Định tuyến IP multicast là gì?

Định tuyến Multicast liên quan đến việc gửi cùng một tin nhắn đến nhiều điểm cuối. Bạn có thể cần triển khai định tuyến phát đa hướng nếu bạn có một cơ sở hội nghị video hoạt động tại công ty của bạn hoặc nếu bạn có các phương tiện trò chuyện âm thanh liên quan đến các cuộc hội thoại giữa các nhóm. Tất cả các bộ định tuyến đều có khả năng quản lý định tuyến phát đa hướng và việc thiết lập khả năng này là một nhiệm vụ tương đối đơn giản.

Các phát đa hướng phương thức doesn không gửi tin nhắn đến tất cả các địa chỉ trên một đoạn mạng – đó là phát thanh truyền hình. Một thuật ngữ nữa mà bạn cần biết là vềkỳ lân.Điều này có nghĩa là định tuyến một gói đến một địa chỉ. Unicast là khái niệm vận chuyển tiêu chuẩn liên quan đến việc gửi một gói từ một nguồn đến một đích thông qua các bộ định tuyến. Với multicast, gói cần được sao chép và gửi từ một nguồn tới nhiều đích.

Chuyển tiếp đường dẫn ngược

Bạn có thể biết rằng tất cả các truyền mạng tuân theo các bộ quy tắc, được gọi là giao thức. Mục đích chính của thuật toán định tuyến là chuyển tiếp các gói thông qua các bộ định tuyến đến địa chỉ đích được ghi vào tiêu đề gói. Thủ tục Multicast là một chút khác nhau. Gói cũng có địa chỉ nguồn được ghi vào tiêu đề của nó và khi chuyển tiếp gói đa tuyến, các bộ định tuyến sử dụng một phương pháp được thiết kế để lấy gói ra khỏi nguồn. Đây là một khái niệm khó để dự tính bởi vì bạn sẽ nghĩ rằng cách duy nhất một gói có thể di chuyển qua mạng là đi đến một đích nhất định.

Phương pháp được sử dụng để định tuyến IP phát đa hướng được gọi làchuyển tiếp đường dẫn ngược.Bảng tham chiếu cho bộ định tuyến cho nó biết giao diện nào cần sao chép gói tin để chuyển tiếp gói đến địa chỉ IP có trong trường đích trong tiêu đề gói. Trong chuyển tiếp đường dẫn ngược, bảng bộ định tuyến là một chút khác nhau. Mỗi bản ghi hiển thị một giao diện ngược dòng và một giao diện xuôi dòng. Giao diện ngược dòng là điểm nhận cho các gói đến từ người gửi phát đa hướng. Giao diện hạ lưu là điểm thoát cho bất kỳ gói tin nào đến giao diện ngược dòng đã cho.

Sẽ có nhiều bản ghi trong bảng định tuyến chuyển tiếp đường dẫn ngược cho cùng một nguồn. Đây là cách gói được gửi đi nhiều lần. Khi bộ định tuyến nhận được một gói trên giao diện ngược dòng, nó sẽ sắp xếp qua bảng định tuyến của nó và tìm thấy tất cả các bản ghi định tuyến có chứa ánh xạ nơi chuyển tiếp các gói từ nguồn đó. Các đường dẫn này được nhóm theo giao diện, vì vậy thay vì địa chỉ nguồn và đích, các bản ghi kết quả sẽ đưa ra một danh sách các cặp giao diện đến và đi duy nhất. Trong tất cả các cặp, giao diện đến sẽ giống nhau.

Bộ định tuyến đọc mục đầu tiên cho giao diện ngược dòng đó và gửi gói đến giao diện xuôi dòng tương ứng trong bản ghi đó. Tuy nhiên, công việc chưa hoàn thành vì nó đã thu thập một số bản ghi cho giao diện ngược dòng đó. Vì vậy, nó đọc bản ghi tiếp theo được thu thập bởi tìm kiếm bảng và gửi gói ra giao diện xuôi dòng trong mục nhập bảng đó. Các bộ định tuyến tiếp tục cho đến khi nó hết các bản ghi phù hợp với giao diện ngược dòng mà gói tin đến. Như vậy, một gói đến bộ định tuyến và được gửi đi nhiều lần.

