Comunicação Multicast

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1 Comunicação Multicast por Marinho Barcellos PIP/CA Programa Interdisciplinar de Pós-graduação em Computação Aplicada UNISINOS - São Leopoldo, RS Seminário de Capacitação Interna - RNP Dezembro de 2000

2 Sumário Fundamentos sobre IP Multicast IGMP - Internet Group Management Protocol Roteamento Multicast Mbone Tópicos avançados Comentários Finais 2

3 Fundamentos sobre IP Multicast

4 Métodos de Envio Unicast Broadcast Multicast Anycast 4

5 Vantagens de Multicast Broadcast desperdiça banda e é limitado a uma subrede Unicast envia dados várias vezes Multicast envia apenas uma vez Dados são eficientemente distribuídos por roteadores Árvore de distribuição multicast (MDT) 5

6 Exemplo de Uso de Banda 14 servidor de vídeo transmite stream de 128 kbps Banda (Mbps) unicast 2 multicast 1 Clientes 100 6

7 Limitações de IP Multicast Não suporta TCP, apenas UDP Entrega de pacotes não é confiável Duplicação de pacotes Congestionamento da rede (ausência de controle) É possível assinar grupo com taxa de transmissão superior à capacidade existente 7

8 Aplicações de Multicast Teleconferência multimídia (vários) Distribuição de dados (distribuição de software) Distribuição de dados em tempo real (mercado de ações) Jogos e simulações distribuídas 8

9 IP Multicast Resultado de tese de doutorado de S. Deering, 1991 host membership protocol IGMP protocolo de roteamento que originou DVMRP Princípios escalabilidade separação entre controle de grupo e roteamento IP Multicast é descrito através de uma série de RFCs RFC966, RFC988, RFC1054, RFC1075, RFC

10 Endereçamento IP Multicast Endereços unicast x multicast Endereços multicast (antiga classe D) 1110xxxx xxxxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxx a Endereços reservados pela IANA a = locais a = escopo administrativo x = outros 10

11 Endereçamento IP Multicast Endereços locais ( x).1: all-hosts.2: all multicast routers.4: all DVMRP routers.5: all OSPF routers.6: OSPF designated routers.13: all PIM routers.15: all CBT routers 11

12 Endereçamento Multicast MAC Endereços MAC freqüentemente incluem multicast Mapeamento entre endereços MAC multicast e IP multicast Ethernet: 23 bits endereçamento MAC multicast (2 24 /2) Mapeamento de 32 bits para 23:

13 << Sumário <<

14 IGMP Internet Group Management Protocol

15 IGMP: Internet Group Management Protocol Protocolo para gerência de grupo Histórico derivado do Host Membership Protocol definido na RFC1112 aumentado mais tarde com novos protocolos Existem 3 versões de IGMP IGMPv1 ainda é comum (Win95) IGMPv2 é o padrão atual IGMPv3 ainda é draft 15

16 IGMP: Internet Group Management Protocol Roteador usa IGMP para controlar quais grupos estão ativos na subrede Subrede deve possuir pelo menos 1 host interessado Um host interessado possui pelo menos 1 processo que assinou grupo 16

17 IGMP: Internet Group Management Protocol Mensagens do IGMP são transportadas em datagramas IP Mensagens locais (TTL=1) Formato do pacote (v1) versão: 1 tipo: Membership Query, Membership Report checksum endereço de grupo Roteador designado: IGMP e encaminhamento à subrede 17

18 IGMP: modelo query-response Determinar quais grupos estão sendo assinados Roteador designado envia Query periodicamente Host assinante envia um Report para cada grupo assinado Roteador designado determina quais grupos estão sendo assinados 18

19 IGMP: supressão com atraso aleatório Implosão com muitos grupos ou muitos membros Mecanismo de supressão com atraso aleatório Basta o primeiro report de um host 19

20 IGMP: entrada em grupo com join Problema na latência de entrada em grupo Host envia Report (join) quando grupo é assinado Roteador recebe Report e inclui grupo na lista de ativos 20

