Hvad er multicast IP-routing?

Multicast-routing involverer at sende den samme besked til mange endepunkter. Du skal muligvis implementere multicast-routing, hvis du har en videokonferencefacilitet i drift i din virksomhed, eller hvis du har audiochatfaciliteter, der involverer samtaler mellem grupper. Alle routere er i stand til at administrere multicast-routing, og det er en forholdsvis enkel opgave at opsætte kapaciteten.

Detmulticastmetoden sender ikke en besked til alle adresser på et netværkssegment - dvsudsendelse. Endnu et udtryk, som du skal kende er 'unicast.' Det betyder at dirigere en pakke til én adresse. Unicast er standard transportkonceptet, der involverer at sende en pakke fra én kilde til én destination gennem routere. Med multicast skal pakken replikeres og sendes ud fra én kilde til mange destinationer.

Omvendt sti-videresendelse

Du ved sikkert, at alle netværkstransmissioner følger regelsæt, som er kendt somprotokoller. Hovedformålet med en routingalgoritme er at videresende pakker gennem routere til destinationsadressen, der er skrevet ind i pakkehovedet. Multicast-procedurer er lidt anderledes. Pakken har også kildeadressen skrevet ind i dens header, og når de videresender en multicast-pakke, bruger routere en metode, der er designet til attage pakken væk fra kilden. Dette er et svært koncept at forestille sig, fordi man skulle tro, at den eneste måde, en pakke kan bevæge sig på tværs af et netværk, er at rejse mod en given destination.

Metoden, der bruges til multicast IP-routing, kaldes 'omvendt vej frem.' Referencetabellen for en router fortæller den, hvilken af ​​dens grænseflader den skal kopiere en pakke til for at videresende en pakke til IP-adressen indeholdt i destinationsfeltet i pakkehovedet. I omvendt sti forwarding er routertabellen lidt anderledes. Hver post viser en upstream-grænseflade og en downstream-grænseflade. Opstrømsgrænsefladen er modtagepunktet for pakkerankommer fra multicast-afsenderen.Nedstrømsgrænsefladen er udgangspunktetfor enhver pakke, der ankommer til den givne opstrømsgrænseflade.

Der vil være mange poster i en omvendt sti-videresendelsestabel for den samme kilde. Sådan bliver pakken sendt ud mange gange. Når routeren modtager en pakke på upstream-grænsefladen, sorterer den gennem sin routing-tabel og finder alle de routing-poster, der indeholder en kortlægning af, hvor pakker skal videresendes fra den kilde.Disse stier er grupperet efter grænseflade, så i stedet for kilde- og destinationsadresse vil de resulterende poster præsentere en liste over unikke indgående og udgående grænsefladepar. I alle parrene vil den indgående grænseflade være den samme.

Routeren læser den første indgang for den upstream-grænseflade og sender pakken til den tilsvarende downstream-grænseflade i den post. Arbejdet er dog ikke færdigt, fordi det har samlet adskillige optegnelser for den opstrøms grænseflade. Så den læser den næste post indsamlet af tabelsøgningen og sender pakken ud til downstream-grænsefladen i den tabelindgang. Routeren fortsætter, indtil den er løbet tør for poster, der matcher den upstream-grænseflade, som pakken ankom på. Dermed,en pakke ankom til routeren og blev sendt ud flere gange.

Samling af rutetabellen

Destinationer for en multicast-pakke lægges i routingtabellen efter anmodning. Det vil sige, at de endepunkter, der forventer at modtage pakker fra multicast-kilden, giver routeren besked om deres interesse.Det er ligesom en abonnementstjeneste. Så i stedet for kilden til en multicast, der informerer routeren 'fra nu af skal hver pakke, jeg sender ud, gå til A, B, C og D', sender hver af disse modtagere en besked til routeren, der siger 'Jeg vil have en kopi af alt, hvad du modtager fra Z.' Så dette er, hvordan 'omvendt sti-videresendelse' får sit navn -ruten er ikke organiseret som et push-out til en destination, den genereres som et pull-in fra en kilde.

