IP Multicast -trafik: hur det fungerar och applikationer som använder det

I IPv4 -nätverk finns det olika typer av kommunikation mellan de olika värdarna i samma nätverk, vanligtvis används Unicast -trafik (trafik från en dator till en annan dator) för kommunikation och dataöverföring, men det finns också trafik IP Multicast, eller också känd som multicast, vars mål är att bara skicka information till de datorer (klienter) som är specifikt konfigurerade för att ta emot denna nätverkstrafik. Idag i denna artikel kommer vi att förklara i detalj vad multicast -trafik är och varför det är så viktigt idag i Internet -TV.

Vad är multicast -trafik?

IP Multicast -trafik

IP Multicast -trafik, eller även känd som IP -multicast, är en metod för att överföra information till en grupp mottagare (klienter) som är konfigurerade för detta ändamål. Datorer som inte är specifikt konfigurerade kommer inte att ta emot denna nätverkstrafik och kommer att kunna skicka och ta emot andra typer av trafik. I IPv4 -nätverk finns det totalt fyra olika typer av kommunikation som kan utföras, dessa är följande:

  • unicast : det är den vanligaste typen av kommunikation, adressen är unicast, det vill säga från en specifik källa till en destination. Vi har en enda avsändare och mottagare, och den kan användas för både sändning och mottagning av data. Denna typ av kommunikation används i stor utsträckning, till exempel för webbsökning, filöverföring via Samba eller FTP, eller nästan vilken annan typ av kommunikation som helst. Om vi ​​vill skicka samma information till flera användare måste vi skicka data en gång till var och en av mottagarna.
  • Broadcast : denna typ av kommunikation gör att data kan skickas till alla användare i samma lokala nätverk. Vi kan skicka ett meddelande till broadcast -IP -adressen (som är den sista IP -adressen för ett delnät) och resten av de anslutna användarna kommer automatiskt att få denna kommunikation. Vi har en speciell IP -adress som är 255.255.255.255 som representerar en sändning till hela det lokala nätverket, denna IP -adress används ofta när vi skickar ett DHCP Discovery -meddelande, för att försöka upptäcka var DHCP -servern finns i nätverket.
  • anycast : denna typ av kommunikation är en till många, men data överförs inte till alla mottagare, den kommer bara att skickas till de närmaste. Denna metod används av DNS -servrar för att balansera datatrafiken mellan de olika servrarna som distribueras över hela världen. Tack vare Anycast -IP: er kan samma DNS -server (till exempel 8.8.8.8) ha denna adress både i Spanien och i USA, så att de dynamiska routningsprotokollen kommer att ansvara för att skicka förfrågan till närmaste DNS -server.

Slutligen har vi IP Multicast -trafik, vilket är vad vi ska prata om i detalj nu. Multicast -trafik är specifikt associerad med en grupp "klienter" som är intresserade av att ta emot den nätverkstrafiken. Om det inte finns i Multicast -gruppen kommer de inte att få informationen, detta är perfekt för att inte kollapsa nätverken eller för att behöva skicka kopior av alla paket till alla kunder. Kommunikation sker en gång från källens Unicast -IP -adress till den valda multicast -IP -adressen, oavsett hur många klienter som finns på denna multicast -adress kommer alla i gruppen att få datagrammen.

Unicast- och multicast -trafik är helt klart annorlunda, därför finns det olika protokoll utformade specifikt för multicast -trafik som bara kan användas med denna typ av trafik och inte kan användas med Unicast. De flesta av de befintliga applikationsprotokollen som använder Multicast använder sig av UDP -transportlagerprotokollet. Anledningen till att använda UDP är att det är ett icke-anslutningsorienterat protokoll, det vill säga att ett tidigare "handslag" inte är nödvändigt för att börja skicka informationen, men datagrammen kan skickas direkt från en källa till olika destinationer, dessutom , huvudänden är verkligen liten så att nätverkstrafiken optimeras kraftigt genom att inte ha ytterligare omkostnader på grund av rubriker.

Några mycket populära protokoll som används med multicast-trafik är RTP (Real-time Transport Protocol), det är ett protokoll på applikationsnivå som ansvarar för att överföra information i realtid, till exempel ljud och video på en TV-plattform eller i en video konferens används detta protokoll i både multicast och unicast. Det används också ofta tillsammans med RTSP (Real-time Streaming Protocol) och RTCP (RTP Control Protocol) används också.

Privacidad de las Smart TV

IP -adressering för multicast

IP -adresseringen för multicast -trafik har ett specifikt intervall, detta intervall går från IP -adress 224.0.0.0 till 239.255.255.255 är avsedda att vara explicit multicast -adresser, detta område kallas vanligtvis klass D. Dessa IP -adresser är inte tilldelade traditionella unicast -adresser , det är ett reserverat intervall, dessutom finns det inom det angivna intervallet andra delområden som inte bör användas av alla applikationer, dessa intervall är följande:

  • 224.0.0.0 - 224.0.0.255 (224.0.0 / 24) Lokalt nätverkskontrollblock: Detta IP -adressområde används vanligtvis av interna gateway -routingprotokoll som använder multicast -kommunikation, till exempel RIP eller OSPF. Denna adressering är endast för lokal multicast, så den bör inte vidarebefordras av routrar.

Resten av 224.0.0.0/8 -serien har tilldelats olika applikationer under åren, eller har just reserverats av IANA. Området 223.0.0.0/8 är reserverat för användning med SSM -protokollet. 239.0.0.0/8 -intervallet används för hantering, det är här nätoperatörer tillhandahåller IPTV -tjänster för tv över Internet. Du kan besöka dokument RFC3171 där hittar du alla IP Multicast -adresseringsintervall som finns och de som är reserverade.

Vad är multicast -trafik för?

Multicast -trafik används ofta i betal -TV -tjänster från de olika fiberoperatörerna i Spanien, till exempel Movistar. Tack vare IP-multicasting kan operatören erbjuda högkvalitativ video- och ljudströmning till alla kunder som anlitar den, avkodaren lyssnar på en IP-adress specifikt från Multicast för att ta emot all information, och routern tar emot kanalerna genom att konsultera den. genom RIPv2 -protokollet. Tack vare Movistar TV -plattformen kan alla kunder ta emot TV -signalen i sina hem utan dröjsmål, pixelering eller stopp när det finns tusentals anslutna kunder som tittar på en fotbollsmatch.

Andra användningsområden som kan ges till multicast -trafik är för videokonferenser, även om det inte är särskilt vanligt. Multicast -trafik kan också användas i CCTV -system, där videosekvenser som fångas med samma kamera kan ses och spelas in effektivt, detta gör att vi kan spara en stor bandbredd genom att inte behöva skicka den i dubblett eller triplikat till de olika mottagarna, bara användare som behöver se det kommer att se det, utan att behöva mätta nätverket.

Som du har sett används multicast -trafik framför allt i operatörernas IPTV -tjänster, så att allt fungerar korrekt är det viktigt att både routern och switcharna (om de finns) hanterar denna multicast -trafik korrekt. Det viktigaste protokollet för korrekt hantering av multicast-trafik är den så kallade IGMP Snooping för IPv4-nätverk och MLD-protokollet för IPv6-nätverk, dessa protokoll är ansvariga för att endast sända trafiken till de datorer som faktiskt "lyssnar" på detta trafik, och inte till alla datorer i nätverket, för att undvika dess kollaps eller långsamhet.