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Adresse de multidiffusion



En IPv4, elle est historiquement appelée adresse de classe D, un type d'adresse IP, qui va de 224.0.0.0 à 239.255.255.255, ou, de manière équivalente, à 224.0.0.0/4. Dans IPv6, les adresses de multidiffusion ont le préfixe ff00::/8. Mais notez que 224.0.0.0 est réservé et ne peut être affecté à aucun groupe de multidiffusion.

La multidiffusion fait référence à toutes les adresses où le bit le plus bas du premier octet est 1, par exemple, 01-12-0f-00-00-02. L'adresse de diffusion est une adresse de 32 bits avec tous des uns, qui est également une adresse de multidiffusion. Mais la diffusion est un cas particulier de multidiffusion, comme un carré appartient à un rectangle, mais un carré a des caractéristiques qu'un rectangle n'a pas.

Adresse de multidiffusion

. L'agence de gestion Internet attribue l'ancien + espace d'adressage comme, (adresse multicast-) Cet espace d'adressage est représenté par quatre groupes de nombres binaires de huit bits, et le format d'adresse est le suivant : 1110××××.×××× ×× ××.××××××××.××××××××. Les quatre premiers bits du premier groupe de nombres à huit chiffres sont représentés par 1110, ce qui signifie que l'adresse est une adresse de multidiffusion, et les 28 bits restants identifient l'adresse de multidiffusion spécifique. Par conséquent, la plage d'adresses de multidiffusion va de 224.0.0.0 à 239.255.255.255. Parmi eux, le dernier champ d'adresse de 28 bits n'a plus de niveau de structure, ni n'indique la source du groupe, et ne contient pas d'adresse réseau comme les types d'adresses A, B et C. L'utilisation et l'attribution des adresses de multidiffusion sont désormais contrôlées par l'Internet Address Assignment Authority (IANA).

Parmi elles, les adresses 239.0.0.0~239.255.255.255 sont limitées à des domaines de multidiffusion spécifiques et ne devraient pas entrer en conflit avec les adresses de multidiffusion à d'autres endroits.

Multidiffusion IP

La multidiffusion est une technologie de réseau qui permet à un ou plusieurs expéditeurs d'envoyer un seul paquet de données à plusieurs destinataires. Quel que soit le nombre de membres du groupe, la source de données n'envoie qu'une seule fois les paquets de données et la multidiffusion n'envoie des paquets (adressés par des adresses de multidiffusion) qu'aux hôtes et réseaux qui ont besoin des paquets de données. Dans la multidiffusion IP, la relation entre les membres du groupe est dynamique et l'hôte de réception de la multidiffusion peut rejoindre ou quitter le groupe de multidiffusion à tout moment. De plus, l'hôte de réception de multidiffusion peut être membre d'un nombre quelconque de groupes de multidiffusion. Sur le lien partagé, un seul flux de multidiffusion est requis pour la même information, de sorte que le flux peut être bien contrôlé, la charge sur l'hôte et le réseau est réduite, et l'efficacité et la capacité des services d'application réseau sont améliorées.

La technologie de multidiffusion est une sorte de méthode de transmission TCP/IP. TCP/IP a trois méthodes de transmission : monodiffusion, multidiffusion et diffusion. La communication IP traditionnelle s'effectue entre un hôte IP source et un hôte IP cible (unicast) ou entre un hôte IP source et tous les hôtes IP du réseau (diffusion). Pour envoyer des informations à plusieurs hôtes IP du réseau, mais pas à tous, il n'y a que deux méthodes parmi lesquelles choisir à l'aide de la technologie de communication IP traditionnelle : utiliser l'envoi en diffusion ou en monodiffusion depuis l'hôte IP source vers plusieurs hôtes IP cibles du réseau. Paquet IP.

