【ネットワーク入門】マルチキャスト（MLD）について

2023年2月14日2024年12月7日

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はじめに

こんにちは。ネットワークエンジニアの「だいまる」です。

前回まではマルチキャストの「一般編」や「PIM-SM」についてまとめてきました。

今回は、マルチキャストシリーズの続編である「MLD」についてまとめていきたいと思います。

MLD（Multicast Listener Discovery）とは

まずはじめに、MLD（Multicast Listener Discovery）とは何か？を説明したいと思います。

MLDとは、「IPv6 マルチキャストで利用するIPv4のIGMP該当するプロトコル」になります。

MLDv1とMLDv2の2つのバージョン

このMLDには、「MLDv1」と「MLDv2」の2つのバージョンが存在します。

これら2つのバージョンの違いは、MLDv1はIGMPv2、MLDv2はIGMPv3に該当するような違いがあるためです。

バージョン	IPv4の該当プロトコル
MLDv1	IGMPv2に該当
MLDv2	IGMPv3に該当

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MLDを構成する４つのメッセージ

MLDには、4つのメッセージがあります。

長々と文章に書いてもわかりづらくなると思うので、メッセージ各種の説明は以下の表にまとめます。

メッセージ	タイプ	用途
Query	131	Reportメッセージに対する応答
Report	132	マルチキャストグループへの参加・維持を要望する
Done	133	マルチキャストグループからの離脱時に利用
Report（MLDv2限定）	143	マルチキャストグループへの参加・維持・離脱で利用　・Current State：Queryの応答に利用する状態　・State Change：グループへの参加・離脱を通知する状態

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ここからはMLDの仕組みを理解しよう！

Step1：MLDv1の仕組み

この章では、MLDv1のマルチキャストグループへの参加、維持、離脱の動作について説明します。

Step1-1：マルチキャストグループへの参加

マルチキャストグループへの参加は、「参加したいグループのマルチキャストアドレスを宛先としReportメッセージを送信」します。

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Step1-2：マルチキャストグループ参加維持

マルチキャストグループの参加維持は、ラストホップルータが宛先FF02::1のQueryメッセージを送信し、受信者がReportメッセージを応答することで参加が維持されます。

この時、マルチキャストグループに所属する全ルータに対し送信する「General Query」とマルチキャストグループの中の特定ルータに対し送信する「Specific Query」の2種類があります。

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Step1-3：マルチキャストグループからの離脱

マルチキャストグループから離脱するためには、「FF02::2宛のDoneメッセージを受信者からラストホップルータに送信」します。

このDoneメッセージを受信したルータは、「参加維持のためにラストホップルータが送信するQueryメッセージに対する応答がなくなることでグループの離脱が確定」します。

Step2：MLDv2の仕組み

次にMLDv2の参加、維持、離脱の仕組みについて記載していきます。

Step2-1：マルチキャストグループへの参加

マルチキャストグループに関する仕組みは、基本的にMLDv1と同様になりますが、メッセージの宛先が異なります。

その宛先は「FF02::16」になり、先程の表の一番下にあった「State Change Report」として送信します。

このメッセージの送信には、送信元アドレスを指定できる「ALLOW_NEW_RESOURCE」というタイプがあります。

送信元の指定がない場合は、「CHANGE_TO_EXCLUDE」というタイプを利用し送信することになります。

タイプ	用途
ALLOW_NEW_RESOURCE	送信者となる送信元アドレスを指定する
CHANGE_TO_EXCLUDE	送信者となる送信元アドレスを指定しない

Step2-2：マルチキャストグループ参加の維持

マルチキャストグループ参加維持は、ラストホップルータ（LHR）から受信者に対しQueryメッセージを送信し、応答としてReportメッセージの「Current State Report」を送信することでマルチキャストグループへの参加を維持します。

このメッセージにも送信元アドレスの指定ができる「MODE_IS_INCLUDE」と未指定の「MODE_IS_EXCLUDE」の2種類があります。

タイプ	用途
MODE_IS_INCLUDE	送信者の送信元アドレスを指定する場合
MODE_IS_EXCLUDE	送信者となる送信元アドレスを指定しない場合

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Step2-3：マルチキャストグループからの離脱

マルチキャストグループからの離脱は、MLDv1とは異なり、MLDv2のReportメッセージ（State Change）を「FF02::16」宛に送信し、ラストホップルータ（LHR）がQueryメッセージを送信し、応答がないことで離脱となります。

タイプ	用途
BLOCK_IS_SOURCES	送信者の送信元アドレスを指定する場合
CHANGE_TO_INCLUDE_MODE	送信者となる送信元アドレスを指定しない場合

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動作確認を実機でしてみよう！

今回の動作確認では、MLDv2の送信元アドレスの指定がないパターンで確認しました。

また、動作確認を実施した構成は、以下の図の通りとなります。

動作確認①：マルチキャストグループへの参加

MLDによるマルチキャストグループへの参加は、Receiver3のInterface設定配下に以下の設定が必要となります。

(config-if)# ipv6 mld join-group <マルチキャストグループアドレス>

今回は、Receiver4に設定した際の動作を確認します。

Receiver4#conf t
Receiver4(config)#interface gigabitEthernet 0/0
Receiver4(config-if)#ipv6 mld join-group ff08::1111

設定後のDebug Logを見てみるとしっかり参加していることがわかります。

*Feb 10 11:40:20.383: IPv6 PIM: (*,FF08::1111) Processing Periodic Join-Prune timer
*Feb 10 11:40:20.383: IPv6 PIM: (*,FF08::1111) J/P processing
*Feb 10 11:40:20.383: IPv6 PIM: (*,FF08::1111) Periodic J/P scheduled in 60 secs. Exact schedule time including jitter is: 59502 msec
*Feb 10 11:40:20.383: IPv6 PIM: (*,FF08::1111) J/P adding Join on GigabitEthernet0/0
*Feb 10 11:40:20.383: IPv6 PIM: Sending J/P message for neighbor FE80::2 on GigabitEthernet0/0 for 1 groups
*Feb 10 11:40:38.183: IPv6 PIM: Supressing multicast packets on loopback interface

この時のパケットの中身を見てみましょう。

想定通り、「FF02::16」を宛先としたメッセージがタイプ143で（Exclude）で送信していることがわかります。