Chương 19: CƠ CHẾ MULTICAST (Phần 1) -

Chương 19: CƠ CHẾ MULTICAST (Phần 1) -

Chương 19: CƠ CHẾ MULTICAST (Phần 1) - Chương 19: CƠ CHẾ MULTICAST (Phần 1) - Chương 19: CƠ CHẾ MULTICAST (Phần 1) -
*

Follow us :
*
*
*
*



*

I. TỔNG quan tiền VỀ MULTICAST

1. Giới thiệu

Cuối trong thời hạn 80, Steve Deering thao tác làm việc trên một dự án trong đó có nhu cầu gửi một thông điệp từ một laptop đến một tổ các laptop thông qua các giao thức lớp 3. Sau khi nghiên cứu vài giao thức định tuyến, Deering tóm lại rằng công dụng của những giao thức định tuyến rất có thể mở rộng để hỗ trợ cơ chế Multicast lớp 3. Định nghĩa cơ bạn dạng nhất của IP Multicast là:

Cơ chế giữ hộ một thông điệp xuất phát từ 1 nguồn duy nhất mang lại một nhóm chọn lựa các địa chỉ đích thông qua một hạ tầng mạng lớp 3 vào một chiếc dữ liệu. Nếu bạn có nhu cầu gửi một thông điệp xuất phát từ một nguồn về một đích, chúng ta có thể dùng nguyên tắc Unicast. Nếu bạn muốn gửi một thông điệp xuất phát từ 1 nguồn đến toàn bộ các đích vào một phân đoạn mạng, các bạn phải dùng Broadcast.

Bạn đang xem: Multicast là gì

Steve Deering viết RFC đầu tiên cho nguyên tắc Multicast vào khoảng thời gian 1986. Cơ mà chỉ vài ba năm sau, các nhu cầu to lớn cho lý lẽ Multicast sẽ bùng nổ, xuất phát từ nhu cầu giao tiếp một-nhiều cùng nhiều-nhiều. Các ứng dụng chẳng hạn như âm thanh, hình ảnh, những chương trình TV quảng bá… Multicast cũng đã được nghiên cứu như một yếu tố của Internet, được nghe biết như dự án Multicast mạng chính, Mbone. Tuy nhiên muốn thực hiện Multicast bên trên toàn mạng internet thì bắt buộc chờ các nghiên cứu và phân tích về BGP nhiều giao thức với Giao thức Multicast BGP.

2. Ba kiểu truyền giữ lượng IP bên trên router cùng switch

Unicast: các gói tin được gởi từ một add nguồn đến một địa chỉ đích. Một router hoặc một sản phẩm công nghệ lớp 3 đã chuyển các gói tin bằng phương pháp tìm add đích trong bảng định tuyến. Trường hợp một thứ là L2, nó chỉ việc dựa vào địa chỉ cửa hàng MAC.

*

Hình 19.1: phương pháp truyền Unicast

Phương thức Unicast yêu cầu rằng những ứng dụng hình ảnh gửi một phiên bản sao chép của từng gói tin cho mọi địa chỉ cửa hàng Unicast của những thành viên của nhóm. Để hỗ trợ hình hình ảnh đẹp, mỗi chiếc tính hiệu hình hình ảnh yêu mong 1.5 Mbps cho mỗi máy nhận. Nếu chỉ tất cả một vài máy nhận, thủ tục này thao tác được tuy thế yêu cầu băng thông là n*1.5Mbps trong số ấy n là số trang bị nhận.

Khi số trang bị tham gia vào tăng thêm hàng trăm hoặc sản phẩm ngàn, cài đặt trên máy chủ để tạo thành các phiên bản của tài liệu cũng tăng lên. Đối cùng với 100 tín đồ dùng, phần đường truyền yêu cầu để nhờ cất hộ Unicast là 150Mbps. Đối với 1000 bạn dùng, phần đường dẫn yêu mong là 1.5Gbps.

