1 / 48

IP Multicast

IP Multicast. Conceitos. Unicast X Multicast Características Endereçamento Modelo de Serviço IGMP RPF. Protocolos de Roteamento Características Principais Protocolos Intra-domínio Principais Protocolos Entre-domínio. Estrutura da Apresentação. Estrutura. Unicast X Multicast. Unicast.

yul
Download Presentation

IP Multicast

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. IP Multicast Conceitos

  2. Unicast X Multicast Características Endereçamento Modelo de Serviço IGMP RPF Protocolos de Roteamento Características Principais Protocolos Intra-domínio Principais Protocolos Entre-domínio Estrutura da Apresentação Estrutura

  3. Unicast X Multicast Unicast Host Multicast Host Unicast X Multicast 1

  4. Características • RFC 1112 • Cada grupo é identificado por um endereço classe D • Membros de um grupo podem estar em qualquer lugar da internet • Membros podem entrar e sair dos grupos indicando isto aos roteadores • Roteadores utilizam protocolos de roteamento multicast para gerenciar os grupos Características 3

  5. Endereçamento • Os grupos utilizam a classe D • 224.0.0.0 até 239.255.255.255 • Endereços reservados • 224.0.0.0 até 224.0.0.255 para a IANA • 239.0.0.0 até 239.255.255.255 para utilização em domínios privados de multicast • Endereços livres • 224.0.1.0 até 238.255.255.255 • 233.0.0.0 utilizado por AS Características 4

  6. Endereçamento para Camada 2 O endereço IP é utilizado para compor o endereço da camada 2: 32 Bits 23 Bits 239.255.0.1 01-00-5e-7f-00-01 24 Bits 24 Bits 48 Bits Protocolos de Roteamento figura 1

  7. A 9B 10 155 Endereço para um AS Exemplo AS rederio: 2715 0xA9B 233.10.155.0/24 Endereçamento figura 2

  8. Modelo de Serviço Protocolos Host-to-Router Hosts Roteadores Protocolos de Roteamento Multicast Modelo de Serviço 5

  9. Internet Group Management Protocol—IGMP • Hosts informam aos roteadores a que grupos pertencem • Roteadores perguntam a que grupos pertencem os hosts diretamente conectados • Host envia mensagem informando que não participa mais de um grupo IGMP 6

  10. 224.1.1.1 224.1.1.1 224.1.1.1 224.1.1.1 224.1.1.1 X X Leave to 224.0.0.2 Report Evitado Report Evitado Group Specific Query to 224.1.1.1 Query IGMP—Participando de um Grupo Confirmando o Grupo Deixando um Grupo Entrando em um Grupo H2 H1 • Host envia Leave para 224.0.0.2 • Roteador envia Queries periódicos para 224.0.0.1 • Router envia query específico para 224.1.1.1 • Um membro do grupo por subnet responde • Host envia IGMP Report para participar do grupo • Não recebe IGMP Report em ~3 segundos • Outros membros evitam os Reports • Expira o tempo do Grupo 224.1.1.1 IGMP figura 30

  11. Reverse Path Forwarding—RPF • O roteador propaga o pacote multicast por todas as interfaces menos a de origem RPF 7

  12. Unicast Route Table Network Intf Metric 151.10.0.0/16 E1 4 198.14.32.0/24 S0 3 204.1.16.0/24 E0 11 RPF - Funcionamento Pacote Multicast da fonte 198.14.32.10 RPF Check indica sucesso! S0 S1 E0 E1 Pacote chega através da interface correta! RPF figura 6

  13. Unicast Route Table Network Intf Metric 151.10.0.0/16 E1 4 198.14.32.0/24 S0 3 204.1.16.0/24 E0 11 RPF - Funcionamento Pacote Multicast da fonte 151.10.3.21 X RPF Check indica erro! S0 S1 E0 E1 Pacote chega através da interface errada! RPF figura 5

  14. Protocolos de Roteamento • Árvores de Distribuição • Source tree • Utiliza mais memória (S x G), contudo percorre caminhos otimizados, minimizando o atraso • Shared tree • Utiliza menos memória (G), contudo percorre caminhos não otimizados, podendo introduzir atraso • Protocolos • PIM, MBGP, MSDP Protocolos de Roteamento 8