Lắp ráp bảng định tuyến

Các đích cho một gói multicast được đưa vào bảng định tuyến theo yêu cầu. Đó là, các điểm cuối mong muốn nhận các gói từ nguồn phát đa hướng thông báo cho bộ định tuyến về mối quan tâm của chúng. Nó giống như một dịch vụ thuê bao. Vì vậy, thay vì nguồn phát đa hướng thông báo cho bộ định tuyến, kể từ bây giờ, mỗi gói tôi gửi đi nên đến A, B, C và D, mỗi người trong số những người nhận đó gửi tin nhắn đến bộ định tuyến nói rằng tôi muốn bản sao của bất cứ thứ gì bạn nhận được từ Z. Vì vậy, đây là cách chuyển hướng ngược lại của Wikipedia có tên của nó – tuyến đường không được tổ chức dưới dạng đẩy ra đích, nó được tạo ra khi kéo vào từ một nguồn.

Giao thức định tuyến IP Multicast

Như bạn có thể thấy từ mô tả về cách hoạt động của định tuyến phát đa hướng, Có hai giai đoạn để tạo một đường dẫn phát đa hướng. Đầu tiên là quá trình đăng ký nơi người nhận đăng ký địa chỉ IP mạng của họ vào nhóm. Thủ tục này được nêu trong Giao thức quản lý nhóm Internet (IGMP) hoạt động cho các địa chỉ IPv4. Quá trình đăng ký cho các địa chỉ IPv6 được quyết định bởi Khám phá đa phát giao thức (MLD). Nói chung, các giao thức đăng ký để chuyển tiếp phát đa hướng được gọi là các giao thức khám phá thành viên nhóm phát đa hướng.

Các nhà nghiên cứu không ngừng tìm kiếm những cách tốt hơn để quản lý thông tin liên lạc và do đó luôn có các giao thức mới được phát triển cho bất kỳ nhiệm vụ mạng nào. Có nhiều giao thức khám phá thành viên nhóm phát đa hướng khác, nhưng IGMP và MLD là hai giao thức được sử dụng phổ biến hiện nay. Tương tự, có nhiều giao thức lý thuyết đang được xem xét cho giai đoạn thứ hai của định tuyến phát đa hướng, đó là việc truyền thông điệp thực tế. Tuy nhiên, hệ thống được triển khai trên tất cả các bộ định tuyến đang hoạt động ngày nay được gọi là Giao thức Multicast độc lập (PIM).

Sao chép gói

Gói chỉ được sao chép tại điểm phân chia tuyến đường đến người nhận. Đây là lý do tại sao bộ định tuyến đọc tên giao diện từ bảng định tuyến của nó chứ không phải là địa chỉ đích. Vì vậy, nếu một số người nhận nằm ngoài bộ định tuyến tiếp theo, bộ định tuyến chuyển tiếp sẽ chỉ gửi một bản sao đến bộ định tuyến trung gian đó. Tất cả các bộ định tuyến trong đường dẫn có các mục trong bảng định tuyến cho tuyến phát đa hướng đó.

Kết quả của việc sử dụng các giao diện thay vì địa chỉ khi chuyển tiếp các gói multicast là các gói đó chỉ bị trùng lặp khi các đường dẫn cho một số người nhận phân chia. Vì vậy, nếu năm người nhận nằm ngoài một bộ định tuyến lân cận, bộ định tuyến chuyển tiếp chỉ gửi một bản sao cho người hàng xóm đó. Quy tắc đơn giản này giữ cho lưu lượng truy cập ở mức tối thiểu. Cái này được gọi làchế độ định tuyến đa tuyến thưa thớt.Giáo dục

Chế độ định tuyến đa tuyến dày đặc

Định tuyến đa tuyến chế độ thưa thớt rất hiệu quả và nó giữ lưu lượng mạng ở mức tối thiểu. Tuy nhiên, có một phương pháp chuyển tiếp thứ hai mà bạn nên biết. Cái này được gọi làchế độ dày đặc định tuyến multicast.Ban đầu, chế độ dày đặc đơn giản hóa việc tham chiếu đến các bảng định tuyến. Tuy nhiên, phương pháp này sớm được xây dựng thành một hệ thống thực tế giống như chế độ thưa thớt khi có liên quan đến các bộ định tuyến.