*

Hình 19.2: nguyên lý Unicast khi có không ít máy nhận

Phương thức dùng Unicast không có chức năng mở rộng. Nếu đưa sang dùng Broadcast, ta chỉ việc truyền tài liệu một lần, tuy nhiên hôm nay sẽ gặp gỡ vài sự việc nghiêm trọng.

Đầu tiên, nếu mặt máy nhận phía trong vùng Broadcast khác thứ gửi, router rất cần được truyền dữ liệu Broadcast. Tuy nhiên, truyền gói tin dạng Broadcast hoàn toàn có thể là giải pháp kém nhất do sẽ tốn tương đối nhiều băng thông cùng tăng download trên toàn bộ các lắp thêm mạng giả dụ chỉ có một nhóm bé dại các trang bị trong mạng thực sự yêu cầu nhận gói tin.

*

Hình 19.3: vẻ ngoài Broadcast

Broadcast: các gói tin được gừi từ một máy nguồn cho một add đích Broadcast. Địa chỉ đích hoàn toàn có thể là địa chỉ cửa hàng tất cả những máy trạm (255.255.255.255) hoặc là một trong những phần của địa chỉ cửa hàng mạng con. Một router hoặc một switch lớp 3 đang không cho phép chuyển các dữ liệu Broadcast này. Một thiết bị L2 sẽ được cho phép phát tán lưu giữ lượng Broadcast ra tất cả các cổng của nó.Multicast: các gói được giữ hộ từ một showroom nguồn đến một nhóm các đồ vật tính. Địa chỉ đích tượng trưng cho các máy trạm muốn nhận lưu lượng này. Mặc định, một router hoặc một switch lớp 3 sẽ không chuyển những gói tin này trừ lúc phải cấu hình định đường Multicast. Một thứ switch lớp 2 không thể phân biệt được địa điểm của add Multicast đích. Toàn bộ các gói sẽ tiến hành phát tán ra toàn bộ các cổng ở chính sách mặc định.

Có nhị thái cực được biểu hiện ở đây. Cơ chế dùng Unicast thì dữ liệu sẽ đi từ thứ trạm cho máy trạm; Broadcast thì lưu lại lượng sẽ đi đến tất cả các máy trạm bên trên phân đoạn mạng đó. Phương pháp Multicast sẽ nằm trong lòng hai thái cực này, trong những số đó máy mối cung cấp chỉ gửi đông đảo gói tin xuất phát điểm từ một máy trạm mang lại các người tiêu dùng muốn nhận một số loại lưu lượng đó đó. Nhóm này gọi là đội Multicast. Những máy dìm lưu lượng Multicast hoàn toàn có thể nằm ở bất kể nơi làm sao chứ không chỉ có trên phân đoạn mạng cục bộ.

Các lưu giữ lượng dạng Multicast thường là một trong chiều (unidirectional). Do có không ít máy trạm nhận và một dữ liệu, nên thường thì các gói tin không được phép gởi ngược về thiết bị nguồn trên qui định Multicast. Một trang bị trạm đích đang trả lưu lại lượng ngược về mối cung cấp theo phép tắc Unicast. Bề ngoài Multicast cũng trở nên được truyền theo kiểu không kết nối (connectionless). Multicast sử dụng UDP chứ không dùng TCP.

Các sản phẩm trạm ý muốn nhận dữ liệu xuất phát điểm từ một nguồn Multicast hoàn toàn có thể tham gia hoặc tách khỏi một đội nhóm Multicast ở ngẫu nhiên thời điểm nào. Hơn nữa, một thứ trạm đã quyến định tất cả trở thành member của một hay nhiều nhóm Multicast tốt không. Cách thức cần thân thiện là sẽ hoạch định làm vắt nào để phân phối những lưu lượng Multicast đến các thành viên của nhóm mà không tác động đến những thành viên ko kể nhóm.