21 IGMP: saída silenciosa Saída silenciosa quando host sai do grupo Roteadores mantém um contador para cada grupo Em 3 minutos, grupo é eliminado Enquanto isso, tráfego de grupo continua a ser encaminhado 21

22 Ilustração dos Intervalos no IGMPv1 intervalo aleatório de resposta (10seg) Query interval (60seg) Query interval (60seg) Query interval (60seg) host deixa grupo latência de saída (3min) 22

23 IGMP versão 2 RFC2236, IETF, 1997 Correção de problemas detectados no IGMPv1 Compatível com a primeira versão (interoperabilidade?) Principais modificações: Leave Query específica para um grupo Query interval alterado de 60seg para 125seg 23

24 IGMPv2: saída de grupo otimizada Host envia Leave <grupo> para todos roteadores Roteador não sabe se este foi o último host no grupo Roteador envia Query <grupo> para o endereço <grupo> com latência máxima de 1seg Caso ninguém responda repete e em 2seg assume que não há mais membros pára de encaminhar pacotes endereçados a <grupo> Latência de saída inferior a 3seg 24

25 IGMP versão 3 Incompleto Host pode selecionar tráfego específico por fonte Permite assinar um grupo mas restringir transmissor(es) dentro do grupo Duas novas mensagens: Inclusion Group-Source Report: acrescenta uma fonte Exclusion Group-Source Report: exclui uma fonte 25

26 << Sumário << >> mais informações sobre IGMPv2 >>

27 IGMPv2: formato do pacote Formato do pacote (v2) tipo/versão (0-7): Membership General Query, Membership Report v1, Membership Group-Specific Query, Membership Report v2, Leave Group tempo máximo de resposta (8-15): tempo máximo de atraso aleatório, em centenas de milisegundos checksum (15-31) endereço de grupo (32-63): endereço (grupo) Tempo máximo de resposta é usado para ajustar nível de respostas maior o valor, mais espalhadas tendem a ficar as respostas crítico quando há muitos membros em uma rede 27

28 IGMPv2: eleição de perguntador O roteador com menor IP deve ser eleito como o perguntador (querier) Roteadores IGMPv2 enviam mensagem General Query para All-multicast-systems-group ( ) Roteador que recebe essa mensagem compara IP da origem com o seu próprio Roteadores mantém um temporizador que é resetado a cada General Query recebida (cada 125seg) Se o roteador eleito morre, 250seg após um novo é eleito 28

29 << Sumário <<

30 Roteamento Multicast

31 Classes de Protocolos de Roteamento Unicast protocolos de roteamento estáticos dinâmicos centralizados distribuídos vetor de distâncias estado de link 31

32 Classes de Protocolos de Roteamento Multicast protocolos de roteamento multicast modo denso (árvore baseada na fonte) modo esparso (árvore compartilhada, pull) vetor de distâncias estado de link Modelo Push x Modelo Pull push: empurra e causa rejeição pull: puxa tráfego multicast 32

33 Árvore Multicast Baseada na Fonte Uma árvore para cada fonte S i que transmite ao grupo G Fonte S representa raiz da árvore multicast Cada pacote atravessa um link apenas uma vez Roteadores formam 1 árvore para cada par (S i, G) Animacoes\roteamento_arvore_baseada_fonte.swf 33

34 Árvore Multicast Compartilhada Há apenas 1 árvore para todo o grupo Unidirecional: raiz é o núcleo do grupo multicast todos os pacotes são enviados ao núcleo e após distribuídos Bidirecional: não há uma raiz Independe de quantos remetentes no grupo Animacoes\roteamento_arvore_compartilhada.swf Animacoes\roteamento_arvore_compartilhada-dois.swf 34

35 Dois Caminhos... >> determinação da árvore multicast: menor caminho x custo global mínimo >>...ou pular direto para... >> principais protocolos de roteamento multicast >> 35

36 Determinação da Árvore Multicast Qual o critério para determinar uma árvore multicast?

37 Árvore de Caminho Mais Curto Objetivo: minimizar, individualmente, distância entre fonte e cada receptor Equivalente a encontrar caminho mais curto para cada par fonte-receptor Dois algoritmos: Bellman-Ford Dijkstra 37