Multicast IP-routingprotokoller

Som du kan se fra beskrivelsen af, hvordan multicast-routing fungerer,der er to faser til at skabe en multicast-sti. Den første er abonnementsprocessen, hvor modtagere registrerer deres netværks IP-adresser i gruppen. Denne procedure er beskrevet iInternet Group Management Protocol(IGMP) som fungerer for IPv4-adresser. Abonnementsprocessen for IPv6-adresser er dikteret afOpdagelse af multicast-lytterprotokol (MILLIARD). Samlet betegnes registreringsprotokollerne for multicast-videresendelse 'protokoller til opdagelse af multicast-gruppemedlemskab.'

Forskere leder konstant efter bedre måder at styre kommunikation på, og så er der altid nye protokoller under udvikling til enhver netværksopgave. Der er andre opdagelsesprotokoller for multicast-gruppemedlemskab derude, men IGMP og MLD er de to, der er i almindelig brug i dag. På samme måde er der mange teoretiske protokoller under overvejelse for den anden fase af multicast-routing, som er den faktiske transmission af meddelelser. Det system, der er implementeret på stort set alle routere, der er i drift i dag, hedder dogProtokoluafhængig multicast(PIM).

Pakkeduplikering

Pakke bliver kun duplikeret på det punkt, hvor ruterne til modtagerne opdeles.Dette er grunden til, at routeren læser interfacenavnet fra dens routingtabel i stedet for destinationsadresserne. Så hvis flere modtagere er ude over den næste router, sender den videresendende router kun én kopi til den mellemliggende router. Alle routere i stien har routingtabelposter for den multicast-rute.

Resultatet af brugen af ​​grænseflader frem for adresser ved videresendelse af multicast-pakker er, at disse pakker kun bliver duplikeret, når stierne for flere modtagere deler sig. Så hvis fem modtagere er ud over en naborouter, sender videresendelsesrouteren kun én kopi til denne nabo. Denne enkle regel holder trafikken på et minimum. Dette kaldes 'sparse mode multicast-routing.'

Multicast-routing i tæt tilstand

Sparse mode multicast-routing er meget effektiv, og det holder netværkstrafikken på et minimum. Der er dog en anden videresendelsesmetode, som du bør kende til. Dette kaldes 'multicast-routing i tæt tilstand.' Til at begynde med forenkler tæt tilstand referencen til routingtabeller. Metoden bygger dog hurtigt op til praktisk talt det samme system som sparse mode, hvad angår routere.

I tæt tilstand kopierer den modtagende router alle multicast-pakker, som den modtager ud tilhver grænsefladeat den har andet end den grænseflade, som den modtog pakken på. Derfor,hver router, som den node er forbundet til, vil modtage disse multicast-pakker. Abonnementsmeddelelsen holdes på den router, der er tættest på en modtager. Hvis der er flere mellemroutere på et netværk, vil de alle duplikere multicast-pakken og sende den videre til alle dens naboroutere.Hvis du har sti-redundans på dit netværk, kan denne metode resultere i en masse overflødig trafik, der cirkulerer tilbage mellem routere.

En anden mekanisme i tæt-mode-metoden skærer ned på al den overflødige trafik. Hvis en router, der opretter forbindelse til endepunkter, ikke har nogen modtagere for en multicast-adresse i sin routingtabel, vil den give sine naboroutere besked om ikke at sende den pakker til den multicast-adresse. Så næste gang den første router i stien får en pakke ind fra multicast-afsenderen, vil den videresende pakken til alle dens grænseflader, bortset fra dem, der har fortalt den ikke at gøre det. Til sidst reducerer denne opt-out-metode trafikken til mere eller mindre de samme niveauer, som opleves under sparse mode-metoden. Tæt tilstand kaldes også 'oversvømmelse.' Frameldingssignalet, der sendes af routere, kaldes et 'beskær besked'' eller 'beskæring.'

Følgende protokoller anvender tæt tilstand:

• Distance Vector Multicast Routing Protocol (DVMRP)
• Multicast Open Shortest Path First (MOSPF)
• PIM tæt tilstand

Selvom tæt tilstandsscenariet snart vil få routingtabellen udfyldt, er den tilbøjelig til feedback-løkker og kan forårsage problemer på et netværk, når den først implementeres, så det er sikrere at undgå denne mulighed.

Multicast IP-adresser

TCP/IP-systemet til netværksstyring tildeler en unik adresse til hver knude, der er tilsluttet netværket. Denne adresse skal være unik i adresserummet, såadresserne på et LAN skal kun være unikke inden for det private netværkog ikke i hele verden.

