Какво е групово IP маршрутизиране?

Мултикаст маршрутизирането включва изпращане на едно и също съобщение до много крайни точки. Може да се наложи да приложите мултикаст маршрутизиране, ако имате съоръжение за видеоконференции, работещо във вашата компания, или ако имате средства за аудио чат, които включват разговори между групи. Всички рутери могат да управляват мултикаст маршрутизиране и е сравнително проста задача да се настрои възможността.

Theмултикастметодът не изпраща съобщение до всички адреси в мрежов сегмент – т.еизлъчване. Още един термин, който трябва да знаете е „уникаст.” Това означава маршрутизиране на пакет към един адрес. Unicast е стандартната транспортна концепция, която включва изпращане на пакет от един източник до една дестинация чрез рутери. При мултикаст пакетът трябва да бъде репликиран и изпратен от един източник до много дестинации.

Пренасочване по обратен път

Вероятно знаете, че всички мрежови предавания следват набори от правила, които са известни катопротоколи. Основната цел на алгоритъма за маршрутизиране е да препраща пакети през рутери към адреса на местоназначение, който е записан в заглавката на пакета. Процедурите за множествено предаване са малко по-различни. Пакетът също така има адреса на източника, записан в заглавката му и когато препращат мултикаст пакет, рутерите използват методология, която е предназначена давземете пакета далеч от източника. Това е трудна концепция за представяне, защото бихте си помислили, че единственият начин пакетът да се движи през мрежата е да пътува към дадена дестинация.

Методологията, използвана за групово IP маршрутизиране, се нарича „препращане по обратен път.” Референтната таблица за рутер му казва на кой от своите интерфейси трябва да копира пакет, за да препрати пакет към IP адреса, съдържащ се в полето за местоназначение в заглавката на пакета. При пренасочване по обратен път таблицата на рутера е малко по-различна. Всеки запис показва интерфейс нагоре и надолу по веригата. Интерфейсът нагоре е точката за получаване на пакетипристигащи от мултикаст подателя.Интерфейсът надолу по веригата е изходната точказа всеки пакет, пристигащ в дадения възходящ интерфейс.

Ще има много записи в таблица за маршрутизиране на обратен път за един и същ източник. Ето как пакетът се изпраща многократно. Когато рутерът получи пакет в интерфейса нагоре, той сортира своята таблица за маршрутизиране и намира всички записи за маршрутизиране, които съдържат картографиране на това къде да препраща пакетите от този източник.Тези пътища са групирани по интерфейс, така че вместо адрес на източник и местоназначение, получените записи ще представят списък с уникални двойки входящи и изходящи интерфейси. Във всички двойки входящият интерфейс ще бъде един и същ.

Рутерът чете първия запис за този интерфейс нагоре и изпраща пакета към съответния интерфейс надолу по веригата в този запис. Работата обаче не е завършена, защото е събрала няколко записа за този интерфейс нагоре по веригата. Така че той чете следващия запис, събран от търсенето в таблицата, и изпраща пакета към низходящия интерфейс в този запис в таблицата. Рутерът продължава да работи, докато не изчерпи записите, които съответстват на интерфейса нагоре, на който е пристигнал пакетът. По този начин,един пакет пристигна в рутера и беше изпратен няколко пъти.

Сглобяване на таблицата за маршрутизиране

Дестинациите за мултикаст пакет се поставят в таблицата за маршрутизиране при поискване. Тоест, крайните точки, които очакват да получат пакети от източника на мултикаст, уведомяват рутера за своя интерес.Това е като абонаментна услуга. Така че вместо източникът на мултикаст да информира рутера „отсега нататък всеки пакет, който изпращам, трябва да отиде до A, B, C и D“, всеки от тези получатели изпраща съобщение до рутера, казвайки „Искам копие на всичко, което получавате от Z.” Ето как „препращането по обратен път“ получава името си –маршрутът не е организиран като избутване до дестинация, той се генерира като изтегляне от източник.

Групови протоколи за IP маршрутизиране

Както можете да видите от описанието на това как работи мултикаст маршрутизирането,има две фази за създаване на мултикаст път. Първият е процесът на абонамент, при който получателите регистрират своите мрежови IP адреси в групата. Тази процедура е описана вПротокол за управление на интернет групи(IGMP), който работи за IPv4 адреси. Процесът на абонамент за IPv6 адреси се диктува отMulticast Listener Discoveryпротокол (МИЛИАРД). Заедно регистрационните протоколи за групово пренасочване се наричат ​​„протоколи за откриване на членство в група за множествено предаване“.