38 Árvore de Caminho Mais Curto FON RT1 FON Rn Remetente Receptor RT3 R2 RTn Roteador R1 RT2 RT5 R3 RT4 RT6 R4 RT7 RT8 R5 RT9 RT10 R6 RT11 R7 38

39 Árvore de Custo Global Mínimo Objetivo: minimizar o custo total da árvore multicast Prioriza compartilhamento de caminhos Dois tipos de algoritmos MST Minimum Spanning Tree (árvore de expansão mínima) Árvore de Steiner problema NP-completo se links podem ter pesos idênticos 39

40 Árvore de Custo Global Mínimo FON RT1 FON Rn Remetente Receptor RT3 R2 RTn Roteador R1 RT2 RT5 R3 RT4 RT6 R4 RT7 RT8 R5 RT9 RT10 R6 RT11 R7 40

41 Comparação entre Abordagens FON FON RT1 RT1 RT3 R2 RT3 R2 R1 RT2 RT5 R3 RT4 R1 RT2 RT5 R3 RT4 RT6 R4 RT7 RT6 R4 RT7 RT8 R5 RT9 RT10 R6 RT8 R5 RT9 RT10 R6 RT11 R7 RT11 R7 Caminho mais longo (latência): 5 Caminho mais longo (latência): 7 Custo global (largura de banda): 18 Custo global (largura de banda): 15 41

42 Principais Protocolos de Roteamento Multicast RPF - Reverse Path Forwarding DVMRP - Distance Vector Multicast Routing Protocol MOSPF - Multicast Open Shortest-Path First PIM/DM - Protocol-Independent Multicast/Dense Mode PIM/SM - Protocol-Independent Multicast/Sparse Mode CBT - Core-Based Trees Roteamento Multicast Inter-domínio 42

43 RPF: Reverse Path Forwarding

44 RPF: Reverse Path Forwarding Utilizado bem no início, não é multicast, e sim broadcast Broadcast truncado Vantagem principal: uso da infra-estrutura unicast Controle de tráfego unicamente baseado em TTLs 44

45 RPF: Reverse Path Forwarding Como evitar laços eternos na propagação de pacotes? Roteadores selecionam e descartam pacotes que não vem do menor caminho até a fonte 45

46 Exemplo de RPF: (roteador RT6) FON RT1 FON Rn Fonte Receptor RT3 R2 RTn Roteador R1 RT2 RT5 R3 RT4 RT6 R4 RT7 RT8 R5 RT9 RT10 R6 RT11 R7 46

47 Exemplo de RPF: (roteador RT6) Tabela de Roteamento unicast em RT6 DEST FON NEXT RT4 DIST 3 FON RT1 RT3 FON Rn RTn subrede fonte subrede destino Roteador R4 eth0 0 RT5 RT4 DESCARTE RT6 R4 INUNDAÇÃO Pacote originário de FON chega via RT5 mas deveria ser RT4 Pacote originário de FON chega via RT4 corresponde ao menor caminho para FON 47

48 << Protocolos de Roteamento <<

49 DVMRP: Distance Vector Multicast Routing Protocol

50 DVMRP: Distance Vector Multicast Routing Protocol Protocolo baseado em vetor de distâncias, similar à RIP Protocolo do tipo denso Protocolo do tipo Flood-and-Prune Primeiro protocolo de roteamento multicast, e mais largamente suportado Infinito = 32 hops 50

51 DVMRP: determinação de vizinhos Periodicamente, roteadores DVMRP verificam quais são seus vizinhos Mensagem de sonda com lista de vizinhos enviada para Roteadores que recebem mensagem atualizam suas listas No próximo intervalo, roteador envia nova mensagem de sonda com lista atualizada 51

52 DVMRP: tabela de roteamento Informações de rota: Route Report periódicos Ajudam a montar na tabela uma árvore de broadcast truncado Tabela é separada de unicast e usada para construção de árvores de distribuição baseadas na fonte encaminhamento de pacotes (verificação de RPF) 52

