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Multicast
IP
• Alfonso Alvarado
• Christian Bravo
Multicast IP
• Una dirección de multicast es un
identificador para un grupo de nodos
• Se expande significativamente en 1992 con
la creación de Mbone (Multicast Backbone)
Mbone
• Comprende un conjunto de subredes
multicast unidas a través de “túneles”
• Particulares pueden solicitar conexión a
Mbone
• Routers “corren” software en estaciones
Unix con programa mrouted (DVMRP)
Mbone
Multicast IP Addressing
• Rango: 224.0.0.0 a 239.255.255.255
Clase D
1110 Grupo Máquinas (Multicast)
4
28
• IANA (I-net Assigned Numbers Authority) mantiene listas
de usuarios registrados
Scoped Multicast
Addresses
• El campo TTL de los paquetes IP ha sido el
que setea el alcance de ellos
• Se ha propuesto implementar
administrativamente este alcance o radio.
• Se configuran routers para que no permitan
salidas a determinadas rutas internas
MAC Addresses
• Direcciones clases A, B o C deben ser
asociadas a direcciones MAC (Control de
Acceso a Medios) de 48 bits
• Clase D es asociada automáticamente a
través de un mapeo
Multicast IPv6
• Motivación: Se agotan las direcciones
• IPv4
32 bits
IPv6
128 bits
8
4
4
flgs scop
112 bits
group ID
flgs
000T T=0 Fijo, asignado por autoridad
T=1 Dirección de tránsito
Scop: indica alcance del grupo
group ID: identidad del grupo
IGMP
Internet Group Management Protocol
• Protocolo utilizado para unirse a un
determinado grupo multicast
• MRouters transmite periodicamente
mensajes para saber cuantos grupos están
conectados
• Host responde a cada grupo al que
pertenece
IGMPv1
IGMPv2
• Group-Specific Query Message: Router
transmite a grupos puntuales
• Mensaje de Abandono de Grupo (v1 espera
timeout)
• Router de IP más bajo es quien envia los
mensajes (En v1 lo hace el protocolo)
IGMPv3
• Agrega capacidad del host para seleccionar
fuentes de tráfico multicast para recibir
• Está en desarrollo
Protocolos de Ruteo
Multicast
Multicast Routing Protocols
Dense mode
Distance
Vector
DVMRP
PIM-DM
Link
State
MOSPF
Sparse
mode
Shared
tree
PIM-SM
CBT
DVMRP
Distance Vector Multicast Routing Protocol
• Extiende los principios de RIP a Multicast
• Utiliza Reverse Path Multicasting (RPM)
para generar árboles de entrega Multicast
• Es soportado por estaciones SUN (software
mrouted) y en la mayoria de los productores
de Routers
DVMRP
Distance Vector Multicast Routing Protocol
MOSPF
• Extensión de OSPF (AS, Area, Shortest Past
Three, etc.)
• Cambios son variaciones en los miembros
de un grupo
• Routers MOSPF pueden ser mezclados con
Routers OSPF unicast
• Es soportado por los principales fabricantes
de routers
PROTOCOLOS DE RUTEAMIENTO
MULTICAST
Introducción
La comunicación multicast ( punto a multipunto) es un
tipo de comunicación en el cual un host fuente envía un
mensaje a un grupo de hosts destinos.
Aunque esto puede hacerse enviando diferentes mensajes
unicast (punto a punto) a cada host destino, existen una
serie de razones que hacen deseables la existencia de una
comunicación multicast.
Entre estas razones se encuentran :
• La disminución de la carga de la red.
• El ahorro del ancho de banda, se debe a que la fuente
envía un solo paquete y este se va multiplicando a medida
se va necesitando.
• La utilidad que representa para ciertos tipos de protocolos
que se utilizan para determinar si algún tipo de servicio está
disponible o no, como por ejemplo, OSPF en el que es necesario
envíar una serie de mensajes a distintos destinos.
• Soporta aplicaciones de distintos tipos de datos (datacasting
applications), como por ejemplo :
Videoconferencias, Audioconferencias, trabajo colaborativo,
juegos distribuidos, simulación distribuida, distribución de
software.
• Flexibilidad para ingresar y abandonar un grupo de
multicast.
El concepto de grupo es esencial en multicasting.
En multicast IP los grupos tienen un ID, este ID grupal
es esencialmente un grupo de direcciones IP conocidas
como “Clase D”.
De esta manera, si un host quiere recibir un mensaje multicast
enviado a un grupo particular tiene que, de algún modo,
“escuchar” todos los mensajes enviados a ese grupo en
particular. Para que un host reciba los mensajes multicast debe
unirse al grupo informándole al router multicast de su subred.
Para todos estos procesos de unirse a un grupo o abandonar
el mismo se utiliza un protocolo conocido como IGMP.
El protocolo IGMP (Internet Group Management Protocol)
es utilizado por los routers para saber si existen host miembros
de los diferentes grupos en sus subredes, de esta manera, ellos
saben si tienen que transmitir el mensaje a su subred o no.
