Багатоадресні (групове) трансляція і протокол ЮМР

Групове мовлення ( ті1Псаз () вимагає деяких розширень в протоколах вузлів, вони описаний»у РРС 1112. Там же описаний і простий протокол ЮМР (1п (егпе (Сгоір МападетеШ Рго (осо1 - протокол управління групами). Підтримка групового мовлення вузлами може бути реалізована на трьох рівнях:

- 0 - не підтримується;

- 1 підтримується передача групових повідомлень (необхідні додаткові кошти мінімальні);

- 2 - підтримується передача і прийом.

Кожен з адрес діапазону класу D (224.0.0.0-239.0.0.0) являє ідентифікатор віщальної групи. Групи діляться на постійні (permanent) і тимчасові (transient). Адреси постійних] груп призначаються адміністративно. Для тимчасових груп адреси виділяються динамічно з незайнятих постійними. Адреса 224.0.0.0 використовувати забороняється. Адреса 224.0.0.1 (all-hosts address ) використовується як загальний адресу для всіх абонентів групового мовлення, безпосередньо підключених до конкретної (під) мережі. Адреса 224.0.0.2 (оall routers ) використовується для звернення до всіх маршрутизаторів IGMP. Ці дві адреси служать для поширення інформації по протоколу IGMP. Немає способу задати груповий адресу відразу всіх вузлів глобальної мережі. Групи одержувачів формуються динамічно, вузол може бути членом декількох груп.

Трафік веде мовлення вузла передається всім членам групи без гарантії доставки, але з «максимальним старанням». Передача групового трафіку в мережах Ethernet використовує властивий їм механізм многоадресной передачі. При цьому молодші 23 біта ідентифікатора многоадресной IР-групи поміщаються в 23 молодших біта групової адреси Ethernet 01-00-5Е-00-00-00. Оскільки IР-ідентифікатор має розрядність 28 біт (4 біта займає ознака класу й), можливо, що в одну групу Е1Ьегпе1 потраплятимуть повідомлення декількох (до 32) IР-груп. Це дає додаткове навантаження на нижній протокольний рівень вузла, оскільки йому доведеться фільтрувати приходять пакети.

Поширення міжмережевого групового трафіку управляється протоколом IGMP. Всі повідомлення цього протоколу передаються за адресами 224.0.0.1 і 224.0.0.2, поле TTL = 1, так що повідомлення не виходить за межі, доступні безпосередньо по локальному інтерфейсу. Вузол, що бажає вступити в групу, передає повідомлення host Membership Report, в якому вказується код групи. I Для вірності це повідомлення він повторює 1-2 рази (підтверджень в ЮМР не передбачено). Маршрутизатор, що підтримує IGMP, приймає це повідомлення і заносить ідентифікатор в свою таблиць з прив'язкою до порту, від якого отримано повідомлення. Маршрутизатор періодично посилає запит * Host membership Query, на які відповідають вузли, які вважають себе членами якої-небудь групи. Якщо на пару опитувань для певної групи ніхто не відгукнувся, маршрутизатор виключає цю групу зі своєї таблиці. Для скорочення надлишкового службового трафіку вузли відповідають не відразу, а через випадковий інтервал часу. Якщо за час цієї затримки вузол, що зібрався відповісти, почув таку ж відповідь від іншого вузла, він свою відповідь анулює. Про вихід з групи вузол явно не повідомляє, він просто перестає відповідати на опитування. Протокол IGMP використовується і для обміну інформацією про використовувані групах між маршрутизаторами, що підтримують групову пересилку. Маршрутизатор організовують пересилання пакетів групового мовлення між портами, для яких у таблиці занесені відповідні ідентифікатори. Звичайно ж, поширення цього трафіку контролюється і засобами мережевого адміністрування.

Групове мовлення дозволяє економити трафік при кількості одержувачів більше одного: розсилка однієї і тієї ж інформації декільком одержувачам звичайними двоточковими засобами приводила б до зростання трафіку пропорційно кількості приймачів. Групове мовлення дозволяє організувати аудіо-та відеовещанія по мережі передачі даних. Вищеописані кошти не страхують від помилкової доставки пакетів, ця страховка досягається протокольними засобами (ідентифікації, аутентифікації, шифрування) вищих протокольних рівнів. Механізм динамічного призначення ідентифікаторів груп у RFC 1112 не обумовлюється, передбачається, що він повинен виконуватися високорівневими протоколами.

Після RFC 1112 з'явилася нова версія IGMP V.2, назад сумісна з вихідною. У версії 2 введено такі зміни:

- Визначено вибір маршрутизатора-опитувач ЮМР - для кожної локальної мережі їм буде маршрутизатор з найменшим IР-адресою;

- Визначено новий тип повідомлення - Group - Specific Query, в якому вказується список груп, приналежність до яких цікавить маршрутизатор в даний момент;

- Визначено нове повідомлення Leave Group, яким хост явно вказує на намір вийти з групи (груп). Повідомлення надсилається за спеціальним адресою 224.0.0.2 (all routers).

Ці заходи націлені на економію смуги пропускання - скорочення зайвого групового трафіку.

Версія 3 передбачає можливість вибору джерел, дані від яких цікавлять групових одержувачів. Досі, як тільки вузли заявляли про входження в якусь групу, маршрутизатори доставляли їм пакети від усіх джерел (їх може бути безліч) даної групи. Тепер повідомленням Group - Source Report * хост замовляє трафік цікавлять джерел, а повідомленням Exclusion Group-Source Report відмовляється від його отримання. Таким чином мережа звільняється від непотрібного трафіку.

Для передачі групового трафіку потрібно мережу маршрутизаторів (і комутаторів), що підтримують протоколи IGMP. Оскільки в глобальній мережі на це здатні далеко не всі маршрутизатори, застосовують туннелирование. Пакети з груповими адресами инкапсулируются у звичайні одноадресні пакети (IP-Over-IP) і в такому вигляді пересилаються між шлюзами. Тунелі, по яких проходять інкапсульовані пакети, з'єднують шлюзи, розташовані в «острівцях» мережі, на яких є повна підтримка групового мовлення. У шлюзі на кінці тунелю багатоадресні пакети витягуються з одноадресних і далі розсилаються в межах «острівця» вищеописаним способом.

Побудова магістральної мережі розповсюдження групового трафіку MBONE (Multicast Backbone), що є нетривіальним завданням, в рамках даної книги розглядатися не буде. Відзначимо лише, що для передачі цього трафіку використовуються протоколи DVMRP (Distance Vector Multicast Routing Protocol), MOSPF (Multicast OSPF), PIM (Protocol - Independent Multicast).