53 DVMRP: formação da árvore com Prune Quando da primeira transmissão em uma rede fonte Inundação, adicionando entradas (S i, G) em roteadores Redução de tráfego baseado em processo de poda Processo é recursivo em direção à raiz Informação de poda expira, com nova inundação 53

54 DVMRP: formação da árvore com Graft Caso subrede que foi podada de árvore (S i, G) passa a assinar o grupo G Subrede precisa ser recolocada na árvore Evita atraso de minutos até nova inundação Roteadores enviam mensagem de Graft corrente acima Transmissão confiável (roteador retorna Graft-Ack) 54

55 DVMRP: escalabilidade DVMRP utilizado na Mbone e intra-domínio Hop count máximo de 31 uso de túneis poderia aliviar Protocolo baseado em vetor de distâncias mecanismo periódico de atualização de rota (60seg) DVMRP não é recomendado nem para intra-domínio 55

56 << Protocolos de Roteamento <<

57 MOSPF: Multicast Open Shortest Path First

58 MOSPF: Multicast Open Shortest Path First Extensão do protocolo de roteamento unicast OSPF Protocolo baseado em estado de link ( link-state ) OSPFv2 RFC2328 link-state: roteadores enviam LSAs (link-state announcements) hierarquia de rede de dois níveis área 0 (backbone) interliga todas as sub-áreas roteadores inundam nas sub-áreas informações de estado de link cada roteador mantém uma base de dados com um mapa da rede tabelas de roteamento são computadas com algoritmo de Dijkstra roteadores especiais de borda conectam sub-áreas à área 0 58

59 MOSPF: Multicast Open Shortest Path First RFC1584, Multicast Extensions to OSPF Roteamento multicast intra- e inter-área, além de inter-sa Group Membership Link-State Announcement Apenas roteadores designados geram LSAs Roteadores recebem LSAs sobre membros de grupos 59

60 MOSPF: Algoritmo de Dijkstra Mesmo Algoritmo de Dijkstra (unicast), com raiz diferente Cálculo feito sob demanda, ao primeiro pacote, ou quando a topologia muda, para todos os pares (S i, G), ou quando a composição de grupo muda, apenas para (S i, G) Para um cada par (S i, G), um roteador executa uma vez o algoritmo de Dijkstra para... gerar uma árvore de expansão de menor caminho enraizada em S i...e utiliza tal árvore para encaminhamento de pacotes em suas interfaces 60

61 MOSPF: Roteamento Inter-área Inter-area multicast forwarder (ou MABR, multicast area border routers) MABRs sabem quais grupos estão sendo assinados em cada sub-área MABR resume informações de grupo e inunda nível 0 MABR encaminha pacotes multicast entre sub-áreas MABR é incluído (via wildcard) em todas as árvores geradas na sub-área 61

62 MOSPF: Roteamento Inter-área ÁREA 0 backbone area MABR1 MABR2 ÁREA 1 ÁREA 2 M G M G M G M G (S,G) 62

63 MOSPF: Roteamento Inter-área ÁREA 0 backbone area MASBR external AS (S, G) MABR1 MABR2 ÁREA 1 ÁREA 2 M G M G M G M G (S,G) 63

64 MOSPF: escalabilidade Vantagem de MOSPF: reage rapidamente MOSPF é utilizado em diversas redes hoje em dia Escalabilidade bastante limitada demanda de processamento cresce muito com número de pares (S, G) redes dinâmicas, ou com grupos dinâmicos, sobrecarregam roteadores 64

65 << Protocolos de Roteamento <<

66 PIM/DM: Protocol Independent Multicast Dense Mode

67 PIM: Protocol Independent Multicast PIM é independente de roteamento unicast IP pode operar independentemente de protocolo de roteamento unicast não emprega uma tabela de roteamento própria utiliza tabela de roteamento unicast existente 67

68 PIM/DM: modo denso Usa flood-and-prune, tal como DVMRP Diferença para DVMRP: inunda apenas vizinhos PIM Bom para redes com uma alta densidade de membros Descoberta de vizinhos com mensagens hello cada 30seg envia para (all-routers) 68