La méthode de diffusion enverra des informations aux hôtes IP indésirables et gaspillera de la bande passante, et les boucles de routage possibles provoqueront des tempêtes de diffusion. La méthode unicast gaspille beaucoup de bande passante en raison de la transmission répétée de paquets IP et augmente également la charge du serveur. On peut voir que la technologie de communication IP traditionnelle ne peut pas résoudre efficacement le problème de l'envoi monopoint et de la réception multipoint. Cependant, la multidiffusion IP résout bien ce problème. La multidiffusion IP signifie que les paquets de données sont envoyés à un certain sous-ensemble de tous les nœuds du réseau sous la forme d'une transmission au mieux dans le réseau IP. Ce sous-ensemble est appelé groupe multicast. L'idée de base de la multidiffusion IP est que l'hôte de protection de la source n'envoie qu'une seule copie des données, puis copie les données vers un ou plusieurs récepteurs via le routeur ou le commutateur. C'est-à-dire que l'hôte IP source est autorisé à envoyer des paquets IP à une partie (sous-ensemble) de tous les hôtes IP sur le réseau. Seuls les hôtes du sous-ensemble (hôtes cibles) peuvent recevoir le paquet, et les autres hôtes IP du réseau ne peuvent pas recevoir le paquet. Ce sous-ensemble logique est le groupe de multidiffusion, qui est identifié par une adresse IP de classe D (224.0.0.0 ~ 239.255.255.255. La technologie de multidiffusion IP résout efficacement l'envoi à point unique, la réception multipoint et l'envoi multipoint dans les services étendus Le problème de la réception multipoint permet une transmission de données point à multipoint efficace dans le réseau IP, économisant efficacement la bande passante du réseau et réduisant la charge du réseau.

Protocoles de multidiffusion associés

L'organisation standard du protocole de multidiffusion est l'Internet Engineering Task Force (IETF). La structure du protocole de multidiffusion est principalement divisée en trois parties : l'accord entre l'hôte et le routeur pour établir et maintenir l'adhésion à la multidiffusion (789 : 798 Group Management Protocol (IGMP) ; le protocole pour contrôler la diffusion de la multidiffusion entre les routeurs et les commutateurs —CISCO Group Management Protocol (CGMP), IGMP=snooping ; le protocole pour construire un arbre de distribution multicast entre les routeurs multicast—protocole de routage multicast.

1.IGMP

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IGMP est le protocole d'adhésion à l'hôte le plus basique, généralement utilisé pour les routeurs qui y sont directement connectés. La communication entre les hôtes concernant l'état des membres du groupe de multidiffusion est la suivante :

1) Lorsque le premier processus rejoint un groupe, l'hôte envoie un rapport IGMP. S'il existe plusieurs processus d'un hôte Rejoignez le même groupe et n'envoyez qu'un seul rapport IGMP. Ce rapport est envoyé à la même interface où le processus rejoint le groupe.

2) Lorsque le processus quitte un groupe, l'hôte n'envoie pas de rapport IGMP, même s'il est dans le groupe Le dernier processus quitte. Une fois que l'hôte sait qu'il n'y a plus de membres de groupe dans le groupe déterminé, il n'enverra plus de messages de rapport dans les requêtes IGMP suivantes reçues.

3) Le routeur de multidiffusion envoie régulièrement des requêtes IGMP pour savoir s'il existe des hôtes contenant des processus appartenant au groupe de multidiffusion. Le routeur de multidiffusion doit envoyer une requête IGMP à chaque interface. Étant donné que le routeur attend de l'hôte qu'il renvoie un rapport pour chaque groupe de multidiffusion auquel il se joint, l'adresse de groupe dans le message de requête IGMP est définie sur 0.

4) L'hôte répond à une requête IGMP en envoyant un rapport IGMP et renvoie un rapport IGMP pour chaque groupe contenant au moins un processus.

Dans un réseau local avec une structure multicouche, le paquet de données de multidiffusion IP de troisième couche est converti en l'adresse MAC de multidiffusion de la couche de commutation de deuxième couche par mappage d'adresses, puis transmis au commutateur de deuxième couche Tous les ports) qui C'est-à-dire que la multidiffusion est traitée comme une diffusion dans un environnement de commutation ou de pontage traditionnel, donc tant qu'il s'agit d'un client connecté au même commutateur de couche 2, que le client demande ou non à recevoir des données de multidiffusion, il recevra les données de multidiffusion. Ce phénomène est appelé "flooding" multicast ou diffusion multicast, ce qui affectera sérieusement les performances du réseau local.

L'IGMPsnooping est un moyen de gérer la prolifération de la multidiffusion, c'est-à-dire que le commutateur de réseau local écoute la conversation IGMP entre l'hôte et le routeur et ajoute et modifie le contenu de multidiffusion du commutateur selon que l'hôte connecté a ou non rejoint le groupe de multidiffusion. . Adressez la table mémoire CAM pour contrôler l'étalement multicast.