Adresserummet omfatter en række adresser, der er reserveret til multicast-routing. Multicast IP-adresser skaber effektivt fantomenheder. Der er en adresse, som andre enheder kan sende beskeder til, men den adresse repræsenterer ikke en fysisk enhed. I stedet repræsenterer den multicast-gruppen.

For at oprette en multicast-gruppe skal du førsttildele en unik IP-adressefor det. Når den adresse identificerer gruppen, kan de interesserede modtagere derefter informere routeren om deres optagelse i gruppen.

Når en node sender en kommunikation, der skal distribueres til alle medlemmer af gruppen, adresseres pakkerne af disse meddelelser til den IP-adresse, der repræsenterer denne gruppe. Routeren refererer til medlemmerne af denne gruppe og sender en kopi af den indgående pakke til de downstream-grænseflader, der repræsenterer gruppemedlemmer.

Hvis du følger klassificeret IP-adressering, skal du vide, at multicast-adresser er detKlasse D. De optager et adresseområde fra 222.0.0.0 til 239.255.255.255. Denne blok er opdelt yderligere i opgaveområder med adresser 222.0.0.0 til 224.0.0.225 reserveret til det lokale undernetværk. Alle IPv6 multicast-adresser har præfikset 'ff.'

Implementering af multicast IP-routing

Heldigvis er der næsten ingen omstændigheder, hvor du er nødt til at konfigurere rå multicast-routing direkte.Al multicast-kommunikation administreres af apps, såsom et videokonferencesystem. Derfor er der kun lidt manuel indgriben nødvendig for at implementere multicast-routing på dit netværk.

Hovedparten af ​​arbejdet med at få multicast-routing til at ske foregår på routeren.Alle netværksroutere har denne funktion. Både appen og routeren kommunikerer via IGMP. Din router kan blive leveret med multicast-routing-funktioner slået fra. Ethvert program, der kræver denne facilitet, vil dog kontrollere routeren for dig på installationsstedet.

Som en slutbrugerapplikation giver en multicast-facilitet sjældent brugeren muligheden for, hvilken IP-adresse der skal bruges til en gruppe. Det skal administratoren, der opretter en gruppegiv gruppen et meningsfuldt navn, og applikationen vil knytte dette navn til den næste tilgængelige multicast IP-adresse.

Hvis du bruger DHCP til IP-adressetildelinger på dit netværk, behøver du ikke bekymre dig om multicast-adressesammenstød. DHCP-servere vil ikke tildele adresser inden for multicast-IP-adressen til rigtige enheder.

Multicast netværksaktivitet

Også selvom du sørger for at brugeSparse Modei din multicast-implementering skal du være opmærksom på, at interaktiv multicast-aktivitet skaber en masse netværkstrafik. Dette gælder især lyd- og videobaserede konferenceapplikationer.

Disse systemer øger ikke kun trafikbelastningen, men de er tidskritiske.Live, interaktive applikationer har brug for, at deres trafik leveres med det samme. De kan ikke vente på buffering på netværksenhederne, som trafikken passerer igennem.

Multicast-routing på internettet

Multicast-routing er ikke begrænset til private netværk. Du kan også bruge denne metode til at nå ud til eksterne websteder og servicere kunder gennem metoden. Der er en række business cases, der i øjeblikket anvender multicast-routing. Disse omfatterIPTVogonline træningskurser. I disse tilfælde er det dog tilrådeligt, at din virksomhed abonnerer på en cloud-baseret multicast-platform i stedet for at forsøge at administrere al den internet-terminerede trafik fra dit eget netværk.

Overvejelser om multicast-routing

Det er især vigtigt at kontrollere dit netværks kapacitet, før du implementerer en multicast-applikation. Hvis du ikke har råd til at udvide din netværkskapacitet, bør du overveje implementering trafikformende foranstaltninger , såsom Class-based Quality of Service (QoS). Måling af båndbreddeudnyttelse og analyse af nye brugsscenarier kræver understøttende værktøjer. Så du bør overveje at købe en netværkstrafikanalysator . Du skal også holde øje med dine netværksenheders helbred for at afværge potentielle fejlpunkter på netværket – så overvej at installere en netværksmonitor såvel.

Bruger du multicast-routing på dit netværk? Var du nødt til at gøre noget for at konfigurere det, eller satte den konferencesoftware, du installerede, det hele op for dig? Efterlad en besked i kommentarfeltet nedenfor, og del din oplevelse med fællesskabet.