Статья опубликована в №3 (ноябрь) 2013
Разделы: Информационные технологии, Телекоммуникации
Размещена 08.11.2013. Последняя правка: 25.11.2013.
Просмотров - 3840

IP Multicast

Многолетняя Марина Николаевна

нет

нет

нет

УДК 004.032.6

В настоящее время наблюдается тенденция увеличения пропускной способности каналов, однако постоянно растущая потребность в передаче большого количества информации все еще превосходит развитие технологий передачи потоков данных. Наиболее сильно от данной проблемы зависит трафик мультимедиа. Прежде всего, это связано с QoS ­­- гарантированным качеством обслуживания, так как традиционная сеть IP с коммутацией пакетов не может предоставить соответствующее качество доставки информации[1].

В современном мире мы уже и представить себе не можем жизнь без видеоконференций, каких-либо корпоративных  коммуникаций, дистанционного обучения, распространения обновлений программного обеспечения, биржевых котировок и новостей, рассылки корпоративной информации и многого другого, что облегчает нашу жизнь и работу. По какому принципу это все работает, мы даже и не задумываемся.

Если говорить о традиционной технологии IP-адресации, то в ней каждому получателю информации посылается свой пакет данных, то есть одна и та же информация передается много раз. Технология IP Multicast при групповой передаче позволяет сохранять полосу пропускания. Достигается это путем снижения объема трафика за счет одновременной доставки одного и того же потока информации адресатам. Возможность выборочной доставки пакетов осуществляется при помощи протокола IGMP, без которого поведение multicast-трафика в отдельно взятом широковещательном сегменте аналогично broadcast-вещанию.

Использование технологии IP Multicast имеет ряд преимуществ. Во-первых, добавление новых пользователей не влечет за собой увеличение пропускной способности сети. Во-вторых, значительно сокращается нагрузка на посылающий сервер, который больше не должен поддерживать множество двухсторонних соединений. В-третьих, использование групповой адресации обеспечивает   доступ  пользователей к данным и сервисам, которые ранее были  недоступны, так как для их реализации с помощью традиционной адресации потребовались бы значительные сетевые ресурсы[2].

Чтобы реализовать групповую адресацию в локальной сети необходимо: 1) поддержка групповой адресации стеком протокола TCP/IP; программная поддержка протокола IGMP (для отправки запроса о присоединении к группе и получении группового трафика); поддержка групповой адресации сетевой картой; приложение, использующее групповую адресацию, например видеоконференция. Для расширения этой возможности на глобальную сеть дополнительно необходима поддержка всеми промежуточными маршрутизаторами групповой адресации и пропускание группового трафика используемыми firewall-ами. В локальной сети можно добиться еще большей оптимизации, используя коммутаторы с фильтрацией группового трафика, автоматически настраивающиеся на передачу трафика только получателям.

Технология IP Multicast использует адреса с 224.0.0.0 до 239.255.255.255. Поддерживается как статическая, так и динамическая адресация. Диапазон адресов с 224.0.0.0 по 224.0.0.255 зарезервирован для протоколов маршрутизации и других низкоуровневых протоколов поддержки групповой адресации. Остальные же адреса динамически используются приложениями.

Для определения членства сетевых устройств в различных группах локальной сети маршрутизатор использует протокол IGMP. Один из маршрутизаторов подсети периодически опрашивает узлы, чтобы узнать, какие группы используются приложениями узлов. На каждую группу генерируется только один ответ в подсети. Для того, чтобы стать членом новой группы, узел получателя инициирует запрос на маршрутизатор локальной сети. Сетевой интерфейс узла-получателя настраивается на прием пакетов с этим групповым адресом. Каждый узел самостоятельно отслеживает свои активные групповые адреса, а когда отпадает необходимость состоять в данной группе, прекращает посылать подтверждения на IGMP-запросы. Результаты IGMP-запросов используются протоколами групповой маршрутизации для передачи информации о членстве в группе на соседние маршрутизаторы и далее по сети.

Основная идея групповой маршрутизации состоит в том, что маршрутизаторы, обмениваясь друг с другом информацией, строят пути распространения пакетов ко всем необходимым подсетям без дублирования и петель. Каждый из них передает принимаемый пакет на один или несколько других, избегая тем самым повторной передачи одного и того же пакета по одному каналу и доставляя его всем получателям группы. Поскольку состав группы со временем может меняться, вновь появившиеся и выбывшие члены группы динамически учитываются в построении путей маршрутизации.

В настоящее время IP Multicast является широко поддерживаемым сетевым стандартом. Все современное сетевое программное обеспечение и аппаратное оборудование поддерживает этот стандарт. Для использования групповой IP-адресации необходима ее поддержка локальной сетью. Что касается глобальной сети, в некоторых случаях допустимо использование «туннелирования» для преодоления участков, эту адресацию не поддерживающих.

На сегодняшний день, в принципе, есть решение, которое позволяет контент-провайдеру гарантированно передать пользователю видео высокого качества. Но, все же, есть некоторые сложности. Встает вопрос о защите контента, о необходимости специализированного клиентского плеера. Ну и самая главная проблема — это проблема самого протокала IP Multicast. Пока, на данный момент протокол рассчитан на операторов широкополосного доступа, то есть  контентпровайдеры не могут выйти к конечному пользователю напрямую и по-прежнему зависят от операторов.

1. Валерий Коржов Многоадресная и широковещательная рассылка. URL:http://www.osp.ru/cw/2000/12/4031/ (дата обращения 4.11.2013)
2. Multicast. URL:http://ru.wikipedia.org/wiki/Multicast (дата обращения 3.11.2013)

Рецензии:

26.11.2013, 0:45 Назарова Ольга Петровна
Рецензия: Логично раскрыта тема. Рекомендуется к печати.

19.12.2013, 14:32 Карякин Дмитрий Владимирович
Рецензия: Статья раскрывает общие принципы многоадресной передачи IP трафика, приводится информация об актуальности, практическом применении, преимуществах и недостатках технологии. В статье подробно описан базовый протокол IGMP. При этом основной акцент сделан на операторах связи и контент-провайдерах, поэтому не хватает общей информации о маршрутизации multicast-трафика, протоколе PIM, особенностях реализации для IPv4 и IPv6 и multicast VPN. В выводах статьи желательно раскрыть более подробно проблематику, что будет являться постановкой задачи на дальнейшую работу автора. Несмотря на отмеченные недостатки, статья рекомендуется к публикации.

7.07.2014, 16:42 Каменев Александр Юрьевич
Рецензия:  Это не статья, а тезисы доклада. Нет смысла даже перечислять недостатки. К печати не рекомендуется.

25.06.2015, 16:01 Трофимук Екатерина Васильевна
Рецензия: Соглашусь с мнением Каменева А.Ю. о том, что материал больше похож на тезисы конференции. Не смотря на это статья интересная, и в случае добавления автором более расширенного материала- статья будет рекомендована к печати.

17.10.2017, 10:07 Зарипова Римма Солтановна
Рецензия: Это обзорная статья, а не научная. Где исследования, разработки, результаты, выводы? Не рекомендую к печати.



Комментарии пользователей:

Оставить комментарий