Une autre façon est CGMP. CGMP. est un protocole développé par CISCO. pour résoudre le problème de la prolifération de la multidiffusion et pour gérer la communication en multidiffusion entre les commutateurs et les routeurs. Il s'agit d'un protocole dédié aux commutateurs et routeurs CISCO. CGMP. Le travail est basé sur le modèle de serveur client 6, dans lequel le routeur est considéré comme un serveur CGMP7, et le commutateur joue le rôle du client. Lorsqu'un hôte spécifique rejoint ou quitte le groupe de multidiffusion, le routeur de multidiffusion IP vérifie tous les "#$%". paquets d'informations et annonce le commutateur ; le commutateur utilise ces informations d'annonce pour construire la table CAM de transfert du commutateur, supprimant ainsi les informations inutiles. Le flux de multidiffusion est transféré depuis le port du commutateur.

3. Protocole de routage multidiffusion

La manière générale de mettre en œuvre le routage IP multicast est dans les membres du groupe multicast. Un arbre multicast est construit entre eux. L'arbre de multidiffusion est un arbre couvrant dont la racine est le nœud source et couvre tous les membres de multidiffusion. Différents protocoles de routage de multidiffusion IP utilisent différentes technologies pour construire ces arbres couvrants de multidiffusion. Une fois cette construction de l'arborescence terminée, tout le trafic de multidiffusion sera propagé à travers celui-ci.

Les protocoles de routage multidiffusion peuvent être divisés en deux catégories : les protocoles en mode dense (tels que le protocole de routage multidiffusion à vecteur de distance (DVMRP), le protocole de multidiffusion Open Shortest Path First (MOSPF), Protocol Independent Multicast (PIM)-DM et les protocoles en mode clairsemé (tels que PIM-SM, Kernel Tree Multicast Routing Protocol (CBT).

1) DVMRP

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DVMRP est basé sur RPF et utilise un algorithme de vecteur de distance pour obtenir les informations de topologie du réseau. Afin de permettre aux membres de multidiffusion nouvellement rejoints de recevoir des données de multidiffusion à temps, DVMRP utilise la synchronisation pour envoyer des paquets de données à tous les réseaux locaux, mais cette méthode conduisant à la prolifération d'un grand nombre de paquets de contrôle de routage, cette partie du coût limite l'expansion de l'échelle du réseau. D'autre part, DVMRP utilise le nombre de sauts comme échelle de mesure, et sa limite supérieure est de 32 sauts, ce qui est également une limitation à l'échelle du réseau. Actuellement, la stratification est proposée. DVMRP, c'est-à-dire la division du réseau de multidiffusion en zones, la multidiffusion au sein de la zone peut être effectuée selon n'importe quel protocole, et pour la multidiffusion inter-zone, le routeur de frontière est effectué sous le protocole DVMRP, ce qui peut considérablement réduire le surcoût de routage.

2) MOSPF

MOSPF est un protocole de routage basé sur l'état des liens qui définit trois niveaux de routage. ; Routage multidiffusion inter-zone MOSPF : utilisé pour résumer l'appartenance à la zone et publier les membres du groupe sur le réseau fédérateur du système autonome (AS) (zone 0) Annonce des enregistrements de relation, réalisant le transfert de paquets multidiffusion inter-zone. Routage multidiffusion inter-AS MOSPFAS : utilisé pour le transfert de paquets multidiffusion inter-AS.

Comparé à DVMRP, MOSPF a une surcharge de routage et une utilisation de la liaison plus faibles. Cependant, l'algorithme 92DE/FGH a une grande quantité de calcul. Afin de réduire la quantité de calcul du routeur, MOSPF implémente un schéma de calcul à la demande, c'est-à-dire uniquement lorsque le routeur reçoit le premier paquet de données de multidiffusion de la source de multidiffusion, (calcul (S,G)SPT, sinon utilisez le ((S,G)SPT) dans le cache de transfert (cache). MOSPF répond rapidement aux changements de topologie du réseau, mais les changements de topologie font que l'invalidation du cache de tous les routeurs recalcule 4% ! , ce qui consomme beaucoup de routeur (% L. Cela détermine que le MOS PF n'est pas adapté aux réseaux hautement dynamiques (grands changements dans l'appartenance au groupe et liens instables), mais convient aux environnements où l'état de la connexion réseau est relativement stable.

