flutung des Multicast-Pakets keine neuen Pakete auf das gemeinsam genutzte Medium übertragen. Im Allgemeinen kann durch Flutung erhebliche Bandbreite verschwendet werden.
In den letzten Jahren haben verschiedene kommerzielle Anbieter Produkte mit der Bezeichnung »IGMP-Snooping-Switches« auf den Markt gebracht. Diese Geräte halten sich nicht an das konzeptionelle Modell, das eine strikte Trennung der Funktionalität zwischen den verschiedenen Kommunikationsschichten im ISO-Modell vorsieht, und nutzen stattdessen Informationen in den Kopfzeilen der Protokolle höherer Ebenen als Faktoren, die bei der Verarbeitung auf den unteren Ebenen berücksichtigt werden. Dies ähnelt der Art und Weise, wie ein Router als Firewall fungieren kann, indem er den Kopfzeilentyp des Transportprotokolls untersucht, bevor ein Paket an seine Zieladresse weitergeleitet wird.
Im Fall von IP-Multicast-Verkehr bietet ein IGMP-Snooping-Switch den Vorteil, Bandbreite auf denjenigen Segmenten des Netzwerks zu sparen, wo kein Knoten Interesse am Empfang von an die Gruppenadresse gerichteten Paketen bekundet hat. Dies steht im Gegensatz zum normalen Switch-Verhalten, bei dem Multicast-Verkehr typischerweise an alle Schnittstellen weitergeleitet wird.
Viele Switch-Datenblätter geben Unterstützung für IGMP-Snooping an, doch existieren dafür heute keine Empfehlungen. Es ist die Hoffnung der Autoren, dass die in diesem Dokument dargelegten Informationen diese Grundlage liefern.
Die hier vorgestellten Empfehlungen basieren auf folgenden Informationsquellen: den IGMP-Spezifikationen [RFC1112], [RFC2236] und [IGMPv3], von Herstellern bereitgestellten technischen Dokumenten [CISCO], Fehlerberichten [MSOFT], Gesprächen mit an der Entwicklung von IGMP-Snooping-Switches Beteiligten, Diskussionen auf der MAGMA-Mailingliste sowie auf Antworten von Switch-Herstellern auf einen Implementierungsfragebogen.
Interoperabilitätsprobleme, die zwischen verschiedenen IGMP-Versionen auftreten, sind nicht Schwerpunkt dieses Dokuments. Interessierte Leser werden an [IGMPv3] verwiesen, wo eine gründliche Beschreibung der Problembereiche erfolgt.
Die Vorschläge in diesem Dokument basieren auf IGMP, das nur für IPv4 gilt. Für IPv6 muss stattdessen Multicast Listener Discovery [MLD] verwendet werden. Da MLD auf IGMP basiert, wiederholen wir die vollständige Beschreibung und die Empfehlungen für MLD-Snooping-Switches nicht. Stattdessen weisen wir auf die wenigen Fälle hin, in denen Unterschiede zu IGMP bestehen.
Beachten Sie, dass die IGMP-Snooping-Funktion nur auf IPv4-Multicasts angewendet werden sollte. Andere Multicast-Pakete, wie etwa IPv6, könnten durch IGMP-Snooping unterdrückt werden, wenn bei der Implementierung nicht zusätzliche Sorgfalt walten gelassen wird, wie im Abschnitt mit den Empfehlungen erwähnt.