Trong chế độ dày đặc, bộ định tuyến nhận sao chép tất cả các gói phát đa hướng mà nó nhận được mọi giao diện rằng nó có giao diện khác với giao diện mà nó nhận được gói. vì thế, mỗi bộ định tuyến mà nút đó được kết nối sẽ nhận được các gói phát đa hướng đó. Thông báo đăng ký được tổ chức tại bộ định tuyến gần nhất với máy thu. Nếu có một vài bộ định tuyến trung gian trên một mạng, tất cả chúng sẽ nhân đôi gói phát đa hướng và gửi nó đến tất cả các bộ định tuyến lân cận của nó. Nếu bạn có dự phòng đường dẫn trên mạng của mình, phương pháp này có thể dẫn đến rất nhiều lưu lượng không cần thiết lưu thông xung quanh giữa các bộ định tuyến.

Một cơ chế thứ hai trong phương pháp chế độ dày đặc sẽ cắt giảm tất cả lưu lượng không cần thiết đó. Nếu một bộ định tuyến kết nối với các điểm cuối không có bất kỳ người nhận nào cho một địa chỉ multicast trong bảng định tuyến của nó, nó sẽ thông báo cho các bộ định tuyến lân cận của mình không gửi các gói cho địa chỉ multicast đó. Vì vậy, lần tới khi bộ định tuyến đầu tiên trong đường dẫn nhận được gói tin từ người gửi phát đa hướng, nó sẽ chuyển tiếp gói đó đến tất cả các giao diện của nó ngoài các giao diện đã nói với nó không. Cuối cùng, phương thức từ chối này cắt giảm lưu lượng truy cập xuống nhiều hoặc ít hơn cùng mức được trải nghiệm theo phương thức chế độ thưa thớt. Chế độ dày đặc cũng được gọi là Chế độngập lụt.Tín hiệu từ chối được gửi bởi các bộ định tuyến được gọi làtin nhắn cắt tỉa,” hoặc là “cắt tỉa.Giáo dục

Các giao thức sau sử dụng chế độ dày đặc:

• Giao thức định tuyến đa tuyến Vector (DVMRP)
• Multicast Open Short Path Path First (MOSPF)
• Chế độ dày đặc PIM

Mặc dù kịch bản chế độ dày đặc sẽ sớm xuất hiện bảng định tuyến, nhưng nó dễ bị các vòng phản hồi và có thể gây ra sự cố trên mạng khi được triển khai lần đầu tiên, vì vậy sẽ an toàn hơn khi tránh tùy chọn này.

Địa chỉ IP Multicast

Hệ thống quản lý mạng TCP / IP phân bổ một địa chỉ duy nhất cho mỗi nút được kết nối với mạng. Địa chỉ đó phải là duy nhất trong không gian địa chỉ, vì vậy các địa chỉ trên mạng LAN chỉ phải là duy nhất trong mạng riêng đó và không phải trên toàn thế giới.

Không gian địa chỉ bao gồm một loạt các địa chỉ được dành riêng cho định tuyến phát đa hướng. Thực tế, các địa chỉ IP multicast tạo ra các thiết bị ảo. Có một địa chỉ mà các thiết bị khác có thể gửi tin nhắn, nhưng địa chỉ đó không đại diện cho một thiết bị vật lý. Thay vào đó, nó đại diện cho nhóm phát đa hướng.

Để thiết lập một nhóm phát đa hướng, trước tiên bạn phải phân bổ một địa chỉ IP duy nhất cho nó. Khi địa chỉ đó xác định nhóm, những người nhận quan tâm đó có thể thông báo cho bộ định tuyến về sự bao gồm của họ trong nhóm.

Khi một nút gửi một giao tiếp được phân phối đến tất cả các thành viên của nhóm, các gói của các tin nhắn đó được gửi đến địa chỉ IP đại diện cho nhóm đó. Bộ định tuyến tham chiếu các thành viên của nhóm đó và gửi một bản sao của gói đến tới các giao diện phía dưới đại diện cho các thành viên của nhóm.

Nếu bạn theo dõi địa chỉ IP đầy đủ, bạn nên biết rằng các địa chỉ multicast là Lớp D. Chúng chiếm một phạm vi địa chỉ từ 222.0.0.0 đến 239.255.255.255. Khối này được chia thành các phạm vi nhiệm vụ với các địa chỉ 222.0.0.0 đến 224.0.0.225 dành riêng cho mạng con cục bộ. Tất cả các địa chỉ multicast IPv6 đều có tiền tốff.Giáo dục

Thực hiện định tuyến IP phát đa hướng

May mắn thay, hầu như không có trường hợp nào bạn cần phải thiết lập định tuyến đa tuyến thô trực tiếp. Tất cả giao tiếp phát đa hướng được quản lý bởi các ứng dụng, chẳng hạn như một hệ thống hội nghị truyền hình. Do đó, có rất ít sự can thiệp thủ công cần thiết để thực hiện định tuyến phát đa hướng trên mạng của bạn.