3) PIM

PIM est conçu par le groupe de travail Inter-Domain Multicast Routing (IDMR). Comme son nom l'indique, PIM ne dépend pas d'un protocole de routage unicast spécifique. Il peut utiliser la table de routage monodiffusion établie par divers protocoles de routage monodiffusion pour compléter la fonction de vérification RPF, au lieu de maintenir une table de routage multidiffusion distincte pour mettre en œuvre le transfert multidiffusion. Étant donné que PIM n'a pas besoin d'envoyer et de recevoir des mises à jour de routage de multidiffusion, par rapport à d'autres protocoles de multidiffusion, la surcharge PIM est considérablement réduite. Le point de départ de la conception de PIM est de prendre en charge à la fois le SPT et l'arborescence partagée dans la plage de "0FKG0KF, et de permettre une conversion flexible entre les deux, concentrant ainsi leurs avantages pour améliorer l'efficacité de la multidiffusion. 4) CBT

4) TCC

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L'objectif de base de CBT est de réduire l'état de multidiffusion des routeurs du réseau pour fournir une évolutivité de la multidiffusion. Pour cette raison, CBT est conçu comme un mode clairsemé (similaire à PIM-SM). CBT utilise une arborescence partagée bidirectionnelle. L'arborescence partagée bidirectionnelle prend un routeur central comme racine et permet aux informations de multidiffusion de circuler dans les deux sens. Ceci est différent de PIM-SM (l'arbre partagé dans PIM-SM est unidirectionnel, et SPT est utilisé entre le RP et la source de multidiffusion. Les données de multidiffusion sont transmises au RP, donc CBT ne peut pas utiliser le contrôle RP, mais utilise le adresse de groupe cible de l'en-tête IP en tant que cache de transfert de contrôle. Cela nécessite la maintenance de l'arbre partagé CBT pour s'assurer qu'aucune boucle de routage de multidiffusion ne se produit. Du point de vue du nombre d'états de multidiffusion créés par les routeurs, CBT est plus efficace que les protocoles qui prennent en charge SPT. Dans un réseau avec un grand nombre de sources et de groupes de multidiffusion, CBT peut optimiser l'état de multidiffusion à l'ordre du groupe.

CBT crée une arborescence couvrante pour chaque groupe de multidiffusion et toutes les sources de multidiffusion utilisent la même arborescence de multidiffusion. Le processus de travail du CBT est approximativement le suivant : sélectionner d'abord un cœur, le centre fixe du groupe de multidiffusion dans le réseau, pour construire un arbre CBT ; l'hôte envoie la commande 1234 au noyau ; tous les routeurs intermédiaires reçoivent la commande et marquent l'interface recevant la commande comme un arbre appartenant à ce groupe ; si le routeur recevant la commande est déjà membre de l'arborescence, il suffit de marquer une fois que l'interface appartient au groupe ; si le routeur reçoit la commande 1234 pour la première fois, il transmet la commande au cœur et le routeur doit conserver une copie des informations d'état pour chaque groupe ; lorsque les données de multidiffusion arrivent à un Lorsque le routeur de multidiffusion sur l'arborescence CBT, le routeur multidiffuse les données au cœur de l'arborescence pour s'assurer que les données peuvent être envoyées à tous les membres du groupe.

CBT limite l'extension de multidiffusion à la portée du récepteur, même si le premier paquet de données A n'a pas besoin de se propager sur l'ensemble du réseau, mais CBT conduit à la concentration du trafic autour des cœurs et les performances du réseau diminuent. Par conséquent, certaines versions de CBT prennent en charge plusieurs cœurs pour équilibrer la charge. Bien que la CBT soit très représentative, elle n'a presque jamais réalisé de réseau CBT.

État de la technologie de multidiffusion

Il n'y a pas de gestion efficace des utilisateurs, ce qui se reflète dans les aspects suivants :

·Difficulté dans l'authentification : plus Le protocole de diffusion ne fournit pas la fonction d'authentification de l'utilisateur, et l'utilisateur peut ajouter ou quitter à volonté.

