プロトコル非依存マルチキャスト

プロトコル独立マルチキャスト（PIM ）は、インターネットプロトコル（IP）ネットワーク向けのマルチキャストルーティングプロトコルのファミリーであり、LAN、WAN、またはインターネット上で1対多および多対多のデー​​タ配信を提供します。PIMは独自のトポロジー検出メカニズムを持たず、他のルーティングプロトコルによって提供されるルーティング情報を使用するため、プロトコル独立と呼ばれています。PIMは特定のユニキャストルーティングプロトコルに依存せず、ネットワークで使用されている任意のユニキャストルーティングプロトコルを利用できます。PIMは独自のルーティングテーブルを作成しません。PIMは逆方向のパス転送にユニキャストルーティングテーブルを使用します。^{[ 1 ]： 56-57}

PIMには4つのバリエーションがあります。

• PIMスパースモード（PIM-SM）は、グループごとにランデブーポイント（RP）をルートとする単方向共有ツリーを明示的に構築し、オプションでソースごとに最短パスツリーを作成します。PIM-SMは一般的に広域での使用においてかなり良好なスケーラビリティを発揮します。^{[ 2 ] [ 3 ]}
• PIM デンスモード(PIM-DM) は、マルチキャストトラフィックをドメイン全体にフラッディングし、受信者が存在しないツリーのブランチを剪定することで、最短経路ツリーを暗黙的に構築します。PIM-DM は実装が簡単ですが、一般的にスケーリング特性が劣ります。最初のマルチキャストルーティングプロトコルであるDVMRP は、デンスモードマルチキャストルーティングを使用しました。^{[ 4 ]} RFC 3973 を参照してください。
• 双方向 PIM (Bidir-PIM) は、共有双方向ツリーを明示的に構築します。最短経路ツリーは構築しないため、PIM-SM よりもエンドツーエンドの遅延が長くなる可能性がありますが、ソース固有の状態を必要としないため、スケーラビリティに優れています。^{[ 1 ] : 70-73} RFC 5015 を参照。
• PIMソース固有マルチキャスト（PIM-SSM）は、単一のソースをルートとするツリーを構築し、限られた数のアプリケーション（主にコンテンツのブロードキャスト）に対して、より安全でスケーラブルなモデルを提供します。SSMでは、IPデータグラムはソースSからSSM宛先アドレスGに送信され、受信側はチャネル（S,G）を購読することでこのデータグラムを受信できます。詳細はRFC 3569を参照してください。 

PIM-SMは、IPTVシステムにおいて、 VLAN、サブネット、またはローカルエリアネットワーク間でマルチキャストストリームをルーティングするために一般的に使用されています。^{[ 5 ]}

PIMには2つのバージョンがあります。これらのバージョンは直接互換性はありませんが、同じネットワーク上で共存することは可能です。ネットワーク機器は両方のバージョンを実装している場合があります。PIMv2はPIMv1に比べて以下の点が改善されています。グループごとに1つのRPが使用されます。RPの検出はブートストラップルータ（BSR）によって行われます。グループはスパースモードまたはデンスモードのいずれかであり、インターフェースはどちらでも構いません。プロトコルの柔軟性と効率性全般が改善されています。^{[ 1 ] : 59}

プロトコル独立マルチキャスト - スパースモード( PIM-SM ) は、インターネット プロトコル(IP)パケットを、広域インターネットやドメイン間インターネットにまたがる可能性のあるマルチキャストグループに効率的にルーティングするためのプロトコルです。このプロトコルは、トポロジー検出のために特定のユニキャスト ルーティング プロトコルに依存しないためプロトコル独立と呼ばれ、マルチキャスト セッションにサブスクライブするノード (およびそのルーター) の割合が非常に低いグループに適しているためスパースモードと呼ばれています。DVMRPや高密度マルチキャストルーティングなどの以前の高密度モード マルチキャスト ルーティング プロトコルは、パケットをネットワーク全体にフラッディングしてから、受信者がいないブランチを切り捨てていましたが、PIM-SM は、マルチキャスト グループ内の各送信者から受信者へのツリーを明示的に構築します。^{[ 6 ]}

