Что является характеристикой сообщение многоадресной рассылки

Обновлено: 30.06.2024

Многоадресная IP-рассылка - это метод доставки информации по IP-сетям, предполагающий, что отправитель лишь единожды передает пакет данных различным адресатам, которые могут быть подключены к различным подсетям

Определение

Многоадресная IP-рассылка — это метод доставки информации по IP-сетям, предполагающий, что отправитель лишь единожды передает пакет данных различным адресатам, которые могут быть подключены к различным подсетям

В мире протокола Internet Protocol Version 4 (IPv4) можно пересылать пакеты данных с использованием адресации трех разных типов: передача конкретному устройству, широковещательная рассылка и многоадресная рассылка. Большая часть трафика Internet передается по модели адресации конкретному устройству. Другими словами, если пакет посылается с помощью адресации такого типа, его сможет получить только один компьютер.

Адресация конкретному устройству — это именно тот метод, который позволяет связать браузер с предпочтительными для пользователя Web-сайтами, загружать файлы и делать большую часть того, что происходит в Internet. Но такая модель достаточно ограниченна — она позволяет в каждый момент времени взаимодействовать только с одним компьютером. Владельцы Web-сервера, предлагающего потоковое видео, как правило, предпочитают передавать эти потоки только один раз, но так, чтобы их могли получить многие пользователи, и при этом стремятся избежать неоправданной перегрузки сети, которая возникла бы в том случае, если бы пришлось каждому пользователю пересылать отдельный поток.

В такой ситуации неплохим решением могло бы стать использование широковещательной рассылки, поскольку в такой модели пакеты передаются один раз и теоретически могут быть доставлены любому хосту в Internet. Однако на практике широковещательная рассылка спросом не пользуется. Во времена становления Internet (в конце 70-х — начале 80-х) широковещательная рассылка считалась хорошим способом распространения информации по Сети. Но такая рассылка мешает передаче других видов трафика, даже когда она используется только в одной сети или подсети; широковещательная рассылка, охватывающая весь Internet, была исключена в самом начале.

Членство в группе

Чтобы присоединиться к группе, необходимо уведомить ближайший маршрутизатор, поддерживающий возможность многоадресной рассылки, который и добавляет пользователя к списку членов группы. Когда маршрутизатор получает пакет, адресованный данной группе, он передает его всем членам группы, обслуживаемым данным маршрутизатором.

Маршрутизация пакетов при многоадресной IP-рассылке делает одноадресную маршрутизацию (то есть доставку пакета от отправителя к получателю по постоянно меняющейся структуре взаимосвязанных сетей) похожей на игру. Идея состоит в том, чтобы попытаться минимизировать дублирование, которое понапрасну расходует полосу пропускания, в то же время гарантируя, что все члены группы получат пакеты. И, конечно же, эти пакеты должны доставляться своевременно.

Базовая стратегия для многоадресной рассылки в рассеянном режиме состоит в том, чтобы избежать передачи маршрутизаторам нескольких копий одного и того же пакета и попытаться посылать пакеты многоадресной рассылки только на те маршрутизаторы, которые обслуживают членов группы.

Отсутствие совершенного решения

Многоадресная рассылка имеет определенные недостатки. Она не предполагает удержание соединений, что означает невозможность установления надежных потоков данных, как это позволяет сделать протокол Transmission Control Protocol. Многоадресная рассылка по умолчанию использует менее надежный протокол User Datagram Protocol.

Нельзя сказать, что многоадресная рассылка пользуется огромной популярностью, но она тем не менее до сих пор имеет большой потенциал. Согласно документу, опубликованному IPMI, корпорация Intel начала использовать многоадресную рассылку в 1996 году для передачи информации о таких событиях, как анонсы и демонстрации новых продуктов.

Многоадресная рассылка в действии

На этом рисунке справа изображен Internet, а слева — маршрутизатор, поддерживающий многоадресную рассылку. Маршрутизатор подключен к intranet и Internet. Сеть intranet состоит из нескольких хостов, один из которых уже является членом группы многоадресной рассылки; другой готовится стать членом группы.

Аннотация: Одноадресная передача (Unicast); широковещательная передача (Broadcast); многоадресная рассылка (Multicast).

В современных IP -сетях существует три способа отправки пакетов от источника к приемнику:

одноадресная передача (Unicast);
широковещательная передача (Broadcast);
многоадресная рассылка (Multicast).

При одноадресной передаче поток данных передается от узла-отправителя на индивидуальный IP - адрес конкретного узла-получателя. Широковещательная передача предусматривает доставку потока данных от узла-отправителя множеству узлов-получателей, подключенных к сети, с использованием широковещательного IP -адреса.

