Download
1 / 21
210 likes | 386 Views
Lekc23. Grupu adresācija un apraide IP-tīklos. Saturs. Grupu adresācijas nepieciešamība Grupu IP-sūtīšanas būtība Grupu adrešu diapazons Īpašās grupu adreses Globālās grupu adreses Grupu apraides pielietojumi Starptīklu grupu pārvaldības protokols IGMP Daudzadrešu saišu koki
E N D
Lekc23 Grupu adresācija un apraide IP-tīklos
Saturs • Grupu adresācijas nepieciešamība • Grupu IP-sūtīšanas būtība • Grupu adrešu diapazons • Īpašās grupu adreses • Globālās grupu adreses • Grupu apraides pielietojumi • Starptīklu grupu pārvaldības protokols IGMP • Daudzadrešu saišu koki • Avota saišu koka modelis • Kopējā pieejas koka modelis • Abu koku modeļu salīdzinājumi • Neatkarīga no protokola daudz adrešu nosūtīšana PIM • Daudz adrešu avotu analīzes protokols MSDP
Grupu adresācijas nepieciešamība IP-tīklos apraide principā nav pieļaujama, jo var izraisīt pārslodzi, bet ierobežotos gadījumos tas var būt daļēji pieļaujams. Grupas IP-adrese ir grupas identifikators, kas pieder dažādiem mezgliem, kas var atrasties dažādos tīklos. Grupu adresācija paredz vienas plūsmas piegādi uzreiz vairākiem abonentiem. Šīs priekšrocības izmanto tādos lietojumos kā: • Videokonferences • Attālināta apmācība • Jaunākās ziņas. Daudzadrešu IP-paketes izplatās tīklā pateicoties tam, ka tās pavairo (replicē) maršrutētāji, kuros darbojas tā saucamā no protokoliem neatkarīgas apraides arhitektūra (Protocol Independent Multicast – PIM).
Grupu IP-sūtīšanas būtība Grupu IP-maršrutēšanas informācijas izplatīšana atšķiras no individuālās IP-maršrutēšanas informācijas ar to, ka grupas dalībnieku skaits var dinamiski mainīties pēc saņēmēju vēlmes iekļauties grupā vai iziet no tās. IP-sūtīšanas grupa ir anonīma un kā avotam tā saņēmējam nav datu par grupas dalībniekiem. Ir 3 grupu IP-maršrutēšanas veidi: • Lavīnveida nosūtīšana ar izslēgšanu. To lieto, ja grupa neliela un visi dalībnieki atrodas blakus LT • Noskaņošana un tunelēšana. To lieto, ja grupa ir teritoriāli izkliedēta. M izmanto iekapsulēšanas metodi IP iekš IP. • Grupas dalībnieku noteikšana uz kodola pamata. M kopa, kas piedalās IP-sūtīšanas grupā, tiek apkopoti ap kodolu un veido izsūtīšanas koku.
Grupu adrešu diapazons Par grupu IP-adrešu noteikšanu atbild Interneta vārdu un unikālo parametru noteikšanas aģentūra (IANA – Internet Assigned Numbers Authority). Tā ir iedalījusi grupu adresācijai D klases IP-adreses, kas ietilpst diapazonā no 224.0.0.0 līdz 239. 255.255.255. Jāuzsver, ka šīs ir tikai saņēmēju adreses, bet avotu adreses nepieder šim diapazonam.
Īpašāsgrupu adreses Tās iedala lokālajās un globālajās grupu adresēs. Adreses no 224.0.0.0 līdz 224.0.0.255 lieto lokālo tīklu segmentiem. Paketes ar šīm adresēm nekad neiet cauri maršrutētājiem un neiet ārpus LAN segmentu robežām, to dzīves laiks ir 1. Tīklā tās lieto, lai sazinātos maršrutētāji, piem., protokols OSPF. Lokālās adreses:
Globālās grupu adreses Globālās grupu adreses ir diapazonā no 224.0.1.0 līdz 238.255.255.255. Tās var lietot daudzadrešu pārraidei. Dažas no tām ir rezervētas, piemēram, 224.0.1.1 rezervēta tīklam sinhronizējošā protokola NTP (Network Time Protocol). Sīkākas ziņas par tām sk. www.isi.edu/in-notes/iana/assignments/multicast-addresses.
Grupu apraides pielietojumi Grupu apraide paredz vienas plūsmas piegādi uzreiz vairākiem abonentiem. To lieto: • Telekonferencēm, kur darbstaciju grupa veido apraides grupu • Multimedijiem , kad vairāki lietotāji noskaņojas uz radio vai tele pārraidi. • Datu bāzēs, kur visiem failiem jāatjaunojas vienlaikus.
Starptīklu grupu pārvaldības protokols IGMP (1) Starptīklu grupu pārvaldības protokolu IGMP (Internet Group Management Protocol – IGMP) lieto priekš atsevišķu hostu dinamiskās reģistrācijas daudzadrešu grupā. Pastāv 2 šī protokola versijas: • IGMP1 un • IGMP2. IGMP1 gadījumā dators, kas grib reģistrēties, sūta uz savu maršrutētāju IGMP-ziņojumu. Bet maršrutētājs periodiski sūta pieprasījumus, lai noteiktu, kādas grupas ir vai nav aktīvas dotajā tīklā. Paredzēti 2 tipu IGMP-ziņojumi: • Piederības pieprasījums • Atbilde par piederību Dators nosūta IGMP-atbildes, kas atbilst daudzadrešu grupai, lai apstiprinātu savu vēlmi pievienoties tai.
