Multicast IP Multicast

(1)

RETI DI CALCOLATORI II

Prof. PIER LUCA MONTESSORO Ing. DAVIDE PIERATTONI

Facoltà di Ingegneria

Università degli Studi di Udine

(2)

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Nota di Copyright

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Multicast IP Multicast

Multicast IP IP

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Argomenti della lezione Argomenti della lezione

Î Reti IP e servizi multicast Î Reti IP e servizi multicast

Î Protocolli per il routing dei pacchetti multicast Î Protocolli per il routing

dei pacchetti multicast

(5)

Il problema Il problema

Applicazioni di rete che

richiedono la spedizione di pacchetti da uno o più

sender a gruppi di receiver Applicazioni di rete che

richiedono la spedizione di pacchetti da uno o più

sender a gruppi di receiver

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Il problema Il problema

Î Eventi audio/video in diretta Î Servizi nearly-VOD

Î Videoconferenza multipunto Î Distribuzione aggiornamenti

software

Î Eventi audio/video in diretta Î Servizi nearly-VOD

Î Videoconferenza multipunto Î Distribuzione aggiornamenti

software

Esempi:

(7)

LANLAN extended LAN

extended LAN

WANWAN LANLAN

Trasmissione Trasmissione

(8)

LANLAN extended LAN

extended LAN

WANWAN LANLAN

Trasmissione Trasmissione

(9)

Trasmissione multicast Trasmissione multicast

Il livello rete fornisce un supporto esplicito

al multicast

Il livello rete fornisce un supporto esplicito

al multicast

(10)

Fanno uso della classe D degli indirizzi IP

Î Da 224.0.0.0 a 239.255.255.255 Î Da 224.0.0.0 a 239.255.255.255

Indirizzi multicast Indirizzi multicast

Su Internet Su Internet

Î Registrazione degli indirizzi pubblici Î Registrazione degli indirizzi pubblici

(11)

Fanno uso della classe D degli indirizzi IP

Î Da 224.0.0.0 a 239.255.255.255 Î Da 224.0.0.0 a 239.255.255.255

Indirizzi multicast Indirizzi multicast

Sulle intranet Sulle intranet

Î Lotto disponibile:

239.0.0.0 - 239.255.255.255 Î Lotto disponibile:

239.0.0.0 - 239.255.255.255

(12)

Problemi Problemi

Î Come si crea e termina un gruppo di multicast?

Î Come si crea e termina un gruppo di multicast?

Î Come si aggiunge un host (o un sender)?

Î Come si aggiunge un host (o un sender)?

Î Come possono interagire i router tra di loro per inoltrare i pacchetti multicast?

Î Come possono interagire i router tra di loro per inoltrare i pacchetti multicast?

(13)

Adesione/abbandono Adesione/abbandono

Î Internet Group Membership Protocol (IGMP)

Î Internet Group Membership Protocol (IGMP)

Î Permette all’host di informare il proprio router (default gateway) che un’applicazione richiede di

aderire ad un gruppo multicast Î Permette all’host di informare il

proprio router (default gateway) che un’applicazione richiede di

aderire ad un gruppo multicast

(14)

All’interno delle LAN si sfruttano funzionalità multicast di livello 2 All’interno delle LAN si sfruttano funzionalità multicast di livello 2

Î Esempi: PIM, DVMRP, MOSPF Î Esempi: PIM, DVMRP, MOSPF

Nelle WAN servono algoritmi di instradamento multicast del livello network

Instradamento multicast Instradamento multicast

(15)

IGMP: formato dei messaggi IGMP: formato dei messaggi

vers.

vers. tipotipotipo tempo max di risposta tempo max tempo max di risposta

di risposta checksumchecksumchecksum indirizzo multicast

indirizzo multicast indirizzo multicast

8 bit

8 bit 8 bit8 bit 16 bit16 bit

Æ Tipo: 1 (richieste), 2 (rapporti) Æ Tipo: 1 (richieste), 2 (rapporti)

Æ Versione: 1 Æ Versione: 1

Æ Tempo massimo di risposta:

serve per la soppressione del feedback Æ Tempo massimo di risposta:

serve per la soppressione del feedback

(16)

Adesione al gruppo (membership report)Adesione al gruppo (membership report)

Può essere inviato in risposta

ad una richiesta del router oppurePuò essere inviato in risposta ad una richiesta del router oppure

22

rapporto rapporto

ROUTER ROUTER ROUTER

(17)

Richieste di adesione

(membership query generale)Richieste di adesione (membership query generale)

Ogni host interessato risponde poi con messaggi IGMP di tipo 2

11

tutti i bit a 0 tutti i bit a 0

richiesta richiesta

(18)

Richieste di adesione

(membership query specifica)Richieste di adesione (membership query specifica)

Il router invia periodicamente messaggi di membership query

11

(19)

Abbandono del gruppo (leave group)

L’assenza di risposta da parte

di un host alla membership query indica L’assenza di risposta da parte

di un host alla membership query indica

11

(20)

AA CC

FF EE

DD BB

(21)

AA CC

FF EE

DD BB

(22)

Trovare un albero di link che

colleghino i router che servono gli host appartenenti al gruppo

di multicast

Trovare un albero di link che

colleghino i router che servono gli host appartenenti al gruppo

di multicast Obiettivo:

Obiettivo:

L’albero può comprendere router L’albero può comprendere router

NOTA:

(23)

Alberi basati sulla sorgente (un albero per ogni sender) Alberi basati sulla sorgente (un albero per ogni sender)

In presenza di più sender:

