Трафик IP Multicast: как он работает и приложения, которые его используют

В сетях IPv4 существуют разные типы связи между разными хостами в одной и той же сети, обычно для связи и передачи данных используется одноадресный трафик (трафик с одного компьютера на другой), однако существует также многоадресный IP-трафик или также известный как многоадресная рассылка, цель которой - отправлять информацию только тем компьютерам (клиентам), которые специально настроены для приема этого сетевого трафика. Сегодня в этой статье мы подробно объясним, что такое многоадресный трафик и почему он так важен сегодня в интернет-телевидении.

Что такое многоадресный трафик?

Многоадресный IP-трафик

Трафик IP Multicast или также известный как IP multicast - это метод передачи информации группе получателей (клиентов), которые настроены для этой цели. Компьютеры, которые специально не настроены, не будут получать этот сетевой трафик и смогут отправлять и получать другие типы трафика. В сетях IPv4 можно выполнять в общей сложности четыре различных типа связи, а именно:

  • одноадресный : это наиболее распространенный тип связи, адрес является одноадресным, то есть от определенного источника к месту назначения. У нас есть один отправитель и получатель, и его можно использовать как для отправки, так и для получения данных. Этот тип связи широко используется, например, для просмотра веб-страниц, передачи файлов через Samba или FTP или почти любого другого типа связи. Если мы хотим отправить одну и ту же информацию нескольким пользователям, нам придется отправить данные по одному разу каждому из получателей.
  • Вещать : этот тип связи позволяет отправлять данные всем пользователям в одной локальной сети. Мы можем отправить сообщение на широковещательный IP-адрес (который является последним IP-адресом подсети), и остальные подключенные пользователи автоматически получат это сообщение. У нас есть специальный IP-адрес 255.255.255.255, который представляет широковещательную рассылку по всей локальной сети, этот IP-адрес широко используется, когда мы отправляем сообщение DHCP Discovery, чтобы попытаться определить, где находится DHCP-сервер в сети.
  • Anycast : этот тип связи один ко многим, однако данные не передаются всем получателям, они будут отправлены только ближайшим. Этот метод используется DNS-серверами для балансировки трафика данных между различными серверами, распределенными по всему миру. Благодаря IP-адресам Anycast один и тот же DNS-сервер (например, 8.8.8.8) может иметь этот адрес как в Испании, так и в США, так что протоколы динамической маршрутизации будут отвечать за отправку запроса на ближайший DNS-сервер.

Наконец, у нас есть IP Multicast-трафик, о чем мы и поговорим сейчас подробно. Многоадресный трафик специально связан с группой «клиентов», заинтересованных в получении этого сетевого трафика. Если он не входит в группу многоадресной рассылки, они не получат информацию, это идеально для того, чтобы не разрушать сети или не отправлять копии всех пакетов всем клиентам. Связь выполняется один раз от исходного IP-адреса одноадресной рассылки к выбранному IP-адресу многоадресной рассылки, независимо от того, сколько клиентов находится на этом адресе многоадресной рассылки, все в группе получат дейтаграммы.

Одноадресный и многоадресный трафик явно отличается, по этой причине существуют разные протоколы, разработанные специально для многоадресного трафика, которые могут использоваться только с этим типом трафика и не могут использоваться с одноадресной передачей. Большинство существующих протоколов приложений, использующих многоадресную рассылку, используют протокол транспортного уровня UDP. Причина использования UDP заключается в том, что это протокол, не ориентированный на соединение, то есть предварительное «рукопожатие» не требуется для начала отправки информации, но дейтаграммы могут быть отправлены непосредственно из одного источника в различные места назначения, кроме того , головная станция действительно мала, поэтому сетевой трафик значительно оптимизируется за счет отсутствия дополнительных накладных расходов из-за заголовков.

Некоторые очень популярные протоколы, которые используются с многоадресным трафиком, - это RTP (транспортный протокол в реальном времени), это протокол уровня приложения, который отвечает за передачу информации в реальном времени, такой как аудио и видео на телевизионной платформе или в видео. конференции этот протокол используется как в многоадресной, так и в одноадресной передаче. Он также часто используется в сочетании с RTSP (протокол потоковой передачи в реальном времени) и RTCP (протокол управления RTP).

Privacidad de las Smart TV

IP-адресация для многоадресной рассылки

IP-адресация многоадресного трафика имеет определенный диапазон, этот диапазон идет от IP-адреса 224.0.0.0 до 239.255.255.255 предназначены для явных многоадресных адресов, этот диапазон обычно называется классом D. Эти IP-адреса не назначаются традиционным одноадресным адресам. , это зарезервированный диапазон, кроме того, в указанном диапазоне есть другие поддиапазоны, которые не должны использоваться всеми приложениями, это следующие диапазоны:

  • 224.0.0.0 - 224.0.0.255 (224.0.0 / 24) Блок управления локальной сетью: Этот диапазон IP-адресов обычно используется протоколами маршрутизации внутреннего шлюза, которые используют многоадресную связь, например RIP или OSPF. Эта адресация предназначена только для локальной многоадресной рассылки, поэтому маршрутизаторы не должны пересылать ее.

Остальная часть диапазона 224.0.0.0/8 была назначена различным приложениям на протяжении многих лет или только что была зарезервирована IANA. Диапазон 223.0.0.0/8 зарезервирован для использования с протоколом SSM. Диапазон 239.0.0.0/8 используется для управления, здесь операторы сети предоставляют услуги IPTV для телевидения через Интернет. Вы можете посетить документ RFC3171 где вы найдете все существующие и зарезервированные диапазоны адресации IP Multicast.

Для чего нужен многоадресный трафик?

Многоадресный трафик широко используется в услугах платного телевидения различных оптоволоконных операторов Испании, например, Movistar. Благодаря многоадресной IP-рассылке оператор может предлагать высококачественную потоковую передачу видео и аудио всем клиентам, которые его нанимают, декодер будет прослушивать IP-адрес специально от Multicast для получения всей информации, а маршрутизатор будет получать каналы, проконсультировавшись Это. через протокол RIPv2. Благодаря платформе Movistar TV все клиенты могут получать телесигнал в своих домах без каких-либо задержек, пикселизации или остановок, когда тысячи подключенных клиентов смотрят футбольный матч.

Другое использование многоадресного трафика - видеоконференции, хотя это не очень распространено. Многоадресный трафик также можно использовать в системах видеонаблюдения, где можно эффективно просматривать и записывать видеопоследовательности, снятые одной и той же камерой, что позволяет нам сэкономить большую полосу пропускания, не отправляя его в двух или трех экземплярах разным получателям, только пользователи, которым нужно это увидеть, увидят это без необходимости насыщать сеть.

Как вы видели, многоадресный трафик используется, прежде всего, в услугах IPTV операторов, поэтому для того, чтобы все работало правильно, важно, чтобы и маршрутизатор, и коммутаторы (если они есть) правильно управляли этим многоадресным трафиком. Наиболее важным протоколом для правильного управления многоадресным трафиком является так называемое IGMP Snooping для сетей IPv4 и протокол MLD для сетей IPv6, эти протоколы отвечают только за отправку трафика на компьютеры, которые фактически «слушают» его. трафик, а не на все компьютеры в сети, чтобы избежать его коллапса или замедления.