GIỚi thiệu về multicast



tải về 20.99 Kb.
Chuyển đổi dữ liệu07.07.2016
Kích20.99 Kb.
GIỚI THIỆU VỀ MULTICAST
GIỚI THIỆU VỀ MULTICAST
- Trong môi trường unicast, một nút mạng chỉ có khả năng gửi thông tin đến một nút duy nhất trong một thời điểm. Trong môi trường multicast, một nút có thể gởi một gói tin đến nhiều thiết bị trong mạng chỉ với một thao tác duy nhất. Hệ điều hành tại các nút và chồng giao thức TCP/IP tại đó phải hỗ trợ IP multicast để nút có thể tham gia vào quá trình truyền multicast.
- Một nút trong multicast chỉ cần gọi đến dịch vụ chuyển phát một lần duy nhất khi muốn truyền thông điệp đến nhiều đích đến khác nhau. Quá trình truyền unicast và broadcast là trường hợp riêng của multicast. Nếu trong môi trường truyền như là Ethernet hay SMDS có hỗ trợ multicast và broadcast, thì sử dụng các ứng dụng gửi một lần đến nhiều đích là một sự lựa chọn tốt. Multicast có thể cung cấp một sự cải thiện to lớn về hiệu năng, sử dụng băng thông không nhiều hơn một quá trình truyền unicast, và cho phép thiết kế các ứng dụng phân tán một cách hiệu quả.
- Điều khác biệt duy nhất giữa các gói tin IP Multicast và IP unicast là thông tin về địa chỉ IP. Các địa chỉ multicast là địa chỉ lớp D(224.0.0.0 – 239.255.255.255)
- Chúng ta đi nghiên cứu về multicast trong các khía cạnh sau:

• Quá trình truyền thông điệp trong một nhóm


• Khả năng multicast của một host hay router.
• Xem xét về multicast trong IP và khả năng hỗ trợ multicast trong lớp IP.
• Mô tả về mạng multicast chính và đánh giá khả năng sử dụng của IP multicast
• Bảo mật trong IP Multicast

1. Giới thiệu về multicast:
- IP multicast là một sự mở rộng của IP. Tổ chức IETF đưa ra khuyến nghị RFC 1112, định nghĩa các thành phần mở rộng cho IP. Một hướng đi mới cho IP, IP Multicast là giao thức dùng để truyền gói tin IP từ một nguồn đến nhiều đích đến khác nhau trong mạng LAN hay WAN. Nhóm những thành viên muốn nhận thông tin này thì phải tham gia vào một nhóm multicast. Với IP multicast, ứng dụng gửi một bản sao của thông tin đến một nhóm. Thông tin này đến tất cả những người nào muốn nhận nó. Kĩ thuật Multicast đánh địa chỉ các gói là địa chỉ nhóm thay vì địa chỉ của từng người nhận; Các gói tin này phụ thuộc vào các mạng chuyển tiếp để chuyển đến mạng cần nhận nó. Một nút có khả năng - Multicast chạy giao thức TCP/IP có thể nhận được thông điệp multicast.
Multicast là kĩ thuật đẩy thông tin, trong đó một máy chủ sẽ gửi dữ liệu đến người sử dụng mà không cần người sử dụng phải yêu cầu trước.Thuật ngữ về kéo và đẩy xuất hiện rất nhiều trong các cuộc thảo luận về truyền tải thông tin qua Internet. Trong kĩ thuật kéo thông tin, client yêu cầu dữ liệu từ phía máy chủ hoặc từ các máy tính khác. Email là kĩ thuật đẩy thông tin trong khi Web lại là kĩ thuật kéo thông tin.
2. Quá trình Multicast tới nhiều đối tượng phân tán thông qua Internet:
- Chuẩn IP Multicast hỗ trợ hàng ngàn người có thể nhận thông tin đồng thời mà không ảnh hưởng đến băng thông chung. Thêm vào đó, giao thức định tuyến IP multicast cung cấp một phương thức truyền hiệu quả cho dữ liệu từ một nguồn đi qua các mạng khác nhau và không đồng nhất như là Internet. Nếu các thiết bị mạng hỗ trợ Multicast, chỉ cần gửi một gói tin duy nhất vào mạng cho nhiều người nhận.
- Có ba loại địa chỉ cơ bản trong IPv4: unicast,broadcast, và multicast. Địa chỉ unicast sử dụng để truyền giữa các gói tin giữa các đích đến đơn, broadcast dùng để gửi thông tin đến toàn bộ một mạng con. Địa chỉ Multicast sử dụng để chuyển các gói tin đến một tập các máy con được cấu hình để làm thành viên của một nhóm trong các mạng khác nhau.

3. Tóm tắt về hoạt động truyền Multicast:
- Multicast được sử dụng trong rất nhiều lĩnh vực của ứng dụng mạng, bao gồm dịch vụ truyền hình, hội thảo, trình diễn báo cáo, truyền phát thông tin. IP multicast có thể hoạt động trên hầu hết các kiến trúc mạng bao gồm Ehernet, ATM, Frame Relay, SMDS, và vệ tinh.Để multicast có thể hoạt động, thì giao thức TCP/IP hiểu multicast phải được cài đặt trong máy.
- Multicast là giao thức không kết nối, có nghĩa là gói tin multicast không có sự đảm bảo nào chắc chắn là sẽ đi đến tất cả các thành viên của một nhóm hoặc cùng thứ tự như nó được gửi đi. Giao thức truyền multicast thuộc dạng nỗ lực tối đa (best-effort)
- Chính giao thức truyền này tạo ra rất nhiều trì hoãn trong quá trình xử lí và độ trễ trên đường truyền từ điểm tới điểm. Tuy nhiên, các ứng dụng multicast yêu cầu các gói tin phải đảm bảo QoS khi chúng được nhận. Các mức độ của an toàn, băng thông, độ trễ, nhiễu, tỉ lệ lỗi,chi phí và khả năng nén là một vài thông số mà các mạng phải có để thỏa mãn QoS. Giao thức RSVP (Resource Reservation Protocol) là thành phần chính của QoS.
- Các giao thức và thuật toán sử dụng bởi các ứng dụng multicast thì rất nhiều và phức tạp. Multicast có thể được thiết lập tại vài lớp của mô hình OSI, các thiết bị khác nhau và trên các giao thức khác nhau.
4. Multicast trên các lớp khác nhau:
- Multicast có thể được cài đặt trên cả hai lớp data-link và network. Tại lớp data-link các giao thức Ethernet, FDDI, và token ring hỗ trợ địa chỉ Multicast trong các trường mở rộng. Multicast tại lớp data-link chỉ được giới hạn trong các ứng ụng tại một mạng LAN.
- Tuy nhiên, multicast cũng có thể được sử dụng tại lớp network nếu các ứng dụng multicast mở rộng ra khỏi mạng LAN hoặc phát triển trên nền Internet bao gồm các môi trường truyền khác nhau và các cấu trúc mạng khác nhau. Multicast được thực hiện ở lớp này bởi vì các lí do sau:

  • Quá trình chuyển đổi địa chỉ tại ISO/OSI Layer 3-to-Layer 2

  • Một máy tính thuộc một nhóm có thể đăng kí với router để chuyển tiếp thông tin nhóm đến nó.RFC 1112 định nghĩa IGMP. IGMP chỉ rõ phương thức mà một nút mạng thông báo cho mạng biết nó là thành viên của một nhóm multicast.

- Multicast còn được hỗ trợ trong quá trình định tuyến thông qua liên lạc giữa các router với nhau. Có một số chuẩn cho việc truyền multicast như sau:

• RFC 1075 định nghĩa Distance Vector Multicast Routing Protocol (DVMRP)


• RFC 1584 định nghĩa giao thức Multicast Open Shortest Path First (MOSPF), một sự mở rộng của OSPF và hỗ trợ IP Multicast.
• RFC 2117 định nghĩa giao thức Protocol Independent Multicast-Sparse Mode (PIM-SM)
• Protocol Independent Multicast-Dense Mode (PIM-DM) hiện đang được xây dựng cho Internet.

5. Phân giải địa chỉ:
- Một địa chỉ multicast cho phép truyền các gói tin tới một tập hợp các thành viên của cùng một nhóm. Một địa chỉ multicast định danh một nhóm các máy hoặc giao tiếp mạng đại diện cho một nhóm là một địa chỉ lớp D.
- Trong gói tin multicast địa chỉ đích đến trong trường địa chỉ của gói tin IP luôn là địa chỉ lớp D và có giá trị trong khoảng 224.0.0.0 – 239.255.255.255
- Trong lớp này 256 địa chỉ đầu tiên được dùng cho mục đích quản lí và các thành phần cấp thấp trong thao tác. Khoảng địa chỉ giữa được sử dụng cho các ứng dụng multicast trong nhóm, intranet hoặc Internet.Khoảng trên của lớp D được sử dụng cho các các thao tác quản lí cục bộ hoặc các ứng dụng multicast đặc biệt.
- Khi một router trong một subnet nhận được một gói tin multicast lớp 3, nó có thể ánh xạ một địa chỉ IP multicast này thành một địa chỉ multicast lớp 2, có thể là một địa chỉ Ehernet MAC. Tại nơi nhận thiết bị giao tiếp mạng có thể dễ dàng đọc địa chi lớp 2 này bằng phần cứng. Nếu địa chỉ nhận đượclà địa chỉ Multicast thì gói tin sẽ được chuyển tiếp lên lớp trên.
- Quá trình chuyển đổi địa chỉ từ IP qua địa chỉ lớp 2 xảy ra bằng cách ánh xạ trực tiếp địa chỉ IP tới địa chỉ MAC Ehernet, lấy 23bit trọng số thấp trong địa chỉ IP chuyển thành 23 bit có trọng số thấp trong địa chỉ Ethernet.

6. Multicast và quá trình định tuyến:
- Gửi thông tin chỉ cần một lần duy nhất tới nhiều người có thể tiết kiệm rất nhiều băng thông. Các thông điệp chỉ được nhân bản khi đi qua các router, và chỉ xảy ra khi router đó là router chuyển tiếp thay router có chứa nhóm cần gửi.
- Các router có khả năng multicast chỉ chuyển tiếp các gói tin multicast khi mà có các máy thuộc nhóm multicast nằm trong mạng của nó. Các máy sử dụng giao thức IGMP để thông báo cho router biết các nhóm multicast nào mà nó tham gia. Nếu các thành viên của nhóm trong cùng một phân đoạn mạng đều rời khỏi nhóm đó thì router sẽ không chuyển tiếp các gói tin đến phân đoạn mạng này nữa.
- Router chỉ nhân bản gói tin IP multicast khi có quá trình rẽ nhánh trong đường đi, còn lại các trường hợp khác router chỉ gửi một gói tin duy nhất cho mỗi mạng.
- Các giao thức định tuyến cho multicast gồm có: DVMRP, MOSPF, và PIM.
7. Nhóm Multicast:
- Một nhóm multicast được xây dựng khi một máy chủ chạy một ứng dụng multicast như là cung cấp âm thanh, hình ảnh hoặc thông tin về tài chính. Lúc này một địa chỉ lớp D sẽ được cung cấp cho ứng dụng và tất cả các thành viên của nó. Bất kì máy chủ nào có liên quan đến ứng dụng đều có thể gửi thông tin đến nhóm này thông qua địa chỉ nhóm.
- Khi một máy muốn nhận thông tin này nó gửi một thông điệp IGMP có chứa địa chỉ lớp D của nhóm muốn tham gia đến router. Kể từ thời điểm này, nó có thể nhận được các gói tin mà router chuyển đến subnet.
- Các nút mạng đều có thể tham gia vào hoặc rời khỏi nhóm vào bất cứ thời điểm nào. Vì thế có khả năng là có rất nhiều thành viên trong một nhóm multicast và nằm rải rác trên Internet. Router sủ dụng giao thức xác định thành viên nhóm để biết về các thành viên được nối trực tiếp đến nhóm thuộc subnet mà nó quản lí.


Cơ sở dữ liệu được bảo vệ bởi bản quyền ©hocday.com 2016
được sử dụng cho việc quản lý

    Quê hương