Ce este rutarea IP multicast?

Rutarea multicast presupune trimiterea aceluiași mesaj la multe puncte finale. Este posibil să fie necesar să implementați rutarea multicast dacă aveți o funcție de conferință video care operează la compania dvs. sau dacă aveți facilități de chat audio care implică conversații între grupuri. Toate routerele sunt capabile să gestioneze rutarea multicast și este o sarcină relativ simplă să configurați capabilitatea.

multicast metoda nu trimite un mesaj la toate adresele de pe un segment de rețea – adică radiodifuzare. Încă un termen pe care trebuie să-l știți este „unicast.”Aceasta înseamnă dirijarea unui pachet către o adresă. Unicast este conceptul de transport standard care implică trimiterea unui pachet dintr-o sursă către o singură destinație prin routere. Cu multicast, pachetul trebuie replicat și trimis dintr-o sursă către multe destinații.

Transmiterea traseului invers

Probabil știți că toate transmisiile de rețea respectă seturi de reguli, care sunt cunoscute ca protocoale. Scopul principal al unui algoritm de rutare este de a trimite pachete prin routere pe adresa de destinație care este scrisă în antetul pachetului. Procedurile multicast sunt puțin diferite. Pachetul are, de asemenea, adresa sursă scrisă în antetul său, iar la expedierea unui pachet multicast, routerele utilizează o metodologie concepută pentru ia pachetul departe de sursă. Acesta este un concept dificil de avut în vedere, deoarece credeți că singurul mod în care un pachet s-ar putea deplasa printr-o rețea este de a călători către o anumită destinație.

Metodologia utilizată pentru dirijarea IP multicast se numește „direcție inversă înainte.”Tabelul de referință pentru un router îi spune care dintre interfețele sale ar trebui să copieze un pachet pentru a trimite un pachet pe adresa IP conținută în câmpul de destinație din antetul pachetului. La redirecționarea traseului invers, tabelul routerului este puțin diferit. Fiecare înregistrare prezintă o interfață în amonte și o interfață în aval. Interfața din amonte este punctul de primire pentru pachete sosire de la expeditorul multicast. Interfața din aval este punctul de ieșire pentru orice pachet care ajunge la interfața amonte dată.

Vor fi multe înregistrări într-o tabelă de rutare de redirecționare a căii inversă pentru aceeași sursă. Așa se face trimiterea pachetului de mai multe ori. Când routerul primește un pachet pe interfața din amonte, acesta sortează prin tabelul său de rutare și găsește toate înregistrările de rutare care conțin o mapare a locurilor unde să trimită pachetele din acea sursă. Aceste căi sunt grupate pe interfață, deci mai degrabă decât adresa sursă și destinație, înregistrările rezultate vor prezenta o listă de perechi unice de interfață de intrare și de ieșire. În toate perechile, interfața de intrare va fi aceeași.

Routerul citește prima intrare pentru acea interfață din amonte și trimite pachetul către interfața corespunzătoare în aval din acea înregistrare. Cu toate acestea, lucrarea nu este completă, deoarece a adunat mai multe înregistrări pentru acea interfață din amonte. Așadar, citește următoarea înregistrare colectată de căutarea în tabel și trimite pachetul către interfața din aval în intrarea în tabel. Routerul continuă până când rămâne fără înregistrări care se potrivesc cu interfața din amonte pe care a ajuns pachetul. Prin urmare, un pachet a ajuns la router și a fost trimis de mai multe ori.

Asamblarea tabelului de rutare

La cerere, destinațiile pentru un pachet multicast sunt introduse în tabelul de rutare. Adică, punctele finale care se așteaptă să primească pachete de la sursa multicast anunță routerul despre interesul lor. Este ca un serviciu de abonament. Deci, mai degrabă decât sursa unui multicast care informează routerul „de acum înainte, fiecare pachet pe care îl trimit ar trebui să meargă la A, B, C și D”, fiecare dintre acești destinatari trimite un mesaj routerului spunând „vreau un o copie a oricărui lucru pe care îl primiți de la Z. ”Deci, acesta este modul în care„ redirecționarea traseului invers ”își primește numele – traseul nu este organizat ca împingere către o destinație, ci este generat ca o extragere dintr-o sursă.

Protocoale de rutare IP multicast

După cum puteți vedea din descrierea modului în care funcționează rutarea multicast, există două faze pentru crearea unei căi multicast. Primul este procesul de abonare în care destinatarii își înregistrează adresele IP de rețea în grup. Această procedură este prezentată în documentul Protocolul de gestionare a grupurilor de internet (IGMP) care operează pentru adrese IPv4. Procesul de abonare pentru adresele IPv6 este dictat de Descoperire ascultător multicast protocol (MLD). Colectiv, protocoalele de înregistrare pentru transmiterea multicast sunt denumite „protocoale de descoperire de membru multicast”.