Изследователите непрекъснато търсят по-добри начини за управление на комуникациите и затова винаги има нови протоколи в процес на разработка за всяка мрежова задача. Има и други протоколи за откриване на членство в група за мултикаст, но IGMP и MLD са двата, които се използват често днес. По същия начин има много теоретични протоколи, които се разглеждат за втората фаза на мултикаст маршрутизирането, което е действителното предаване на съобщения. Обаче системата, която е внедрена на почти всички работещи днес рутери, се наричаНезависимо от протокола мултикаст(PIM).

Дублиране на пакети

Пакетите се дублират само в точката, където маршрутите към получателите се разделят.Ето защо рутерът чете името на интерфейса от своята таблица за маршрутизиране, а не адресите на местоназначение. Така че, ако няколко получатели са извън следващия рутер, препращащият рутер ще изпрати само едно копие до този междинен рутер. Всички маршрутизатори в пътя имат записи в таблицата за маршрутизиране за този мултикаст маршрут.

Резултатът от използването на интерфейси, а не на адреси при препращане на мултикаст пакети е, че тези пакети се дублират само когато пътищата за няколко получатели се разделят. Така че, ако петима получатели са извън един съседен рутер, препращащият рутер изпраща само едно копие до този съсед. Това просто правило свежда трафика до минимум. Това се казва 'разреден режим на мултикаст маршрутизиране.”

Мултикаст маршрутизиране в плътен режим

Груповото маршрутизиране в разреден режим е много ефективно и поддържа мрежовия трафик до минимум. Има обаче втора методология за препращане, за която трябва да знаете. Това се казва 'мултикаст маршрутизиране в плътен режим.” Първоначално плътният режим опростява препратката към таблиците за маршрутизиране. Въпреки това методологията скоро се изгражда в практически същата система като разредения режим, що се отнася до рутерите.

В плътен режим получаващият рутер копира всички мултикаст пакети, които получававсеки интерфейсче има различен от интерфейса, на който е получил пакета. Следователно,всеки рутер, към който е свързан този възел, ще получи тези мултикаст пакети. Известието за абонамент се съхранява на рутера, който е най-близо до получателя. Ако в мрежата има няколко междинни рутера, всички те ще дублират мултикаст пакета и ще го изпратят до всички съседни рутери.Ако имате излишък на пътя във вашата мрежа, този метод може да доведе до много излишен трафик, циркулиращ обратно между рутерите.

Вторият механизъм в методологията на плътния режим намалява целия този излишен трафик. Ако рутер, който се свързва с крайни точки, няма получатели за мултикаст адрес в своята таблица за маршрутизиране, той ще уведоми съседните си рутери да не му изпращат пакети за този мултикаст адрес. И така, следващия път, когато първият рутер в пътя получи пакет от мултикаст подателя, той ще препрати този пакет към всички свои интерфейси, различни от тези, които са му казали да не го прави. В крайна сметка този метод на отказ намалява трафика до горе-долу същите нива, които се наблюдават при метода на разредения режим. Плътният режим се нарича още „наводнение.” Сигналът за отказ, изпратен от рутерите, се нарича „съобщение за подрязване,' или 'резитба.”

Следните протоколи използват плътен режим:

• Протокол за мултикаст векторно маршрутизиране на разстояние (DVMRP)
• Multicast Open Shortest Path First (MOSPF)
• PIM плътен режим

Въпреки че сценарият с плътен режим скоро ще попълни таблицата за маршрутизиране, той е предразположен към вериги за обратна връзка и може да причини проблеми в мрежата, когато се прилага за първи път, така че е по-безопасно да избягвате тази опция.

Групови IP адреси

TCP/IP системата за управление на мрежата разпределя уникален адрес на всеки възел, свързан към мрежата. Този адрес трябва да е уникален в адресното пространство, така чеадресите в LAN трябва да са уникални само в тази частна мрежаа не в целия свят.

Адресното пространство включва диапазон от адреси, които са запазени за мултикаст маршрутизиране. Ефективно мултикаст IP адресите създават фантомни устройства. Има адрес, на който други устройства могат да изпращат съобщения, но този адрес не представлява физическо устройство. Вместо това той представлява групата за множествено предаване.