· La facturation est difficile : le protocole de multidiffusion n'implique pas de facturation, et la source de multidiffusion ne peut pas savoir quand l'utilisateur a ajouté Ou partir, il est impossible de compter combien d'utilisateurs regardent le programme de multidiffusion dans une certaine période de temps, donc une facturation précise ne peut pas être effectuée.

·Gestion difficile : la source multicast manque de méthodes de gestion efficaces pour contrôler le multicast L'étendue et la direction de la transmission de l'information sur Internet.

Afin de résoudre ces difficultés, il est urgent d'optimiser et d'améliorer la fonction multicast. Pour s'adapter aux conditions d'exploitation actuelles du réseau, la technologie de gestion des services multicast (multicast contrôlable) a vu le jour. La technologie de multidiffusion contrôlable comprend principalement trois aspects : le contrôle de la source, le contrôle de l'utilisateur et le contrôle de la sécurité.

1. Contrôle de source

Avant que le flux de multidiffusion n'entre dans le réseau fédérateur, l'équipement de contrôle de service de multidiffusion fait la distinction entre les serveurs multimédias légaux et illégaux et transmet le flux d'informations de multidiffusion légales, bloque le flux d'informations de multidiffusion illégale. En même temps, il contrôle la vitesse (cAR) et la priorité (MARK) du trafic multicast de la source vers le réseau, afin de contrôler l'ouverture, le type, la bande passante et le filtrage des sources illégales.

2. Contrôle utilisateur

Le contrôle de l'utilisateur est que le périphérique de deuxième couche vérifie d'abord l'autorité de multidiffusion de l'utilisateur selon des méthodes d'authentification telles que le Web, 802.1x et PPPOE. Si la vérification est réussie, le dispositif de deuxième couche reçoit les informations d'ajout/de sortie GIMP de l'utilisateur et établit une entrée de transfert correspondante pour permettre à l'utilisateur de recevoir le trafic de multidiffusion. Sinon, supprimez le message IGMP de l'utilisateur et interdisez à l'utilisateur de recevoir du trafic de multidiffusion.

3. Gestion de la sécurité

Dans la multidiffusion standard, le récepteur peut ajouter n'importe quel groupe de multidiffusion, c'est-à-dire que la branche de l'arbre de multidiffusion est incontrôlable et la source ne l'est pas. Connaître la portée et la direction de l'arbre de multidiffusion est moins sécurisé. Afin de réaliser la protection de certaines informations plus importantes, qui doivent contrôler leur propagation, l'arbre de multidiffusion statique de Huawei répond à cette demande. Réalisez la configuration de l'arborescence de multidiffusion statique pour répondre aux besoins de sécurité des utilisateurs à forte valeur ajoutée. L'arbre de multidiffusion statique est l'arbre de multidiffusion est configuré à l'avance pour contrôler la portée et la direction de l'arbre de multidiffusion, et n'accepte pas l'ajout d'autres membres de multidiffusion dynamiques, de sorte que les messages de la source de multidiffusion peuvent être diffusés dans la plage spécifiée .

La perspective de la multidiffusion IP

La large bande du réseau a non seulement permis aux gens de communiquer en douceur sur la grande autoroute de l'information, mais aussi de plus en plus espéré que les réseaux à large bande peuvent apporter des informations multimédias plus intuitives et plus riches. La technologie de multidiffusion fournit une technologie de transmission de base pour le développement de services multimédias et prend en charge efficacement les services de communication multipoint, couvrant tous les niveaux, des schémas d'adresse, de la gestion des membres au routage et à la sécurité. Le routage de diffusion et la sécurité de multidiffusion sont toujours des points chauds de recherche. À en juger par la situation actuelle, la gestion des membres du groupe adopte généralement les protocoles GIMP et PIM-sM en raison de sa bonne évolutivité et de sa capacité à passer d'une arborescence partagée à une arborescence source, ce qui en fait le protocole préféré pour le routage multicast intra-domaine. La technologie de routage inter-domaines est désormais disponible. Le schéma de combinaison de protocole SDP de classe de couteau IPM-SMM/BGp est généralement adopté dans la scène. À l'heure actuelle, la technologie intra-domaine de la multidiffusion a fondamentalement mûri et la technologie inter-domaine s'améliore constamment. Nous pouvons prévoir que la technologie de multidiffusion brillera dans la prochaine génération de technologie Internet.

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