Cercetătorii caută în mod constant modalități mai bune de gestionare a comunicațiilor și astfel există întotdeauna noi protocoale în curs de dezvoltare pentru orice sarcină de rețea. Există și alte protocoale de descoperire a apartenenței la un grup multicast, dar IGMP și MLD sunt cele două care sunt în mod uzual astăzi. În mod similar, există multe protocoale teoretice luate în considerare pentru a doua fază de rutare multicast, care este transmiterea efectivă a mesajelor. Totuși, sistemul care este implementat pe aproape toate routerele care funcționează astăzi se numește Protocol Multicast independent (PIM).

Duplicarea pachetelor

Pachetul nu se duplică decât în ​​punctul în care rutele către destinatari se împart. Acesta este motivul pentru care routerul citește numele interfeței din tabelul său de rutare, mai degrabă decât adresele de destinație. Așadar, dacă mai mulți destinatari sunt dincolo de următorul router, routerul de expediere va trimite o singură copie acelui router intermediar. Toate routerele de pe traseu au înregistrări de tabel de rutare pentru acel traseu multicast.

Rezultatul utilizării interfețelor, mai degrabă decât a adreselor la trimiterea pachetelor multicast este că acele pachete sunt duplicate doar atunci când căile pentru mai mulți destinatari se împart. Deci, dacă cinci destinatari sunt dincolo de un router vecin, router-ul de expediere trimite doar o copie către vecinul respectiv. Această regulă simplă reduce traficul la minimum. Aceasta se numește „rutare multicast în mod redus.“

Routing multicast din modul dens

Căutarea multicast în modul redus este foarte eficientă și menține traficul de rețea la minimum. Cu toate acestea, există o a doua metodologie de redirecționare despre care ar trebui să știți. Aceasta se numește „rutare multicast în mod dens.”Inițial, modul dens simplifică referința la tabelele de rutare. Cu toate acestea, metodologia se construiește în curând în același sistem ca și modul de dispersie în ceea ce privește routerele.

În modul dens, routerul primitor copiază toate pachetele multicast pe care le primește fiecare interfață ca are alta decat interfata pe care a primit pachetul. Prin urmare, fiecare router la care este conectat acel nod va primi acele pachete multicast. Notificarea de abonament se ține la routerul cel mai aproape de un receptor. Dacă există o serie de routere intermediare într-o rețea, toate vor copia pachetul multicast și le vor trimite la toate routerele învecinate. Dacă aveți o redundanță a căii în rețeaua dvs., această metodă poate duce la o circulație superfluă care circulă înapoi între routere.

Un al doilea mecanism al metodologiei modului dens reduce întregul trafic de prisos. Dacă un router care se conectează la puncte finale nu are destinatari pentru o adresă multicast în tabelul său de rutare, va notifica routerele sale vecine să nu-i trimită pachete pentru acea adresă multicast. Așadar, la următoarea dată când primul router din calea va primi un pachet de la expeditorul multicast, acesta va transmite pachetul către toate interfețele sale, altele decât cele care i-au spus să nu. În cele din urmă, această metodă de renunțare reduce traficul la mai mult sau mai puțin aceleași niveluri cu experiență în metoda modului rar. Modul dens este denumit și „inundare.”Semnalul de renunțare trimis de routere se numește„mesaj de prune,”Sau„tăiere.“

Următoarele protocoale folosesc modul dens:

• Protocolul de rutare multicast pe distanță (DVMRP)
• Mai întâi deschiderea cea mai scurtă a multicast-ului (MOSPF)
• Modul dens PIM

Deși scenariul de mod dens va obține curând tabelul de rutare populat, este predispus la bucle de feedback și poate provoca probleme într-o rețea atunci când este implementat pentru prima dată, deci este mai sigur să evitați această opțiune.

Adrese IP multicast

Sistemul TCP / IP de gestionare a rețelei alocă o adresă unică fiecărui nod conectat la rețea. Această adresă trebuie să fie unică în spațiul de adrese adresele de pe o rețea LAN trebuie să fie unice doar în acea rețea privată și nu în toată lumea.

Spațiul de adrese include o serie de adrese care sunt rezervate pentru rutarea multicast. În mod eficient, adresele IP multicast creează dispozitive fantomă. Există o adresă către care alte dispozitive pot trimite mesaje, dar acea adresă nu reprezintă un dispozitiv fizic. În schimb, reprezintă grupul multicast.