Многоадресная рассылка обеспечивает доставку потока данных группе узлов на IP - адрес группы многоадресной рассылки. У этой группы нет физических или географических ограничений: узлы могут находиться в любой точке мира. Узлы, которые заинтересованы в получении данных для определенной группы, должны присоединиться к этой группе (подписаться на рассылку) при помощи протокола IGMP ( Internet Group Management Protocol , межсетевой протокол управления группами). После этого пакеты многоадресной рассылки IP , содержащие в поле назначения заголовка групповой адрес , будут поступать на этот узел и обрабатываться.

Многоадресная рассылка имеет ряд преимуществ при работе таких приложений, как видеоконференции, корпоративная связь , дистанционное обучение, видео- и аудиотрансляции и т.д., т.к. позволяет значительно повысить эффективность использования полосы пропускания и распределения информации среди больших групп получателей. Во-первых, отправитель может один раз передать единственную копию пакета данных всем членам группы, а не рассылать множество его копий. Во-вторых, благодаря передаче только одной копии пакета снижается перегрузка канала связи.

Особенностью многоадресной рассылки является то, что она использует в качестве протокола транспортного уровня протокол UDP , который не гарантирует успешную доставку пакетов в отличие от протокола TCP .

Адресация многоадресной IP-рассылки

Источник многоадресного трафика направляет пакеты многоадресной рассылки не на индивидуальные IP -адреса каждого из узлов-получателей, а на групповой IP - адрес . Групповые адреса определяют произвольную группу IP -узлов, присоединившихся к этой группе и желающих получать адресованный ей трафик.

Использование групповых IP -адресов из блока с административным ограничением наиболее удобно при организации многоадресной рассылки в локальной сети предприятия или организации. В соответствии с RFC 2365 "Administratively Scoped IP Multicast " подсеть 239.192.0.0/14 выделена для частного использования и определена как локальная область организации IPv4.

Формат IP -адреса класса D показан в табл. 18.2. Первые 4 бита адреса всегда равны 1110 , остальные 28 бит используются для идентификации конкретной группы получателей многоадресного трафика.

МАС-адреса групповой рассылки

Рабочие станции локальной сети получают и обрабатывают кадры только в случае совпадения МАС-адреса назначения кадра с их собственным МАС-адресом или если МАС- адрес - широковещательный. При использовании многоадресной рассылки необходимо, чтобы несколько узлов могли получать поток данных с общим МАС-адресом. Одним из способов, позволяющих достичь этого, является преобразование группового IP -адреса в МАС- адрес .

В спецификации IEEE 802.3 определена возможность указания типа МАС-адреса назначения: индивидуальный или групповой (широковещательный или многоадресный). Для этого используется первый бит поля адреса назначения ( Destination Address ) кадра Ethernet . Если значение бита равно 1 , это указывает на то, что кадр предназначен для группы или для всех узлов сети ( широковещательный адрес имеет вид 0xFF-FF-FF-FF-FF-FF ).

МАС- адрес групповой рассылки начинается с префикса, состоящего из 18 битов — 0х01-00-5Е . Следующий, 25-й бит (или бит высокого порядка) приравнивается к 0 . Последние 23 бита МАС-адреса формируются из 23 младших битов группового IP -адреса. Это проиллюстрировано на рис. 18.1 .

Поскольку при преобразовании теряются 5 битов 1-го октета IP -адреса, получившийся адрес не является уникальным. Каждому МАС-адресу соответствует 32 IP -адреса групповой рассылки. Это необходимо учитывать при назначении IP -адресов многоадресной рассылки.

В протоколе IPv6 при использовании многоадресной передачи данных также необходимо, чтобы несколько узлов могли получать поток данных с общим MAC-адресом. MAC- адрес групповой передачи протокола IPv6 начинается с префикса, состоящего из 16 бит – 0х33-33. Следующие 32 бита формируются из последних 32 бит идентификатора многоадресной группы ( Group ID ). Например:

В настоящее время существуют три версии протокола IGMP :

IGMP версии 1 ( IGMP vl, описан в RFC 1112);
IGMP версии 2 ( IGMP v2, описан в RFC 2236);
IGMP версии 3 ( IGMP v3, описан в RFC 337б).

Протокол IGMP используется только в сетях с адресацией IPv4, так как в сетях с адресацией IPv6 групповая передача пакетов реализована по -другому.

Главная › Cisco › CCNA: Introduction to Networks › Сетевые IPv4-адреса. Многоадресная рассылка. CCNA Routing and Switching.

Сетевые IPv4-адреса. Многоадресная рассылка. CCNA Routing and Switching.