  15. Source Notation: (S, G) S = Source G = Group A B D F C E Receiver 1 Receiver 2 Source Distribution Tree or Shortest Path Protocolos de Roteamento figura 7

  16. Shared Distribution Tree Source 1 Notation: (*, G) * = All Sources G = Group Source 2 A B F D (Shared Root) C E Receiver 1 Receiver 2 Protocolos de Roteamento figura 8

  17. Protocolos de Roteamento • Modelos de protocolos • Dense-mode • Procedimento com broadcast e prune • Sparse-mode • Procedimento com join explícito Protocolos de Roteamento 9

  18. Protocolos de Roteamento • Protocolos dense-mode • Pressupõe a existência densa de grupos • Ramificação excluída não recebe os dados • DVMRP—Distance Vector Multicast Routing Protocol • Dense-mode PIM—Protocol Independent Multicast Protocolos de Roteamento 10

  19. Protocolos de Roteamento • Protocolos Sparse-mode • Pressupõe a existência esparsa de grupos • Utiliza source ou shared distribution trees • Procedimento com join explícito • Join se propaga do receptor até a fonte ou Rendezvous Point (Sparse mode PIM) ou Core (Core Based Tree) Protocolos de Roteamento 11

  20. Protocol Independent Multicasting–Dense Mode – PIM-DM • Procedimento de broadcast e prune é ideal para grupos densamente espalhados • Source trees são criadas sob demanda, baseadas em RPF PIM-DM 12

  21. A B G C D F H E I Exemplo PIM Dense Mode Source Receiver 1 Receiver 2 Protocolos de Roteamento figura 9

  22. A B G C D F H E I Exemplo PIM Dense Mode Source Initial Flood of Dataand Creation of State Receiver 1 Receiver 2 Protocolos de Roteamento figura 10

  23. A B G C D F H E I Exemplo PIM Dense Mode Source Prune to Non-RPF Neighbor Prune Receiver 1 Receiver 2 Protocolos de Roteamento figura 11

  24. A B G C D F H E I Exemplo PIM Dense Mode Source C and D Assert to DetermineForwarder for the LAN, C Wins Asserts Receiver 1 Receiver 2 Protocolos de Roteamento figura 12

  25. A B G C D F H E I Exemplo PIM Dense Mode Source I Gets Pruned E’s Prune is Ignored G’s Prune is Overridden Prune Join Override Prune Receiver 1 Receiver 2 Protocolos de Roteamento figura 13

  26. A B G C D F H E I Exemplo PIM Dense Mode Source New Receiver, I Sends Graft Graft Receiver 1 Receiver 2 Receiver 3 Protocolos de Roteamento figura 14

  27. A B G C D F H E I Exemplo PIM Dense Mode Source Receiver 1 Receiver 2 Receiver 3 Protocolos de Roteamento figura 15

  28. Protocol Independent Multicasting–Sparse Mode – PIM-SM • Modelo de join explícito • Receptores são unidos aos Rendezvous Point (RP) • Fontes são registradas nos RP • Os dados fluem pela shared tree se encaminhado apenas para os lugares que os requisitaram • Checagem do RPF para a shared tree utiliza os RP • Checagem do RPF para a source tree utiliza a fonte PIM-SM 13

  29. Exemplo PIM Sparse Mode Source A B D RP C E Receiver 1 Receiver 2 Protocolos de Roteamento figura 16

  30. Exemplo PIM Sparse Mode Receiver 1 Joins Group GC Creates (*, G) State, Sends(*, G) Join to the RP Source A B D RP Join C E Receiver 1 Receiver 2 Protocolos de Roteamento figura 17

  31. Exemplo PIM Sparse Mode RP Creates (*, G) State Source A B D RP C E Receiver 1 Receiver 2 Protocolos de Roteamento figura 18

  32. Exemplo PIM Sparse Mode Source Sends DataA Sends Registers to the RP Source Register A B D RP C E Receiver 1 Receiver 2 Protocolos de Roteamento figura 19