Albero condiviso dal gruppo

(un solo albero per tutti i sender) Albero condiviso dal gruppo

(un solo albero per tutti i sender)

(24)

AA CC

FF EE

DD BB

Albero condiviso Albero condiviso

(25)

Alberi basati sulle sorgenti S1 e S2

AA CC

FF EE

DD BB S1S1

S2S2

(26)

Costruzione dell’albero di multicast

Centro Centro

Percorso inverso Percorso inverso

Approccio basato sul:

(27)

Approccio basato sul centro Approccio basato sul centro

Utile per costruire un albero condivisoUtile per costruire un albero condiviso

(28)

Î Si identifica un nodo centrale del gruppo

Î Si identifica un nodo centrale del gruppo

Î I messaggi di adesione viaggiano in unicast verso il nodo centrale finché non lo raggiungono o non raggiungono un router già

appartenente all’albero

Î I messaggi di adesione viaggiano in unicast verso il nodo centrale finché non lo raggiungono o non raggiungono un router già

appartenente all’albero

(29)

Î Il percorso fatto dal messaggio di adesione definisce il nuovo ramo dell’albero di multicast

Î Il percorso fatto dal messaggio di adesione definisce il nuovo ramo dell’albero di multicast

(30)

AA CC

FF EE

DD BB

centro 11

22 33

(31)

Algoritmo basato sul percorso inverso

RPF: Reverse Path Forwarding RPF: Reverse Path Forwarding

Permette l’instradamento su alberi basati sulla sorgente Permette l’instradamento su

alberi basati sulla sorgente

(32)

Quando un router riceve da un link un pacchetto multicast lo

ritrasmette su tutti gli altri link

solo se il link da cui l’ha ricevuto è sul percorso più breve verso

il mittente del pacchetto, altrimenti lo scarta

Quando un router riceve da un link un pacchetto multicast lo

ritrasmette su tutti gli altri link

solo se il link da cui l’ha ricevuto è sul percorso più breve verso

il mittente del pacchetto, altrimenti lo scarta

(33)

AA CC

FF EE

DD BB S1

(34)

Anche router privi di host multicast ricevono i pacchetti multicast

Problema:

(35)

Messaggi di pruning (potatura) per confinare il traffico

multicast dove serve

(introduce però altri problemi

di gestione dello stato dell’albero) Messaggi di pruning (potatura)

per confinare il traffico multicast dove serve

(introduce però altri problemi

di gestione dello stato dell’albero)

Soluzione:

(36)

Protocolli di instradamento multicast in Internet

Î CBT: Core-Based Tree Î CBT: Core-Based Tree

Î DVMRP:

Î DVMRP: Distance Vector Multicast Routing Protocol

Distance Vector Multicast Routing Protocol

Î MOSPF:

Î MOSPF: Multicast Open Shortest Path First

Multicast Open Shortest Path First

Î PIIM:

Î PIIM: Protocol IndependentProtocol Independent

(37)

Î Meccanismo di potatura e Î Meccanismo di potatura e

Î RFC 1075 Î RFC 1075

Î Alberi basati sulla sorgente Î Alberi basati sulla sorgente

Î Inoltro basato sul percorso inverso Î Inoltro basato sul percorso inverso

Î Algoritmo distance vector per il calcolo del percorso più breve

verso la sorgente

Î Algoritmo distance vector per il calcolo del percorso più breve

verso la sorgente

DVMRP DVMRP

(38)

Î Opera all’interno di un AS che usi Î Opera all’interno di un AS che usi OSPF

OSPF

Î RFC 1584 Î RFC 1584

Î Aggiunge informazioni di

appartenenza a gruppi di multicast nei messaggi di stato dei link

Î Aggiunge informazioni di

appartenenza a gruppi di multicast nei messaggi di stato dei link

MOSPF MOSPF

(39)

Î Costruisce un albero

bidirezionale basato su un centro Î Costruisce un albero

bidirezionale basato su un centro Î RFC 2201, RFC 2189

Î RFC 2201, RFC 2189

Î Messaggi di keepalive

(ECHO_REQUEST ed ECHO_REPLY) Î Messaggi di keepalive

(ECHO_REQUEST ed ECHO_REPLY)

CBTCBT

Î Messaggi di JOIN_REQUEST e JOIN_ACK per costruire l’albero Î Messaggi di JOIN_REQUEST e

JOIN_ACK per costruire l’albero

(40)

Î Due modi:

Î Due modi:

Î Indipendente dal sottostante protocollo di instradamento unicast

Î Indipendente dal sottostante protocollo di instradamento unicast

PIMPIM

Æ Dense mode (modo compatto) Æ Dense mode (modo compatto)

Æ Sparse mode (modo sparso) Æ Sparse mode (modo sparso)

(41)

Î Scenario: molti router che servono host multicast rispetto al numero totale di router

Î Scenario: molti router che servono host multicast rispetto al numero totale di router

PIM dense mode PIM dense mode

Î Simile a DVMRP Î Simile a DVMRP

(42)

Î Scenario: pochi router interessati al traffico multicast rispetto al

totale

Î Scenario: pochi router interessati al traffico multicast rispetto al

totale

PIM sparse mode PIM sparse mode

Î Approccio basato sul centro Î Approccio basato sul centro

Î I sender inviano i messaggi in

unicast al centro e questo li inoltra Î I sender inviano i messaggi in

unicast al centro e questo li inoltra Î Simile a CBT, ma non prevede

messaggi di riscontro al JOIN Î Simile a CBT, ma non prevede

messaggi di riscontro al JOIN

(43)