За да настроите мултикаст група, първо трябвазадайте уникален IP адресза него. След като този адрес идентифицира групата, заинтересованите получатели могат да информират рутера за включването им в групата.

Когато възел изпрати съобщение, което да бъде разпространено до всички членове на групата, пакетите от тези съобщения се адресират до IP адреса, който представлява тази група. Рутерът препраща към членовете на тази група и изпраща копие на входящия пакет към интерфейсите надолу по веригата, които представляват членовете на групата.

Ако следвате класово IP адресиране, трябва да знаете, че мултикаст адресите саклас D. Те заемат адресен диапазон от 222.0.0.0 до 239.255.255.255. Този блок е разделен допълнително на диапазони от задачи с адреси от 222.0.0.0 до 224.0.0.225, запазени за локалната подмрежа. Всички IPv6 мултикаст адреси имат префикса „ff.”

Внедряване на мултикаст IP маршрутизиране

За щастие почти няма обстоятелства, при които да се наложи да настроите директно групово маршрутизиране.Цялата мултикаст комуникация се управлява от приложения, като система за видеоконференции. Следователно е необходима малка ръчна намеса, за да се приложи мултикаст маршрутизиране във вашата мрежа.

По-голямата част от работата, за да се осъществи групово маршрутизиране, се извършва на рутера.Всички мрежови рутери имат тази възможност. И приложението, и рутерът ще комуникират чрез IGMP. Вашият рутер може да бъде доставен с изключени възможности за групово маршрутизиране. Въпреки това, всяко приложение, което изисква тази възможност, ще провери рутера вместо вас в точката на инсталиране.

Като приложение за краен потребител, мултикаст съоръжението рядко предоставя на потребителя опция кой IP адрес да използва за група. Администраторът, който създава група, ще трябва дадайте на групата смислено имеи приложението ще свърже това име със следващия наличен IP адрес за групово предаване.

Ако работите с DHCP за разпределяне на IP адреси във вашата мрежа, не е нужно да се притеснявате за сблъсъци на адреси за множествено предаване. DHCP сървърите няма да разпределят адреси в мултикаст IP адреса на реални устройства.

Мултикаст мрежова активност

Дори ако сте сигурни, че използватеРазреден режимвъв вашата мултикаст реализация трябва да сте наясно, че интерактивната мултикаст дейност създава много мрежов трафик. Това важи особено за аудио и видео базирани конферентни приложения.

Тези системи не само увеличават натоварването на трафика, но са и критични във времето.Живите, интерактивни приложения се нуждаят от техния трафик да бъде доставен незабавно. Те не могат да чакат буфериране на мрежовите устройства, през които минава трафикът.

Мултикаст маршрутизиране в интернет

Мултикаст маршрутизирането не е ограничено до частни мрежи. Можете също да използвате този метод, за да достигнете до отдалечени сайтове и да обслужвате клиенти чрез методологията. Има редица бизнес случаи, които понастоящем използват групово маршрутизиране. Те включватIPTVионлайн курсове за обучение. В тези случаи обаче е препоръчително вашият бизнес да се абонира за базирана на облак мултикаст платформа, вместо да се опитва да управлява целия този прекъснат интернет трафик от вашата собствена мрежа.

Съображения за мултикаст маршрутизиране

Особено важно е да проверите капацитета на вашата мрежа, преди да внедрите което и да е мултикаст приложение. Ако не можете да си позволите да разширите капацитета на мрежата си, тогава трябва да помислите за внедряване мерки за оформяне на трафика , като например базирано на клас качество на услугата (QoS). Измерването на използването на честотната лента и анализирането на нови сценарии за използване изисква поддържащи инструменти. Така че трябва да помислите за закупуване на анализатор на мрежов трафик . Трябва също така да следите изправността на вашите мрежови устройства, за да предотвратите потенциални точки на повреда в мрежата – така че помислете за инсталиране мрежов монитор както добре.

Използвате ли мултикаст маршрутизиране във вашата мрежа? Трябваше ли да направите нещо, за да го настроите, или софтуерът за конферентна връзка, който сте инсталирали, го е настроил всичко вместо вас? Оставете съобщение в секцията за коментари по-долу и споделете опита си с общността.