Phần lớn công việc để thực hiện định tuyến phát đa hướng xảy ra trên bộ định tuyến. Tất cả các bộ định tuyến mạng có khả năng này. Cả ứng dụng và bộ định tuyến sẽ giao tiếp qua IGMP. Bộ định tuyến của bạn có thể được vận chuyển với khả năng định tuyến phát đa hướng bị tắt. Tuy nhiên, bất kỳ ứng dụng nào yêu cầu cơ sở này sẽ kiểm tra bộ định tuyến cho bạn tại điểm cài đặt.

Là một ứng dụng người dùng cuối, một cơ sở phát đa hướng hiếm khi cung cấp cho người dùng tùy chọn sử dụng địa chỉ IP nào cho một nhóm. Quản trị viên thiết lập một nhóm sẽ được yêu cầu đặt tên cho nhóm, và ứng dụng sẽ liên kết tên đó với địa chỉ IP phát đa hướng có sẵn tiếp theo.

Nếu bạn vận hành DHCP để phân bổ địa chỉ IP trên mạng của mình, bạn không cần phải lo lắng về xung đột địa chỉ multicast. Máy chủ DHCP sẽ không phân bổ địa chỉ trong địa chỉ IP phát đa hướng cho các thiết bị thực.

Hoạt động mạng đa tuyến

Ngay cả khi bạn chắc chắn sử dụng Chế độ thưa thớt trong triển khai phát đa hướng của bạn, bạn nên lưu ý rằng hoạt động phát đa hướng tương tác tạo ra rất nhiều lưu lượng mạng. Điều này đặc biệt đúng với các ứng dụng hội nghị dựa trên âm thanh và video.

Các hệ thống này không chỉ làm tăng lưu lượng truy cập mà còn rất quan trọng về thời gian. Các ứng dụng tương tác trực tiếp cần lưu lượng truy cập của chúng được phân phối ngay lập tức. Họ không thể chờ đợi bộ đệm tại các thiết bị mạng mà lưu lượng truy cập đi qua.

Định tuyến đa tuyến trên internet

Định tuyến Multicast không giới hạn ở các mạng riêng. Bạn cũng có thể sử dụng phương pháp này để tiếp cận các trang web và khách hàng dịch vụ từ xa thông qua phương pháp này. Có một số trường hợp kinh doanh hiện đang sử dụng định tuyến phát đa hướng. Bao gồm các IPTV và các khóa đào tạo trực tuyến. Tuy nhiên, trong những trường hợp này, bạn nên đăng ký vào một nền tảng phát đa hướng dựa trên Đám mây thay vì cố gắng quản lý tất cả lưu lượng truy cập internet bị chấm dứt từ mạng của chính bạn.

Xem xét định tuyến Multicast

Điều đặc biệt quan trọng là kiểm tra dung lượng mạng của bạn trước khi triển khai bất kỳ ứng dụng phát đa hướng nào. Nếu bạn có thể đủ khả năng để mở rộng dung lượng mạng, thì bạn nên xem xét việc triển khai biện pháp định hình giao thông, chẳng hạn như Chất lượng dịch vụ dựa trên lớp (QoS). Đo lường việc sử dụng băng thông và phân tích các kịch bản sử dụng mới đòi hỏi các công cụ hỗ trợ. Vì vậy, bạn nên xem xét việc mua một phân tích lưu lượng mạng. Bạn cũng cần theo dõi sức khỏe của các thiết bị mạng để tránh các điểm hỏng hóc tiềm ẩn trên mạng – vì vậy hãy cân nhắc cài đặt một màn hình mạng cũng.

Bạn có sử dụng định tuyến phát đa hướng trên mạng của bạn? Bạn có phải làm bất cứ điều gì để thiết lập nó hay phần mềm hội nghị mà bạn đã cài đặt đã thiết lập tất cả cho bạn không? Để lại tin nhắn trong phần Nhận xét bên dưới và chia sẻ kinh nghiệm của bạn với cộng đồng.