Existen una serie de protocolos utilizados en el
ruteamiento multicast entre los que se encuentran:
• DVMRP
• MOSPF
• PIM-SM
• PIM-DM
• CBT
Estos protocolos utilizan diferentes algoritmos
para realizar el ruteamiento en el medio multicast.
PROTOCOLO CORE-BASED TREES ( CBT )
Este protocolo utiliza un algoritmo del mismo nombre
basado en la filosofía de árboles a partir de varios puntos
centrales.
CBT mantiene un único árbol compartido para cada grupo
multicast activo en la red. En otras palabras, el árbol utilizado
para enviar mensajes multicast de un grupo en particular, es
particular a este grupo y tiene la forma de un árbol simple sin
importar donde esté la fuente.
PROTOCOLO CBT
Mantiene un árbol distribuido para cada grupo de multicast
en la red, con centro en un nodo llamando core o nodo central,
este nodo puede estar conformado por uno o varios routers
elegidos.
 Todos los mensajes a un grupo en particular son enviados
como mensajes unicast hacia el core hasta que alcanzan un
router que pertenezca al árbol destino.
 Cuando un nodo del árbol destino recibe un paquete, lo envía
hacia todas las ramas del grupo excepto a la rama de donde
proviene el paquete.

PROTOCOLO CBT
Fuente
Nodo del árbol destino
nodos
intermedio
Nodo
miembro
Core Nodo
Paquete
Nodo
miembro
PROTOCOLO PIM
(Protocol Independent Multicast)
La idea al crear este protocolo era que no dependiera de ningún
protocolo unicast para hacer el ruteamiento multicast (a diferencia
de MOSPF y DVMRP, cuyos algoritmos de ruteamiento se basan
en los utilizados en OSPF y RIP)
La mayoría de los protocolos multicast utilizan un ancho de
banda reducido siempre y cuando los miembros de grupo tengan
una distribución relativamente densa, sin embargo, no lo hacen
si tienen una distribución esparcida.
Este protocolo presenta dos versiones de acuerdo a la densidad
del grupo multicast :
• PIM-Dense Mode o Distribución Densa (PIM-DM)
• PIM-Sparse Mode o Distribución Esparcida (PIM-SM).
PROTOCOLO PIM DENSO
PIM-DM es muy similar al DVMRP y utiliza el algoritmo RPM
(Reverse Path Multicasting) para formar los árboles.
RPM
Una de las principales diferencias entre DVMRP y PIM-DM
es que PIM-DM envía los mensajes multicast por todas las
interfases de red hasta que recibe “mensajes de poda” (Prune
Messages) mientras que DVMRP envía mensajes sólo a los
nodos pertenecientes a su subred.
PROTOCOLO PIM DENSO
Se distinguen dos etapas en el funcionamiento:
Flooding: Se crean árboles SBT desde las fuentes
a cada posible receptor del grupo.
 Poda:
Los nodos que no participan del trafico de
paquetes provenientes de una fuente,
piden ser podados del árbol respectivo.

PROTOCOLO PIM DENSO
nodos internos
fuente
Potenciales
No soy
Receptores
miembro
PROTOCOLO PIM DENSO
nodos internos
fuente
No soy
Potenciales
miembro
Receptores
PROTOCOLO PIM
ESPARCIDO
• Este modo del protocolo utiliza la filosofía de árbol basado en
centros.
• Pueden existir uno o más nodos “centrales” llamados RP
(Rendezvous Point).
• Cada nodo que quiera recibir mensajes multicast de un cierto
grupo necesita enviar un mensaje de unión al RP de ese grupo.
• Otra de las diferencias más importantes con PIM Dense Mode
es que, este último, envía mensajes multicast a todos los nodos
a menos que hayan especificado que no querían recibir los
mensajes mediante un “mensaje de poda”, en cambio, en PIM
Sparse Mode no recibirán los paquetes a menos que lo indiquen
explícitamente.
• Los destinos pueden solicitar a cada fuente usar un árbol del
tipo SBT en vez de utilizar el RP. De esta manera, pueden
coexistir las filosofías SBT y CBT en el mismo protocolo.
PROTOCOLO PIM
ESPARCIDO
Receptor
fuente
nodo
RP
R P M ( Reverse Path Multicasting )
Para explicar este algoritmo es necesario conocer como funcionan
los otros algoritmos :
• Flooding (Inundación)
• Spanning Tree ( Árbol de Distribución )
• RPB( Reverse Path Broadcasting ) : Cada nodo del árbol tiene
un mapa topológico del árbol, por lo tanto, sabe el camino
más corto hacia la fuente . Cuando un paquete es enviado el nodo
final sabe el camino más corto hacia la fuente.
• TRPB ( Truncated Reverse Path Broadcasting ): si no hay
miembros en la subred no transmite el mensaje.
En RPM es igual pero existen los “mensajes de poda”