密モードマルチキャストは、マルチキャストがマルチキャスト加入者へのパケット送信のためのツリーを構築するために使用できるモードの1つです。これは疎モードの代替手段となります。

密モードの基本的な前提は、マルチキャストパケットストリームのほとんどの場所に受信機が存在することです。疎モードでは、受信機の数が比較的少ないことを前提としています。密モードは、多くのノードがマルチキャストパケットの受信を購読し、ほとんどのルータがこれらのパケットを受信して​​転送する必要があるグループ（高密度グループ）に最適です。

この違いは、2 つのプロトコルの初期動作とメカニズムに現れます。Dense Mode は、IP マルチキャストルーティングを処理するためにかなりシンプルなアプローチを使用します。送信元は、最初に直接接続されているすべてのルーターにブロードキャストします。これらの隣接ルーターは、さらにデータを隣接ルーターに転送します。ルーターがこのグループのデータを受信したくない場合 (他の隣接 PIM ルーターが存在せず、どのホストもこのグループに興味がない場合)、関心がないことを示す Prune メッセージを送信します。Prune メッセージを受信すると、ルーターは状態を変更して、そのインターフェースからパケットを転送しないようにします。ルーター上のすべてのインターフェースがプルーニングされると、ルーターもプルーニングされます。^{[ 6 ]}

以前のCisco IOSリリースでは、PIM-DM は 3 分ごとにすべてのマルチキャスト トラフィックを再フラッディングしていました。これは低容量のマルチキャストには適していますが、高帯域幅のマルチキャスト パケット ストリームには適していません。より新しい Cisco IOS バージョン 12.1(5)T 以降では、PIM Dense Mode State Refresh と呼ばれる新機能がサポートされています。この機能は、PIM ステート リフレッシュ メッセージを使用して、送信インターフェイスの Prune ステートを更新します。もう 1 つの利点は、トポロジの変更がより迅速に認識されることです。デフォルトでは、PIM ステート リフレッシュ メッセージは 60 秒ごとに送信されます。

さらに、ルータは逆パス転送を使用して、マルチキャストパケットを受信したいルータ間でパケット転送のループが発生しないようにします。非RPFインターフェイスでデータパケットが受信された場合、ループを防止するメカニズムが必要です。非RPFインターフェイスがLANの場合、アサートメッセージが送信されます。非フォワーダールータは、マルチキャストストリームが不要な場合、RPFインターフェイスでプルーニングメッセージを送信します。このようなプルーニングメッセージは、送信インターフェイスリスト（OILIST）にインターフェイスがなくなる時点に一度だけ送信されます。LANプルーニング受信側は、3秒間処理を遅延させます。これにより、別のLANルータがまだマルチキャストストリームを必要とする場合、プルーニングを打ち消す（キャンセルする）PIM参加メッセージを送信できます。（「あのルータは必要ないが、私はまだ必要だ！」）

ルーターがプルーニングを行った後、しばらくして受信側がIGMPメッセージでマルチキャストストリームを要求したとします。するとルーターはグラフトメッセージを送信します。これは実質的に「今すぐそのマルチキャストストリームをこちらに送ってほしい」という意味です。

• マルチキャストアドレス
• マルチキャストソース検出プロトコル

• Gorry Fairhurst (2006). "PIMルーティング" (PDF)。2011年12月28日にオリジナル(PDF)からアーカイブ済み。2011年12月6日に取得。
• プロトコル非依存型マルチキャストスパースモード（PIM-SM）：プロトコル仕様（改訂版）
• ソース固有マルチキャスト（SSM）の概要
• NetcraftmenによるPIMスパースモードの説明
• PIM-SMマルチキャストルーティングプロトコル
• pimdは、軽量なスタンドアロン型のPIM-SM v2マルチキャストルーティングデーモンです。
• プロトコル独立型マルチキャストスパースモード（PIM-SM）：プロトコル仕様 rfc2362
• qpimd – Quagga用PIMデーモン- プロトコル独立マルチキャスト。以前は別個の独立したモジュールとしてリリースされていましたが、現在はQuagga Routing Suiteの公式モジュールとして提供されています。