Многоадресная рассылка уменьшает трафик, позволяя узлу отправлять один пакет выбранной группе узлов, которые подписаны на группу многоадресной рассылки.

Для многоадресной рассылки в протоколе IPv4 зарезервированы адреса от 224.0.0.0 до 239.255.255.255. Групповые IPv4-адреса от 224.0.0.0 до 224.0.0.255 зарезервированы для многоадресной рассылки в пределах локальной сети. Эти адреса используются для групп многоадресной рассылки в локальной сети. Маршрутизатор, подключенный к локальной сети, распознает, что эти пакеты адресованы локальной группе многоадресной рассылки, и не пересылает их дальше. Обычно зарезервированные локальные адреса применяются в протоколах маршрутизации с помощью многоадресной передачи для обмена данными маршрутизации. Например, адрес 224.0.0.9 зарезервирован для протокола маршрутизации (Routing Information Protocol, RIP) версии 2 для обмена данными с другими маршрутизаторами RIPv2.

Узлы, которые получают конкретные многоадресные данные, называются клиентами многоадресной рассылки. Клиенты многоадресной рассылки используют сервисы, запрошенные программой клиента для подписки на группу многоадресной рассылки.

Каждая группа многоадресной рассылки представлена одним групповым IPv4-адресом назначения. Когда IPv4-узел подписывается на группу многоадресной рассылки, он обрабатывает пакеты, адресованные на этот групповой адрес, а также пакеты, адресованные на его уникальный индивидуальный адрес.

На рисунке ниже показано, как клиенты получают пакеты многоадресной рассылки.

Многоадресная рассылка или множественное вещание (по - английски : multicast ) — это отправка информации по нескольким сетям одновременно нескольким адресатам.

Многоадресная рассылка в Интернете

Некоторые примеры многоадресной рассылки в Интернете:

кратчайшему пути

IP-мультикаст
Интернет-релейный чат (IRC)
PSYC
Пиркастинг с использованием соединений точка-точка ( peer-to-peer ).

Как это работает

Вышеупомянутая групповая адресация является одним из ключевых свойств групповой IP-адресации, поскольку она лежит в основе работы этой концепции связи. Кроме того, есть возможность присвоения статического адреса, в котором, например, может быть настроено подключение к мультикаст-серверу, чтобы он предлагал соответствующую услугу.

надежность

Относительно понятия надежности в многоадресной рассылке можно дать следующее определение: Термин надежность в многоадресной рассылке соответствует конечной доставке всех данных всем членам группы без соблюдения какого-либо конкретного порядка доставки. [ 2 ]

В зависимости от используемого метода устранения ошибок различают два типа многоадресной рассылки: инициируемая отправителем или инициируемая получателем. [ 3 ]

Базовая многоадресная рассылка

Этот метод проблематичен в средах, где есть несколько групп многоадресной рассылки , поскольку большое количество ACK достигнет отправителя, что приведет к так называемому взрыву ACK, при котором отправитель перегружен.

Надежная многоадресная рассылка

Многоадресная рассылка широко используется для мультимедийного трафика, поэтому случайная потеря пакетов не является проблемой. Добавьте к этому тот факт, что многоадресная IP-рассылка очень надежна, и с проблемами, упомянутыми в базовой многоадресной рассылке, часто используется многоадресная IP-рассылка по UDP .

Надежная многоадресная работа

Мы предлагаем пример с группой, состоящей из 3 процессов < p, q, r >.

Упорядоченная многоадресная рассылка

Наиболее распространенными типами сортировки являются общая сортировка, причинная сортировка и сортировка FIFO .

Типы сортировки

Внедрение заказа FIFO

Многоадресная рассылка с порядком FIFO имеет две операции: OF-Multicast и OF-Delivery.

В процессе P будут использоваться следующие переменные:

Когда операция OF-многоадресной рассылки p выполняется для группы g

Реализация причинного порядка

Переменные в процессе p

Реализация тотальной сортировки

Первоначально он был разработан для инструментов ISIS (компания, которая продавала этот инструмент, больше не существует, но ISIS торговалась на Нью-Йоркской фондовой бирже и до сих пор используется во французской системе управления воздушным движением или американском военном корабле AEGIS [1] . В настоящее время ISIS превратилась в новую версию, более ориентированную на репликацию, которая называется VSync [2] ). Имея n процессов, переменными для процесса q являются:

Ag _{q : наивысший} согласованный порядковый номер для группы g процесса q .

P _g q : наибольший предлагаемый порядковый номер для группы g процесса q .

При реализации этого соглашения у нас есть три части (имеющие n процессов):

Читайте также: