Що таке маршрутизація IP для багатоадресної передачі?

Маршрутизація багатоадресної передачі включає надсилання того ж повідомлення на багато кінцевих точок. Можливо, вам знадобиться здійснити маршрутизацію багатоадресної передачі, якщо у вас є центр відеоконференцій, який працює у вашій компанії, або якщо у вас є засоби аудіо-чату, які передбачають бесіди між групами. Усі маршрутизатори здатні керувати маршрутизацією для багатоадресної передачі, і налаштувати можливість відносно просто.

The багатоадресна передача метод не надсилає повідомлення на всі адреси мережевого сегмента – тобто мовлення. Ще один термін, який вам потрібно знати:однодумний.Це означає, що маршрутизація пакета до однієї адреси. Unicast – це стандартна транспортна концепція, яка включає відправлення пакета з одного джерела до одного пункту призначення через маршрутизатори. За допомогою багатоадресної передачі пакет потрібно копіювати та надсилати з одного джерела до багатьох напрямків.

Зворотний шлях вперед

Ви, напевно, знаєте, що всі передачі мережі відповідають наборам правил, які відомі як протоколи. Основна мета алгоритму маршрутизації – переслати пакети через маршрутизатори на адресу призначення, яка записується в заголовок пакета. Багатосторонні процедури дещо відрізняються. Пакет також має адресу джерела, записану у свій заголовок, і при пересиланні багатоадресного пакету маршрутизатори використовують методологію, розроблену для забрати пакет подалі від джерела. Це складна концепція, яку можна передбачити, тому що ви можете подумати, що єдиний спосіб, коли пакет міг би рухатися по мережі, – це подорож до заданого пункту призначення.

Методика, яка використовується для маршрутизації IP для багатоадресних даних, називається “зворотний шлях переадресації.”Довідкова таблиця маршрутизатора вказує, на який з його інтерфейсів він повинен скопіювати пакет, щоб переслати пакет на IP-адресу, що міститься в полі призначення в заголовку пакета. У зворотному напрямку переадресації стіл маршрутизатора трохи інший. Кожен запис показує інтерфейс верхнього і нижнього потоку. Інтерфейс на верхньому потоці є точкою прийому пакетів що надходить від відправника багатоадресної передачі. Нижній інтерфейс є точкою виходу для будь-якого пакета, що надходить на даний інтерфейс вище.

Існує багато записів у таблиці маршрутизації зворотного шляху переадресації для того самого джерела. Ось так багато разів надсилається пакет. Коли маршрутизатор отримує пакет на верхньому інтерфейсі, він сортує його таблицю маршрутизації та знаходить усі записи маршрутів, які містять відображення куди для переадресації пакетів з цього джерела. Ці шляхи групуються за інтерфейсом, тому замість джерела та адреси призначення отримані записи представлятимуть список унікальних вхідних та вихідних пар інтерфейсів. У всіх пар вхідний інтерфейс буде однаковим.

Маршрутизатор зчитує перший запис для цього інтерфейсу вище за потоком та відправляє пакет у відповідний інтерфейс нижче за цим записом. Однак робота не завершена, оскільки вона зібрала кілька записів для цього інтерфейсу за течією. Таким чином, він читає наступний запис, зібраний під час пошуку таблиці, і відправляє пакет на інтерфейс нижче за потоком у цій таблиці. Маршрутизатор продовжує працювати, поки не закінчиться записів, що відповідають інтерфейсу верхнього потоку, на який прийшов пакет. Таким чином, один пакет прийшов до маршрутизатора і кілька разів надсилався.

Складання таблиці маршрутизації

Призначення для пакету з декількома розсилками ставлять у таблицю маршрутизації за запитом. Тобто кінцеві точки, які очікують отримання пакетів з джерела багатоадресної передачі, сповіщають маршрутизатор про їх зацікавленість. Це як послуга передплати. Отже, замість джерела передачі маршрутизатора багатоадресної передачі “відтепер кожен пакет, який я надсилаю, повинен переходити до A, B, C і D”, кожен з цих одержувачів надсилає маршрутизатору повідомлення із записом: “Я хочу копія всього, що ви отримуєте від Z. ” Отже, саме так “зворотний шлях вперед” отримує свою назву – маршрут не організований як виштовхування до пункту призначення, він генерується як витяг з джерела.

Протоколи маршрутизації для багатоадресної IP-адреси

Як видно з опису того, як працює маршрутизація багатоадресної передачі, є дві фази для створення шляху багатоадресної передачі. Перший – це процес підписки, коли одержувачі реєструють свої мережеві IP-адреси в групі. Ця процедура викладена в Протокол управління Інтернет-групою (IGMP), яка працює для IPv4-адрес. Процес підписки на адреси IPv6 диктується Відкриття слухачів багатоадресної передачі протокол (MLD). У сукупності протоколи реєстрації для переадресації багатоадресних даних називають “протоколами виявлення членства в групі багатоадресних повідомлень”.

Дослідники постійно шукають кращих способів управління комунікаціями, тому завжди розробляються нові протоколи для будь-яких мережевих завдань. Існують і інші протоколи виявлення членства в групових групах, але IGMP і MLD – це два, які сьогодні широко застосовуються. Аналогічно, існує багато розглянутих теоретичних протоколів для другої фази маршрутизації багатоадресної передачі, яка є фактичною передачею повідомлень. Однак система, яка реалізована практично на всіх маршрутизаторах, що працюють сьогодні Протокол незалежної багатоадресної передачі (PIM).

Дублювання пакетів

Пакет дублюється лише в тому місці, де маршрути до одержувачів розділені. Ось чому маршрутизатор читає ім’я інтерфейсу зі своєї таблиці маршрутів, а не адреси призначення. Отже, якщо декілька одержувачів перебувають поза наступним маршрутизатором, маршрутизатор переадресації надсилатиме лише одну копію цього проміжного маршрутизатора. Усі маршрутизатори шляху містять записи таблиці маршрутів для цього маршруту.

Результатом використання інтерфейсів, а не адрес під час пересилання багатоадресних пакетів є те, що ці пакети дублюються лише тоді, коли шляхи для кількох одержувачів діляться. Отже, якщо п’ять одержувачів перебувають за межами одного сусіднього маршрутизатора, маршрутизатор переадресації надсилає лише одну копію цьому сусіду. Це просте правило зводить трафік до мінімуму. Це називається “маршрутизація багатоадресних режимів.”

Шлях багатоадресної передачі в щільному режимі

Маршрутизація багатоадресної передачі в режимі “рідкісний режим” є дуже ефективною і дозволяє мінімізувати мережевий трафік. Однак існує друга методика переадресації, про яку слід знати. Це називається “маршрутизація багатоадресної передачі в щільному режимі.Спочатку щільний режим спрощує посилання на таблиці маршрутизації. Однак методологія незабаром перетворюється на практично ту ж систему, що і в розрідженому режимі, що стосується маршрутизаторів.

У щільному режимі приймальний маршрутизатор копіює всі багатоадресні пакети, до яких він надходить кожен інтерфейс що він має інший інтерфейс, на якому він отримав пакет. Тому, кожен маршрутизатор, до якого підключений цей вузол, отримає ці пакети для багатоадресної передачі. Повідомлення про підписку проводиться на маршрутизаторі, найближчому до приймача. Якщо в мережі є кілька проміжних маршрутизаторів, всі вони дублюватимуть пакет багатоадресної передачі та надсилатимуть його до всіх сусідніх маршрутизаторів. Якщо у вашій мережі є надмірність шляху, цей метод може призвести до того, що між маршрутизаторами буде крутитися зайвий трафік..

Другий механізм методології щільного режиму зменшує весь цей зайвий трафік. Якщо маршрутизатор, який підключається до кінцевих точок, не має одержувачів для багатоадресної адреси в таблиці маршрутизації, він сповістить своїх сусідніх маршрутизаторів, щоб не надсилав їм пакети для цієї адреси багатоадресної передачі. Отже, наступного разу, коли перший маршрутизатор в шляху отримує пакет від передавача багатоадресної передачі, він пересилатиме цей пакет на всі його інтерфейси, окрім тих, які не казали йому. Врешті-решт, цей метод відмови зменшує трафік на більш-менш ті ж рівні, що й у методі рідкого режиму. Режим щільності також називають “затоплення.”Сигнал відмови, що надсилається маршрутизаторами, називається”повідомлення чорносливу,”Або”обрізка.”

Наступні протоколи використовують щільний режим:

• Протокол маршрутизації багатоадресної векторної передачі (DVMRP)
• Перший відкритий найкоротший шлях багатоадресної передачі (MOSPF)
• PIM щільний режим

Хоча сценарій щільного режиму незабаром отримає заповнену таблицю маршрутизації, вона схильна до циклів зворотного зв’язку і може спричинити проблеми в мережі під час її першого впровадження, тому безпечніше уникати цього варіанту..

IP-адреси багатоадресної передачі

TCP / IP система управління мережею виділяє унікальний адресу кожному вузлу, підключеному до мережі. Ця адреса повинна бути унікальною у межах адресного простору адреси в локальній мережі повинні бути унікальними лише в цій приватній мережі і не по всьому світу.

Адресний простір включає діапазон адрес, які зарезервовані для маршрутизації для багатоадресної передачі. Ефективно, багатоадресова IP-адреса створює фантомні пристрої. Є адреса, на яку інші пристрої можуть надсилати повідомлення, але ця адреса не є фізичним пристроєм. Натомість він представляє групу багатоадресних повідомлень.

Для того, щоб створити групу багатоадресних повідомлень, спочатку потрібно виділити унікальну IP-адресу для нього. Як тільки ця адреса ідентифікує групу, ці зацікавлені отримувачі можуть повідомити маршрутизатор про їх включення до групи.

Коли вузол посилає повідомлення, яке буде розподілене всім членам групи, пакети цих повідомлень адресуються на IP-адресу, яка представляє цю групу. Маршрутизатор посилається на членів цієї групи та надсилає копію вхідного пакету в інтерфейси нижче, що представляють членів групи.

Якщо ви дотримуєтесь класної IP-адреси, ви повинні знати, що це багатоадресна адреса Клас D. Вони займають діапазон адрес від 222.0.0.0 до 239.255.255.255. Цей блок розділений далі на діапазони завдань з адресами 222.0.0.0 до 224.0.0.225, зарезервованими для локальної підмережі. Усі IPA-адреси багатоадресних повідомлень мають префікс “ff.”

Реалізація багатоадресної IP-маршрутизації

На щастя, майже немає обставин, коли вам потрібно було б безпосередньо налаштувати необроблені маршрутизатори. Весь зв’язок з багатьма повідомленнями керується програмами, наприклад, система відеоконференцій. Таким чином, для втілення маршрутизації в багатьох мережах у вашу мережу не потрібно вручну втручання.

Основна частина роботи над тим, щоб зробити маршрутизацію багатоадресних повідомлень, відбувається на маршрутизаторі. Усі мережеві маршрутизатори мають таку можливість. І програма, і маршрутизатор будуть спілкуватися через IGMP. Ваш маршрутизатор може бути поставлений із відключеними можливостями маршрутизації для багатоадресної передачі. Однак будь-яка програма, яка потребує цього засобу, перевірить маршрутизатор на вас у місці встановлення.

Як додаток для кінцевих користувачів, багатоадресна програма рідко представляє користувачеві параметр, яку IP-адресу використовувати для групи. Адміністратор, який створює групу, повинен буде: дати групі значущу назву, і додаток пов’язує це ім’я з наступною доступною IP-адресою багатоадресної передачі.

Якщо ви керуєте DHCP для виділення IP-адреси у своїй мережі, вам не потрібно буде турбуватися про сутички багатоадресної адреси. DHCP-сервери не виділятимуть адреси в межах IP-адреси багатоадресної мережі реальним пристроям.

Багатоадресна мережева діяльність

Навіть якщо ви обов’язково використовуєте Рідкий режим під час здійснення багатоадресної передачі слід пам’ятати, що інтерактивна багатоадресна активність створює багато мережевого трафіку. Особливо це стосується аудіо- та відеоконференц-програм.

Ці системи не тільки збільшують навантаження на трафік, але й є критичними за часом. Живі, інтерактивні програми потребують негайного доставки їх трафіку. Вони не можуть чекати буферизації на мережевих пристроях, через які проходить трафік.

Маршрутизація багатоадресної передачі в Інтернеті

Маршрутизація багатоадресної передачі не обмежується приватними мережами. Ви також можете скористатися цим методом, щоб за допомогою методології звернутися до віддалених сайтів та клієнтів. Наразі існує ряд ділових випадків, в яких зараз використовується маршрутизація багатоадресної передачі. До них відносяться IPTV і онлайн-курси навчання. Однак у цих випадках доцільно, щоб ваш бізнес підписався на хмарну платформу багатоадресної передачі, а не намагався керувати усім цим інтернетом, що припиняв трафік, з вашої власної мережі..

Міркування щодо багатоадресної маршрутизації

Особливо важливо перевірити потужність вашої мережі, перш ніж впроваджувати будь-яку програму для багатоадресної передачі. Якщо ви не можете дозволити собі розширити свою мережеву потужність, то варто розглянути можливість їх впровадження заходи щодо формування трафіку, наприклад, якість обслуговування на основі класів (QoS). Вимірювання використання пропускної здатності та аналіз нових сценаріїв використання потрібні допоміжні інструменти. Отже, ви повинні розглянути можливість придбання аналізатор мережевого трафіку. Вам також потрібно стежити за здоров’ям ваших мережевих пристроїв, щоб запобігти потенційним точкам несправності в мережі – тому подумайте про встановлення мережевий монітор так само.

Чи використовуєте ви маршрутизацію багатоадресної передачі у своїй мережі? Чи доводилося вам щось робити, щоб налаштувати це, чи все встановлене програмне забезпечення для конференцій встановило все для вас? Залиште повідомлення у розділі “Коментарі” нижче та поділіться своїм досвідом із спільнотою.