Có tía yêu cầu cơ bạn dạng để rất có thể triển khai Multicast bên trên một mạng:

Phải gồm một tập đúng theo các địa chỉ cửa hàng dành cho các nhóm Multicast.Phải tất cả một cơ chế trong số ấy các thứ trạm rất có thể tham gia và ra khỏi nhómPhải gồm một giao thức định tuyến cho phép các router phân phối các lưu lượng Multicast tới những thành viên của nhóm mà không làm quá sở hữu tài nguyên mạng.

3. Qui định Multicast cung ứng khả năng không ngừng mở rộng và khả năng quản lý

Sáu yêu mong cơ bạn dạng để cung ứng các áp dụng Multicast bên trên một hạ tầng mạng là:

Một dãy add dành riêng rẽ cho địa chỉ lớp 3 nhưng mà chỉ được sử dụng bởi những ứng dụng Multicast. Người quản trị đề nghị phải thiết lập một ứng dụng Multicast bên trên một máy chủ Multicast dùng showroom lớp 3.Một địa chỉ cửa hàng Multicast chỉ được sử dụng như là add đích với không được là địa chỉ cửa hàng nguồn. Không y như gói tin Unicast, một showroom đích IP vào một gói Multicast không chỉ có ra showroom của sản phẩm nhận mà lại chỉ đơn giản và dễ dàng có ý nghĩa là gói tin đang mang tài liệu Multicast.Các áp dụng Multicast đề nghị được cài đặt lên tất cả những máy trạm trong mạng cần được nhận lưu giữ lượng Multicast mang đến ứng dụng. Ứng dụng bắt buộc được thiết đặt dùng cùng địa chỉ cửa hàng Multicast lớp 3 với địa chỉ cửa hàng của sản phẩm công nghệ chủ. Động tác này nói một cách khác là tham gia vào cùng một nhóm.Tất cả các máy trạm kết nối vào cùng một mạng LAN bắt buộc dùng cùng một phương thức chuẩn để tính toán add L2 từ showroom Multicast L3 cùng gán nó vào cạc mạng. Ví dụ, nếu nhiều router cùng kết nối vào trong 1 mạng và toàn bộ đều chạy OSPF, tất cả các cổng Ethernet của toàn bộ các router sẽ có công dụng lắng nghe đến địa chỉ cửa hàng Multicast là 0x0100.5e00.0005 ngoài địa chỉ cửa hàng MAC của chủ yếu cổng đó. Địa chỉ Multicast L2 0x0100.5e00.0005 được thống kê giám sát từ địa chỉ 224.0.0.5. Đây là showroom dành riêng đến OSPF.Phải tất cả một cơ chế trong đó một thiết bị trạm hoàn toàn có thể báo đến router kết nối trực tiếp rằng trang bị trạm ao ước nhận giữ lượng cho vận dụng Multicast. Giao thức IGMP hỗ trợ cơ chế giao tiếp giữa sản phẩm trạm cùng router trong thuộc mạng con. CGMP hay đo lường và tính toán IGMP (IGMP snooping) giúp những switch học thông tin máy trạm nào đã nhận được lưu lượng cho những ứng dụng Multicast và những máy trạm này đã nhập vào cổng làm sao của switch.Phải gồm một giao thức định con đường Multicast trong đó chất nhận được các router truyền những dữ liệu Multicast từ sever đến những máy trạm nhưng không làm cho tốn tài nguyên mạng. Một vài giao thức định tuyến đường Multicast là DVMRP (Distance Vector Multicast Routing Protocol), MOSPF (Multicast open Shortest Path First), với PIM-DM (Protocol Independent Multicast Dense Mode) với PIM-SM (Protocol Independent Multicast Sparse Mode).

