آشنایی با Multicast در شبکه

[royalserver.ir]

هدف از Multicast ارسال پيام تنها به گروهی از گیرندگان است که علاقه مشترکی در دریافت یک Data بخصوص دارند. پس جهت دریافت ترافيک مورد نظر عضو آن گروه ميشوند. Multicast کاربردهايی نظير IPTV، CCTV، Online Training – ELearning، Software Distribution، Video Conferencing و غيره دارد و در لايه دو و لايه سه قابل پياده سازی است.

در شبکه سه نوع ترافيک IP منتقل ميشود:
· Unicast بسته ای که از يک فرستنده به يک گيرنده ارسال ميشوند.
· Broadcast بسته ای که از يک فرستنده به همه ارسال (منتشر) ميشود. این نوع بسته ها، توسط روتر به بخشهای ديگر شبکه منتقل نميگردد مگر آنکه بدلیل خاصی آنرا برای اين کار تنظيم کنيم. نظیر درخواستهای DHCP
· Multicast بسته ای که از یک فرستنده به سمت یک گروه از گيرندگان ارسال ميشود.
Ethernet و FDDI ارسال Unicast، Multicast و Broadcast را پشتيبانی کردند و Token Ring نيز توسط Functional Address اين مزیت را پیاده سازی کرد. اگر کاربرد برای يک LAN باشد، استفاده از L2 Multicast (لايه دو) در شبکه LAN کافی بنظر میرسد، اما در جاييکه پراکندگی بين گيرنده ها در سطح چندین شبکه یا VLAN باشد، باید از Multicast Routing استفاده کنیم. هرچند که برای پیاده سازی Multicast درون یک شبکه لایه دو نیاز به برخی از Feature های لایه سه نظیم IGMP Querierداریم.
رفتار روتر با Multicast مشابه Broadcast است. روتر Multicast را در ورودی Interface و بين شبکه ها ***** میکند (بصورت پيش فرض).
گيرندگان Multicast ميتوانند در سطح شبکه پراکنده باشند. اگر نياز به ارتباط با بيرون باشد، بايد Multicast Routing تنظيم گردد.
برای Route کردن ترافيک Multicast بايد از Multicast Routing Protocol استفاده کنيم. پروتکل هايی نظير DVMRP، MOSPF، PIM-SM و يا PIM-DM.
آدرس های Multicast بصورت Class D و هميشه با 1110 شروع می شوند. صرف نظر از 4 بیت اولیه که همیشه یکسان است، 28 بيت باقيمانده آدرس گروه را تشکیل میدهند (از 224.0.0.0 تا 239.255.255.255) هر گروه نيازمند يک آدرس است. توجه داشته باشید که آدرس تنها به گروه اشاره میکند و بصورت Destination Address ظاهر میشود نه Source Address.
برای Map کردن اين آدرس لایه سه (IP) به لايه دو (Data-Link)، از ARP نميتوان استفاده کرد. اما روش آدرس دهی وجود دارد که بصورت خودکار براساس آدرس لایه 3 میتوان آدرس لایه 2 را بدست آورد. آدرسهای MAC با 0100.5E شروع میشوند و برای اين کار رزرو شدند. از 28 بيت IP گروه، 23 بيت به باقی OUI اضافه میگردد و فرم آدرس لایه دو را به ازای آدرس لایه سه بخود اختصاص میدهد. (آدرس لایه دو 48 بیتی است).

ترافيک Multicast

گيرنده يک Multicast گروهی از Host ها هستند که در گروه Join شده و شروع به دريافت اطلاعات ميکنند. به اين گروه Multicast Group ميگوييم. اعضا برای پاسخ يا درخواست از فرستنده، از Unicast استفاده میکنند. Multicast بصورت Connectionless و Best-Effort ارسال شده و از UDP استفاده ميکند.

آدرس Multicast

کلاس D برای آدرس دهی Multicast در نظر گرفته شده است:

غیرقابل Route

224.0.0.255

224.0.0.0

Link-Local address

قابل Route

238.255.255.255

224.0.1.0

Globally Scoped address

خصوصی درون شبکه

239.255.255.255

239.0.0.0

Administratively Scope address

CLASS D

239.255.255.255

224.0.0.0

Complete Multicast address

ردیف اول جدول بالا، به آدرس های Multicast که توسط Routing Protocol ها و تنها درون Broadcast Domain ارسال ميشود، اشاره ميکند. مثل آدرس All-Hosts که 224.0.0.1 است يا آدرس All-Routers که 224.0.0.2 است. اين رنج (224.0.0.0) تحت عنوان Fixed-group addresses تعريف شده اند.
رديف دوم جدول بنام آدرس های جهانی Multicast بین شبکه ها استفاده میشود. نه Local است نه Private. رديف سوم به آدرس های Private اشاره ميکند که بصورت درون شبکه ای، قابل استفاده بوده و نباید به بیرون Route شوند. رديف آخر جدول، به کل آدرس های Multicast که در برگیرنده ردیف های بالاتر میباشد، بعنوان Class D اشاره ميکند.
برای Multicasting در شبکه، گيرنده بايد عضو Multicast Group شود – اين کار توسط پروتکل IGMP صورت می گيرد. این پروتکل سه نسخه دارد، IGMPv3 نسخه جدیدتر IGMP است که بدليل کفايت عملکرد IGMPv2 و عدم نياز به خصوصيات پيچيده تر رشد و استفاده از نسخه سوم در شبکه ها کند پیش میرود.
IGMP برای مدیریت گروه های Multicast در IPv4 ارائه شده و MLD يا Multicast Listener Discovery در IPv6 برای اينکار ساخته شده است.
Router نيازی ندارد که ليست کامل اعضا را داشته باشد، بلکه بايد بداند چه گروهی را به کدام Interface،ارسال کند.
برای Route کردن ترافيک Multicast از یک Multicast Routing Protocol استفاده می کنيم. پروتکل هايی نظير:
· CBT یا Core Based Trees
· DVMRP – مشابه پروتکل RIP در Unicast Routing است.
· MOSPF – براساس OSPF
· PIM-SM – فرض ميکند اعضای گروه پراکنده اند.
· PIM-DM – فرض ميکند اعضای گروه متراکم اند.
Multicast با Unicast تفاوت های بنیادی دارد و Multicast Routing در عمل بسیار متفاوت از Unicast Routing است و Trouble Shooting پیچیده تری دارد. روتر به ازای دریافت یک بسته Multicast آنرا به چندین Interface ارسال میکند و در صورت سهل انگاری Loop در ارسال به سادگی رخ میدهد.
پروتکلی که امروزه برای Multicast Routing استفاده میشود PIM است



منبع : سیسکو به پارسی