Giao thức PIM là giao thức xử lý gói tin multicast độc lập nhau. Hiện nay có ba loại PIM đang được sử dụng là : PIM-SM , PIM-DM , PIM-SSM
Giao thức PIM-SM (Protocol Independent Multicast – Sparse Mode)
Giao thức định tuyến chế độ thưa (sparse) được sử dụng khi có ít số lượng các ứng dụng multicast. Các giao thức PIM chế độ sparse không truyền lưu lượng của nhóm tới bất kỳ router nào trừ phi nó nhận được một thông điệp yêu cầu các bản sao của các gói tin được gửi tới một nhóm multicast đặc biệt.
Một router láng giềng yêu cầu các gói chỉ nhằm một trong hai mục đích: Router đã nhận được một yêu cầu nhận gói tin từ một vài router láng giềng Một host trên một phân đoạn mạng đã gửi thông điệp kết nối IGMP Join cho nhóm đó.
PIM-SM hoạt động với một chiến lược khác hẳn với PIM-DM mặc dù cơ chế của giao thức không hoàn toàn đối lập. PIM-SM giả sử rằng không có máy nào muốn nhận lưu lượng multicast cho đến khi nào các máy chủ động hỏi. Kết quả là, cho đến khi nào trong một mạng con có một máy yêu cầu nhận multicast thì multicast mới được phân phối vào mạng con đó. Với PIM-SM, các router downstream phải yêu cầu nhận multicast dùng thông điệp PIM Join. Khi các router nhận được các thông điệp này, các router bên dưới phải định kỳ gửi thông điệp Join lên router upstream. Nếu khác đi, router upstream sẽ không đưa lưu lượng xuống, đặt kết nối vào trong trạng thái xén bớt (Prune). Tiến trình này thì ngược lại với tiến trình được dùng trong PIM-DM, trong đó mặc định là phát tán lưu lượng multicast
với các router downstream cần phải liên tục gửi thông điệp Prune hay thông điệp làm mới trạng thái (State refresh) để giữ cho một kết nối là trong trạng thái prune. PIM-SM phù hợp khi chỉ có những tỉ lệ nhỏ các phân đoạn mạng nhận lưu lượng multicast.
Giao thức PIM-DM (Protocol Independent Multicast - Dense Mode)
Giao thức PIM-DM thường được sử dụng khi mà lưu lượng luồng multicast là rất lớn. PIM-DM luôn có một cổng trong trạng thái prune trong khoảng ba phút. Các thông điệp prune liệt kê một nguồn và nhóm ( S-Source, G- Group). Các router cũng thiết lập giá trị định thời prune, và thường thì mặc định là khoảng 3 phút, để sao cho trong khoảng 3 phút cổng này được đặt trong trạng thái forwarding . Để có thể khắc phục được những tình trạng như là các kết nối bị loại bỏ, liên kết bị loại bỏ và sau 3 phút thì các đường liên kết tiếp tục hoạt động thì ở PIM-DM có cơ chế làm mới trạng thái stase refresh. Các thông điệp làm mới trạng thái đã khắc phục được sự yếu kém của PIM-DM trong tiến trình pruning.
Trong giao thức PIM-DM các router còn gửi thông điệp ghép (Graft) để router nhận được đưa một cổng vào trạng thái chuyển tiếp (forwarding) cho một nhóm multicast nào đó.
Giao thức PIM-DM nhận biết các thiết bị láng giềng bằng cách trao đổi các gói tin “hello”. Thông tin láng giềng này được dùng trước để xây dựng cây đến tất cả các láng giềng. Sau đó, các nhánh của cây sẽ lần lượt được loại bỏ. Nếu một dòng multicast bắt đầu, cây sẽ được xây dựng, cây sẽ chỉ tồn tại khi các thành viên tích cực còn tồn tại. Nếu một host mới đăng ký tham gia nhóm, nhánh của phân đoạn mạng đó sẽ được đính thêm vào cây.
Giao thức PIM-SSM (Protocol Independent Multicast – Source-Specific Mode)
Giao thức PIM-SSM là giao thức mở rộng của PIM. Khi sử dụng SSM thì một client có thể nhận luồng multicast trực tiếp từ địa chỉ nguồn. PIM-SSM sử dụng
chức năng của PIM-SM để tạo ra một cây đường đi ngắn nhất SPT (Shortest-Path Tree) giữa nguồn và đích nhận.
Triển khai SSM là rất dễ dàng. Chúng ta chỉ cần cấu hình PIM-SM trên tất cả giao diện của router và chỉ định cái nào cần SSM. Nếu PIM-SM không được cấu hình rõ ràng trên cả nguồn và nhóm thành viên của giao tiếp thì gói tin multicast sẽ không được chuyển tiếp. Trên danh sách hỗ trợ IGMPv3 có sử dụng PIM-SSM. Trong việc cấu hình mạng theo PIM-SSM, một thuê bao tới một kênh SSM (sử dụng IGMPv3) sẽ thông báo với các thuê bao để tham gia vào nhóm G và nguồn S.
Hình 3-4 : Quá trình nhận và thông báo tới các thuê bao để tham gia vào nhóm G và tài nguyên S
Giao thức PIM là giải pháp hỗ trợ truyền tín hiệu multicast. Khi mà số lượng các nhóm multicast cần phải truyền tăng lên thì PIM là một giải pháp quan trọng để quản lý và giám sát lưu lượng multicast.
3.2.2.2 Giao thức cho dịch vụ multicast