Starptīklu grupu pārvaldības protokols IGMP (2) IGMP2 gadījumā paredzēti 4 tipu IGMP-ziņojumi: • Piederības pieprasījums • 1. versijas atbilde par piederību • 2. versijas atbilde par piederību • ziņojums par vēlmi atstāt grupu Starpība starp abām versijām ir tāda, ka ziņojumus par vēlmi atstāt grupu var sūtīt dators. Atbildot uz tiem maršrutētājs nosūta grupai pieprasījumu, vai vēl ir datori, kas darbojas grupā. Ja nav, tad maršrutētājs atslēdz grupu. Tas var ievērojami samazināt aizkaves salīdzinot ar protokolu IGMP1.
Daudzadrešu saišu koki Tos izveido daudzadrešu maršrutētāji, kas darbojas ar protokoliem IGMP, lai pēc tiem noteiktu daudzadrešu IP-trafika maršrutus, pa kuriem jāiet paketēm, lai sasniegtu visus grupas adresātus. Pastāv 2 daudzadrešu IP-trafika saišu koku tipi: • avota koki un • kopējās pieejas koki.
Avota saišu koka modelis Avota saišu koks ir vienkāršākais koka veids un tā sakne ir daudzadrešu koka avots. Tā kā šis koks parasti izmanto īsākos maršrutus, tad to sauc arī par īsāko maršrutu koku (Shortest Path Tree – SPT). SPT apraksta kā pāri (S,G), kur S – avots, G – grupa.
Kopējā pieejas koka modelis Tam, atšķirībā no iepriekšējā ir vienota kopēja sakne, ko sauc arī par satiksmes jeb randevu punktu (Rendezvous Point – RP). Avots sūta trafiku uz sakni, no kurienes to sūta pa koku visiem saņēmējiem. Piemērā (sk. zemāk) daudzadrešu trafiks no avotiem A un D tiek pārsūtīts maršrutētājam D. To apraksta kā pāri (*, G), jo visi avoti lieto kopējo pieejas koku (*, 224.2.2.2).
Abu koku modeļu salīdzinājumi • Abi šie koki ir bez cikliem, jo ziņojumi tiek dublēti tikai koka zaros. • Pievienoties grupai vai iziet no tās var jebkurā momentā, tādēļ kokiem jābūt dinamiski atjaunojamiem. • Ja aktīvie saņēmēji pārstāj pieprasīt, tad maršrutētājiem jāizslēdz zars. • STP kokam ir priekšrocība, jo tā maršruti ir optimālie un prasa mazāk aizkaves. • Taču šajā gadījumā maršrutētājiem jāievāc informācija par katru avotu, kas ir apgrūtinoši lielos tīklos. • Otra STP koka priekšrocība ir tā, ka maršrutētājiem jāglabā minimālā informācija, bet maršruts var nebūt optimāls.
Neatkarīga no protokola daudz adrešu nosūtīšana PIM Neatkarīga no protokola daudz adrešu nosūtīšana PIM(Protocol Independent Multicast – PIM) tā šī arhitektūra saucas tādēļ, ka nav atkarīga no maršrutēšanas IP-protokola. Aizpildot maršrutēšanas tabulas var tikt lietoti, piemēram, šādi protokoli: • EIGRP – Enhanced Interior Gateway Routing Protocol • OSPF – Open Shortest Path First • BGP – Border Gateway Protocol • Vai būt arī statisko maršrutu uzdošana.
Protokola PIM darbība PIM priekš daudz adrešu nosūtīšanas lieto vienadrešu maršrutu informāciju un tādēļ nav atkarīga no IP protokola. PIM var darboties vienā no 2 režīmiem: • Blīvajā režīmā (PIM Dense Mode – PIM-DM) • Retinātajā režīmā (PIM Sparce Mode – PIM-SM) Pirmajā gadījumā trafika piegāde tīklā tiek veikta, lietojot t. s. ‘izgrūšanas metodi’ (push). Tā ir efektīva tad, ja aktīvie saņēmēji atrodas katrā a/tīklā. PIM-DM uztur tikai avota saišu tipa koku (S, G). Otrajā gadījumā trafika piegāde tīklā tiek veikta, lietojot t. s. ‘izvilkšanas metodi’ (pool). Tas nozīmē, ka trafiku sūta tikai uz tiem tīkliem, kur ir aktīvie avoti. PIM-SM lieto kopējās pieejas saišu tipa koku (*, G).
Daudz adrešu avotu analīzes protokols MSDP Daudz adrešu avotu analīzes protokols (Multicast Source Discovery Protocol – MSDP) ir mehānisms, kas nodrošina savienojumu starp PIM-SM domēniem un informācijas apmaiņu par aktīviem avotiem starp randevu (satiksmes) punktiem – RP. Šāda protokola nepieciešamība izriet no tā, ka PIM-SM režīmā RP reģistrējas tikai tuvākie avotam un saņēmējiem maršrutētāji. RP zina par avotiem un saņēmējiem savā domēnā, bet tam nav iespēju par uzzināt citos domēnos.
Daudz adrešu avotu analīzes protokols MSDP Būtiska MSDP īpašība ir tā, ka tas ļauj katram domēnam uzturēt savu RP, kas nav atkarīgs no citiem domēniem. Katrs RP nodibina MSDP-seansu ar RP citos domēnos vai arī ar robežu maršrutētājiem, izmantojot TCP-savienojumu. Kad RP uzzina par jaunu d/a avotu savā domēnā, tad RP iekapsulē pirmo datu paketi ziņojumā par aktīvo avotu (Source Active –SA) un sūta SA-ziņojumu visiem MSDP-partneriem. Katrs SA-ziņojuma saņēmējs sūta to tālāk, kamēr to nesaņem visi MSDP-maršrutētāji. MSDP-protokols ļauj katram interneta servisa provaiderim uzturēt savu lokālo RP, kas netraucē tam saņemt un nosūtīt Internetā daudzadrešu trafiku.