69 PIM/DM: poda de ramos (pruning) Pacote de prune é enviado sempre que tráfego chega em interface não RPF (exceto meio compartilhado) roteador folha e nenhum receptor diretamente conectado todos roteadores filhos enviaram prune Mecanismo PIM/DM asserts quando há 2+ roteadores encaminhando pacotes em uma LAN roteadores disputam quem deve encaminhar perdedores fazem prune na interface 69

70 PIM/DM: escalabilidade É superior ao DVMRP porque não utiliza tabelas próprias de roteamento para fazer verificação RPF não troca atualização de rota periodicamente Entretanto, quantidade de estado: uma entrada (S i, G) para cada par fonte/grupo mantém comportamento flood-and-prune Avanço recente proposto pelo IETF: State-Refresh mensagens enviadas por roteadores fonte refresca estado de prune nas interfaces (se houve tráfego em 3 min) diminui comportamento flood-and-prune 70

71 << Protocolos de Roteamento <<

72 PIM/SM: Protocol Independent Multicast Sparse Mode

73 PIM/SM: modo esparso Modo esparso: receptores dispersos e modelo pull Motivação: construir árvore de distribuição multicast sem o overhead de DVMRP ou PIM/DM (inundações) Continua necessário distribuir pacotes de maneira eficiente através de uma árvore de distribuição multicast 73

74 PIM/SM: modelo de join explícito Receptor envia mensagem de join para o nó raiz da árvore (RP) Mensagem vai configurando, hop a hop, roteadores para futuro encaminhamento de tráfego de grupo Mensagens de Prune são enviadas quando sai do grupo Diferença para DVMRP são as mensagens explícitas de Join e Prune 74

75 PIM/SM: join em árvore compartilhada ROT A ROT C ROT RP ROT D (*,G) Join (*,G) Join ROT C ROT E IGMP report IGMP report RECEPTOR 1 Grupo G RECEPTOR 2 Grupo G Árvore resultante 75

76 PIM/SM: prune em árvore compartilhada ROT A ROT C ROT RP ROT D (*,G) Prune ROT C ROT E IGMP Leave G IGMP Query G RECEPTOR 1 Grupo G RECEPTOR 2 Grupo G Árvore resultante 76

77 PIM/SM: join em árvore baseada na fonte FONTE S 1 Grupo G árvore de caminho mais curto ROT A ROT C ROT RP ROT D (S 1,G) Join (S 1,G) Join ROT C IGMP report ROT E RECEPTOR 1 Grupo G Árvore resultante 77

78 PIM/SM: refrescamento de estado Estado nos roteadores é refrescado periodicamente (1min) Roteador envia mensagem de Join para roteador pai Mensagem de Join contém uma lista Entradas (*,G) e (S,G) não atualizadas expiram em 3min 78

79 PIM/SM: mensagens de registro de fonte Inicialmente, tráfego de uma fonte S 1 deve ser enviado para o RP, que o distribuirá via árvore compartilhada Para que o RP receba tráfego enviado ao grupo por S 1 o primeiro roteador junto a S 1 encapsula cada pacote enviado por S 1 juntamente com uma mensagem de PIM Register pacotes de Register com dados são enviados direto por unicast ao RP RP desencapsula pacotes e verifica se existem receptores registrados 79

80 PIM/SM: mensagens de registro de fonte Se há receptores registrados RP então faz Join da árvore de menor caminho baseada em S 1 para receber tráfego de S 1 nativamente mensagens de Join passam de hop em hop configurando entradas (S 1,G) em roteadores entre o RP e S 1 RP envia mensagem de Register-Stop quando RP começa a receber tráfego (S 1,G) de maneira nativa, via árvore baseada na fonte S 1 RP, ou se RP não precisa do tráfego porque não há receptor registrado 80

81 PIM/SM: exemplo de registro de fonte FONTE S 1 Grupo G Register-stop n x Register S,G ROT A ROT C ROT RP ROT D (S 1,G) Join (S 1,G) Join ROT C ROT E RECEPTOR 1 Grupo G RECEPTOR 2 Grupo G 81