*

Hình 19.4: Hệ thống vận động dựa trên Multicast

Giả sử rằng một ứng dụng hình hình ảnh được cài đặt trên một sever dùng địa chỉ cửa hàng Multicast là 225.5.5.5. Những máy trạm từ một đến 49, nằm trên các kết nối WAN thì không suy nghĩ lưu lượng này. Các máy trạm từ 50 mang đến 100 thì xem xét việc dấn lưu lượng cho ứng dụng này và chạy áp dụng trên PC.

Khi những máy trạm chạy ứng dụng Multicast, các máy trạm đang tham gia vào nhóm, có nghĩa là các đồ vật trạm bây giờ muốn nhận các gói Multicast được nhờ cất hộ về add 225.5.5. Những máy trạm tự 50 mang lại 100 tham gia vào đội 225.5.5.5 cùng báo mang lại R2 thông qua IGMP rằng các máy trạm này muốn nhận giữ lượng. Các ứng dụng Multicast tính toán showroom lớp 2 0x0100.5e05.0505 từ add lớp 3 225.5.5.5 và các card mạng của các máy từ bỏ 50 cho 100 sẽ lắng nghe add này ở bên cạnh các lưu lại lượng đến địa chỉ cửa hàng MAC BIA.

Một giao thức định đường Multicast được thông số kỹ thuật giữa R1 với R2 làm sao để cho các router có thể truyền các lưu lượng Multicast. R2 có một kết nối đến mạng Frame Relay và hai cổng Ethernet kết nối đến hai switch, Sw2 với Sw3. R2 biết rằng nó có các máy trạm trên cả hai kết nối muốn dìm lưu lượng của nhóm 225.5.5.5. Cả nhị switch cũng sẽ ghi nhận các cổng của các máy trạm ý muốn nhận Multicast thông qua hai giao thức CGMP và IGMP snooping. Một gói Multicast truyền dấu hiệu hình ảnh từ máy chủ trên kết nối Ethernet mang lại R1 với R1 đang truyền một gói tin Multicast trên liên kết WAN mang đến R2. Lúc R2 nhấn gói Multicast, R2 sẽ nhân bản gói Multicast với truyền bên trên từng kết nối Ethernet.

Vì đấy là gói tin Multicast, R2 vẫn tính địa chỉ cửa hàng lớp 2 0x0100.5e05.0505 và dùng nó như add MAC đích, kế tiếp R2 đã truyền khung tin này đến hơn cả hai switch. Khi các switch thừa nhận được những khung tin này, switch sẽ truyền form tin ra những cổng phù hợp. Khi những máy trạm nhận được những gói này, card mạng sẽ so sánh địa chỉ MAC đích với add Multicast mà máy sẽ lắng nghe. Nếu là đúng, thẻ mạng sẽ thông báo cho những lớp cao hơn nữa xử lý gói tin.

*

Hình 19.5: quy trình nhận lưu lại lượng vào mạng chạy Multicast

Giả sử những máy trạm từ 1 đến 40 cũng muốn nhận giữ lượng mang lại nhóm 225.5.5.5. R2 đã sẵn sàng truyền giữ lượng đến cả hai switch. Mặc dù nhiên, tuy nhiên đã tất cả thêm 49 máy mới nhận giữ lượng Multicast, thiết lập trên các thiết bị mạng và nhu cầu băng thông trên kết nối WAN không đổi. Cài đặt trên SW2 thì rất có thể tăng chính vì nó phải tiến hành việc nhân bản 49 lần và truyền nó trên 49 cổng.

Xem thêm: Phó Chánh Văn Phòng Tiếng Anh Là Gì ? Chánh Văn Phòng Trong Tiếng Anh Là Gì

Multicast cũng có vài điểm bất lợi:

Multicast thì sử dụng UDP nên không tin tưởng cậy, thiếu nguyên tắc cửa sổ điều khiển và tinh chỉnh lỗi và nguyên tắc giảm luồng nên rất có thể gây ra nghẽn.Một vài chế độ Multicast rất có thể gây ra gói tin bị trùng lắp.