  33. Exemplo PIM Sparse Mode RP de-encapsulates RegistersForwards Data Down the Shared TreeSends Joins Towards the Source Source Join Join A B D RP C E Receiver 1 Receiver 2 Protocolos de Roteamento figura 20

  34. Exemplo PIM Sparse Mode RP Sends Register-Stop OnceData Arrives Natively Source Register-Stop A B D RP C E Receiver 1 Receiver 2 Protocolos de Roteamento figura 21

  35. Exemplo PIM Sparse Mode C Sends (S, G) Joins to Join theShortest Path (SPT) Tree Source A B D RP (S, G) Join C E Receiver 1 Receiver 2 Protocolos de Roteamento figura 22

  36. Exemplo PIM Sparse Mode When C Receives Data Natively,It Sends Prunes Up the RP tree forthe Source. RP Deletes (S, G) OIF andSends Prune Towards the Source Source (S, G) Prune A B D RP (S, G) RP Bit Prune C E Receiver 1 Receiver 2 Protocolos de Roteamento figura 23

  37. Exemplo PIM Sparse Mode New Receiver 2 JoinsE Creates State and Sends (*, G) Join Source A B D RP (*, G) Join C E Receiver 1 Receiver 2 Protocolos de Roteamento figura 24

  38. Exemplo PIM Sparse Mode C Adds Link Towards E to the OIFList of Both (*, G) and (S, G)Data from Source Arrives at E Source A B D RP C E Receiver 1 Receiver 2 Protocolos de Roteamento figura 25

  39. Exemplo PIM Sparse Mode New Source Starts SendingD Sends Registers, RP Sends JoinsRP Forwards Data to Receiversthrough Shared Tree Source Register Source 2 A B D RP C E Receiver 1 Receiver 2 Protocolos de Roteamento figura 26

  40. Multicast Source Discovery Protocol—MSDP • Comunicação entre domínios PIM-SM • Anuncia fontes e grupos, através de SA • Paridade entre roteadores MSDP MSDP 14

  41. Mensagem de Registro Comunicação via MSDP Mensagem SA Source Receiver MSDP RP RP PIM-SM PIM-SM Domínio A Domínio B Protocolos de Roteamento figura 27

  42. Multiprotocol Border Gateway Protocol—MBGP • RFC 2283 • Não propaga informação sobre o estado do Multicast • Necessita do PIM para compor as árvores de distribuição • Tabela diferenciadas Unicast/Multicast MBGP 15

  43. Utilização • Vídeo conferência • Vídeo sob-demanda • Ensino à distância • Treinamento • TV e Radio • Dados em tempo real • White board Utilização 16

  44. Rede Rio Multicast CBPF MSDP Source Y Source X RP DR UFRJ RP PIM-SM RedeRio MBGP CGMP DR PIM-SM IGMP DR PUC FioCruz Multicast Entre-Domínios Multicast da Instituição • Estações (hosts-to-routers): • IGMP • Roteadores (Multicast Forwarding Protocol): • PIM Sparse Mode • Roteamento Multicast entre domínios • MBGP • Multicast Source Discovery • MSDP with PIM-SM Rede Rio Multicast 17

  45. Conclusão • Dimimui processamento • Otimiza os enlaces • Permite aplicações distribuídas • Existência de pacotes descartados e duplicados • Não evita congestionamentos • Ausência de gerenciamento Conclusão 18

  46. Otimização da utilização da rede Exemplo: StreamingdeAudio Todos os clientes recebendo os mesmos 8Kbps de audio Multicast Unicast 0.8 0.6 Trafego em Mbps 0.4 0.2 0 1 20 40 60 80 100 # Clientes Conclusão figura 28

  47. Otimização da utilização da rede Número de Usuários Número de horas para completar uma transferência de arquivo com 100 MB Conclusão figura 29

  48. Bibliografia • IP Multicast Initiative • http://www.ipmulticast.com • IBM RedBooks • http://www.redbooks.ibm.com/ • SprintLink Multicast • http://www.sprintlink.net/multicast/ • Multicast Services Cisco • http://www.cisco.com/warp/public/732/Tech/multicast/ • Soluções Multicasting na Internet • http://penta.ufrgs.br/rc952/trab2/hl_intro.html

More Related