82 PIM/SM: exemplo com 2 fontes FONTE S 1 Grupo G SPT Shared-Path Tree RPT Rendesvouz-Point Tree FONTE S 2 Grupo G (S 1,G) SPT (S 1,G) SPT ROT A ROT C ROT RP (*,G) RPT (S 2,G) SPT ROT D ROT C (*,G) RPT ROT E RECEPTOR 1 Grupo G RECEPTOR 2 Grupo G 82

83 PIM/SM: troca entre árvores (switchover) Roteador folha pode decidir trocar de tipo de árvore de compartilhada (*,G) para árvore baseada na fonte (S,G) Roteadores são configurados com um threshold (valor limite) que indica quando (vale a pena) efetuar a troca No caso de Cisco, valor default é 0 (troca imediatamente após receber primeiros pacotes) 83

84 PIM/SM: exemplo de switchover FONTE S 1 Grupo G FONTE S 2 Grupo G (S 1,G) Prune (S 1,G) Prune (S 1,G) SPT (S 1,G) SPT ROT A ROT C ROT RP (S 2,G) SPT ROT D (S 1,G) Join (S 1,G) SPT ROT C (*,G) RPT (S 1,G) Prune (*,G) RPT ROT E RECEPTOR 1 Grupo G RECEPTOR 2 Grupo G resultado final 84

85 PIM/SM: escalabilidade Modelo de Join explícito (pull) tráfego multicast é melhor restrito (!= flood-and-prune) Troca para árvore baseada na fonte elimina overhead de enviar tráfego a um RP Configurabilidade é possível alterar o threshold É a melhor escolha para roteamento intra-domínio, segundo a Cisco 85

86 << Protocolos de Roteamento <<

87 CBT: Core Based Trees

88 CBT: Core Based Trees Trabalho em andamento: 3 versões incompatíveis entre si CBTv2 RFC 2189 Motivação fundamental para CBT redução da quantidade de estado em roteadores para O(G) proporcional ao grupo, e não aos pares (S,G) CBT emprega uma única árvore compartilhada entre os membros de um grupo bidirecional 88

89 CBT: Core Based Trees M 7 ROT X ROT Y ROT C M 6 M 4 ROT A ROT B M 5 ROT D ROT E ROT F ROT G M 1 M 2 M 3 89

90 CBT: Core Based Trees Como a árvore é bidirecional, tráfego não precisa ir antes até o núcleo Diminui latência em relação a árvore PIM/SM estado e processamento em roteadores Roteadores que possuem fontes que não são membros precisam encapsular seus pacotes e enviá-los ao Core ou outro nó mais próximo que faça parte da árvore Distribuição de tráfego sub-optima exemplo: adicionar fonte ligada ao roteador ROT G 90

91 CBT: Core Based Trees Para entrar em grupo... Roteador folha envia Join em direção ao Core Pacote é encaminhado por roteadores CBT até encontrar um roteador que pertença à árvore (o Core no pior caso) Esse roteador envia um Join-Ack de volta 91

92 CBT: Core Based Trees Vantagem de CBT é a escalabilidade Desvantagens principal é a existência de um ponto central de falha, o Core (núcleo) Também o aumento de latência, especialmente se locação do Core é ruim 92

93 Resumindo... protocolos de roteamento multicast modo denso (árvore baseada na fonte) modo esparso (árvore compartilhada) vetor de distâncias estado de link DVMRP PIM-DM MOSPF PIM-SM CBT 93

94 << Protocolos de Roteamento <<

95 Outros Protocolos de Roteamento Multicast OCBT: Ordered Core base Trees H-DVMRP: Hierarchical DVMRP HPIM: Hierarchical PIM 95

96 Roteamento Multicast Inter-domínio

97 Roteamento Multicast Inter-domínio Embora DVMRP seja usado no Mbone... Protocolos de roteamento vistos são apropriados para um único domínio (detalhes) Necessário colar junto vários protocolos intra-domínio Inter-operação com protocolos DVMRP, PIM, CBT, MOSPF Domínio raiz? 97