Pentru a configura un grup multicast, trebuie să faceți mai întâi alocați o adresă IP unică pentru aceasta. După ce această adresă identifică grupul, acești destinatari interesați pot informa apoi routerul despre includerea lor în grup.

Când un nod trimite o comunicare pentru a fi distribuită tuturor membrilor grupului, pachetele de mesaje sunt adresate la adresa IP care reprezintă acel grup. Routerul face referire la membrii acelui grup și trimite o copie a pachetului de intrare la interfețele din aval care reprezintă membrii grupului.

Dacă urmați o adresare IP de clasă, ar trebui să știți că adresele multicast sunt Clasa D. Ele ocupă o gamă de adrese între 222.0.0.0 și 239.255.255.255. Acest bloc este împărțit în continuare în domenii de sarcini cu adresele 222.0.0.0 până la 224.0.0.225 rezervate pentru subrețeaua locală. Toate adresele IPv6 multicast au prefixul „ff.“

Implementarea rutării IP multicast

Din fericire, nu există aproape nicio circumstanță în care ar trebui să configurați direct rutarea multicast. Toată comunicarea multicast este gestionată de aplicații, cum ar fi un sistem video conferință. Prin urmare, este necesară o mică intervenție manuală pentru a implementa rutarea multicast în rețeaua ta.

Cea mai mare parte a lucrărilor pentru a face rutarea multicast apare pe router. Toate routerele de rețea au această capacitate. Atât aplicația, cât și routerul vor comunica prin IGMP. Este posibil ca routerul dvs. să fie livrat cu funcții de rutare multicast dezactivate. Cu toate acestea, orice aplicație care necesită această facilitate va verifica routerul dvs. la punctul de instalare.

Ca o aplicație pentru utilizatorul final, o facilitate multicast prezintă foarte rar utilizatorului opțiunea adresei IP pe care o va folosi pentru un grup. Administratorul care creează un grup va trebui să dați grupului un nume semnificativ, iar aplicația va asocia acest nume cu următoarea adresă IP multicast disponibilă.

Dacă funcționați DHCP pentru alocări de adrese IP în rețeaua dvs., nu trebuie să vă faceți griji pentru confruntările cu adresele multicast. Serverele DHCP nu vor aloca adrese din adresa IP multicast dispozitivelor reale.

Activitate de rețea multicast

Chiar dacă vă asigurați să utilizați Mod sparse în implementarea dvs. multicast, trebuie să fiți conștienți că activitatea interactivă multicast creează mult trafic de rețea. Acest lucru este valabil mai ales în cazul aplicațiilor de conferințe bazate pe audio și video.

Nu numai că aceste sisteme cresc încărcarea traficului, dar sunt critice în timp. Aplicațiile interactive, interactive, au nevoie ca traficul lor să fie livrat imediat. Acestea nu pot aștepta tamponarea la dispozitivele de rețea prin care trece traficul.

Routing multicast pe internet

Traversarea multicast nu se limitează la rețelele private. Puteți utiliza, de asemenea, această metodă pentru a accesa site-uri la distanță și clienții serviciilor prin metodologie. Există o serie de cazuri de afaceri care utilizează în prezent rutarea multicast. Acestea includ IPTV și cursuri de formare online. În aceste cazuri, însă, este recomandabil ca afacerea dvs. să se aboneze la o platformă multicast bazată pe Cloud, mai degrabă decât să încercați să gestionați tot traficul cu internet terminat din propria rețea.

Considerații de rutare multicast

Este deosebit de important să verificați capacitatea rețelei dvs. înainte de a implementa orice aplicație multicast. Dacă nu vă puteți permite să vă extindeți capacitatea de rețea, atunci ar trebui să analizați implementarea măsuri de modelare a traficului, cum ar fi Calitatea serviciilor bazate pe clasă (QoS). Măsurarea utilizării lățimii de bandă și analizarea scenariilor de utilizare nouă necesită instrumente de sprijin. Deci, ar trebui să luați în considerare cumpărarea unui analizator de trafic de rețea. De asemenea, trebuie să fiți atenți la starea de sănătate a dispozitivelor dvs. de rețea pentru a putea evita punctele potențiale de defectare în rețea – deci luați în considerare instalarea un monitor de rețea de asemenea.

Folosiți rutarea multicast în rețeaua dvs.? Ați trebuit să faceți ceva pentru a-l configura sau software-ul de conferință pe care l-ați instalat a configurat totul pentru dvs.? Lasă un mesaj în secțiunea Comentarii de mai jos și împărtășește-ți experiența cu comunitatea.