98 Roteamento Multicast Inter-domínio Protocolos inter-domínio Multicast BGP (ou Multiprotocol BGP) Multicast Source Discovery Protocol (MSDP) Grupo IETF Inter-domain multicast routing group Border Gateway Multicast Protocol (BGMP) Multicast Address Set Claim (MASC) 98

99 << Sumário <<

100 Deficiências Protocolos Atuais DVMRP tráfego periódico de atualização de rotas distância máxima em hops = 31 flood-and-prune: inundação periódica, tráfego de poda estado em roteadores (árvore baseada na fonte) MOSPF inundação a cada troca de composição de grupo computação do algoritmo de Dijkstra sobrecarrega roteadores estado em roteadores (mapa completo da rede e dos grupos) PIM-DM flood-and-prune: inundação periódica, tráfego de poda estado em roteadores (árvore baseada na fonte) 100

101 Roteamento Multicast Inter-domínio PIM-SM controle de grupo em RP mal localizado dependendo, poden ser criadas muitas árvores baseadas na fonte ISPs não querem depender de um RP localizado em outro ISP... CBT potencial escolha de um RP ou Core ruim concentração de tráfego no núcleo << protocolos inter-domínio << 101

102 << Sumário <<

103 Mbone - Internet Multicast Backbone

104 Mbone: Multicast Backbone Subconjunto de roteadores e hosts interconectados capazes de encaminhar tráfego multicast Histórico início dos anos 90: criação da DARPA Testbed Network Xerox, LBL, SRI, ISI, BBN, MIT, Delaware Sun SPARC com routed e mrouted: IP multicast nativo (DVMRP) 1992: IETF meeting, San Diego - transmissão do áudio do evento Em 1997, sub-redes com multicast habilitado 1998, havia 7000 rotas DVMRP sendo anunciadas 50+% migrou para plataformas comerciais 104

105 Mbone Viabilizou Multicast na Internet O Impasse, ou o problema do ovo-e-da-galinha Solução? na periferia, interessados usam IGMP estabelecimento manual de túneis IP entre estas subredes e roteamento DVMRP Primeiro túnel: 1988, entre BBN (Boston) e Stanford 105

106 Mbone e os Túneis Permitem multicast ao longo de uma rede que não suporta multicast Ligam ponto-a-ponto dois roteadores que suportam IP multicast Tipicamente daemon mrouted em estação de trabalho Limitação de tráfego: não encaminha se TTL < threshold 106

107 Tópicos Avançados

108 Transmissão em Tempo Real RTP/RTCP Real Time Protocol, Real Time Control Protocol unicast e multicast framework para aplicações com tempo real soft complementado por perfis sincronização de streams de mídia através de timestamps permite aos receptores monitorarem a qualidade de recepção mecanismo de feedback que limita esse tipo de tráfego a 5% do total Aplicações de tempo-real usualmente podem conviver com poucas perdas de pacotes são sensíveis a atrasos na entrega de pacotes 108

109 QoS Quality of Service Garantir qualidade de serviço para fluxos de pacotes Reserva de banda RSVP Resource Reservation Protocol IntServ Integrated Services guaranteed controlled load DiffServ Differenciated Services Protocolo de roteamento dirigido a QoS 109

110 Multicast Confiável Transmissão de pacotes via IP multicast não é confiável Controle de congestionamento Para se inserir confiabilidade (controle de erro), quem recebe pacote envia de volta um ACK (a la TCP) Problema de escalabilidade: processamento de ACKs, quantidade de estado levam à implosão Disseminação confiável via protocolo multicast escalável Mecanismos de controle de congestionamento 110

111 << Sumário <<

112 Comentários Finais

113 Resumo Fundamentos de IP Multicast IGMP - Internet Group Management Protocol Roteamento Multicast RPF DVMRP MOSPF PIM/DM PIM/SM CBT Tópicos avançados 113

114 Contatos UNISINOS PIP/CA Programa de Pós-Graduação em Computação Aplicada Projeto sobre Protocolos Multicast para Disseminação Confiável PRAV Laboratório de Pesquisa de Redes de Alta Velocidade 114

115 f i m

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