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IP Multicast : o que é? RFC 1112 IP multicasting is the transmission of an IP datagram to a host group, a set of zero or more hosts identified by a single.

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Protocolos Referência: Slides extraídos do material dos professores Jim Kurose e Keith Ross relativos ao livro Redes de Computadores e a Internet – Uma.

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Apresentação em tema: "IP Multicast : o que é? RFC 1112 IP multicasting is the transmission of an IP datagram to a host group, a set of zero or more hosts identified by a single."— Transcrição da apresentação:

1 IP Multicast : o que é? RFC 1112 IP multicasting is the transmission of an IP datagram to a host group, a set of zero or more hosts identified by a single IP destination

2 IP Multicast : o que é? Grupo multicast (endereço IP classe D) Vinculação dinâmica de fontes e receptores Duplicação de fluxos na camada de rede

3 Multicast versus Unicast Links Streams Unicast

4 Multicast versus Unicast Links Streams Multicast

5 Vantagens com Multicast Escalabilidade: sem duplicação de fluxos Redução de congestionamentos Melhor utilização de banda Suporte estrutural e eficiente a aplicações distribuídas Modelo consistente de distribuição de conteúdo

6 Desvantagens com Multicast Entrega de pacotes no estilo best effort Sem mecanismo de controle de fluxo Duplicação de pacotes Sem mecanismos de ordenamento de pacotes Multicast é baseado em UDP

7 Multicast - Aplicações Multicast enables coordination - it is well suited to loosely coupled distributed systems (of people, servers, databases, processes, devices...) RFC 3170

8 Multicast - Aplicações Conferências multimídia Distribuição de dados Multicast de dados em tempo real Simulações e Games

9 Multicast - Aplicações Um-para-muitos (1toM) distribuição programada de áudio/vídeo push media: notícias, clima, esportes, etc. distribuição de arquivos e caching anúncios monitoração

10 Multicast - Aplicações Muitos-para-muitos (MtoM) conferências multimídia processamento distribuído jogos com múltiplos jogadores colaboração

11 Multicast - Endereçamento Endereços Classe D: primeiros 4 bits do endereço devem ser 1110: Para associar um host ao um grupo multicast (= end. multicast) usa-se o protocolo IGMP entre host e roteador.

12 Objetivo: encontrar uma árvore (ou árvores) conectando roteadores que possuam membros de grupo multicast local Árvore: não são todos os caminhos entre os roteadores usados Baseada na fonte: uma árvore diferente de cada transmissor para os receptores Árvore compartilhada: a mesma árvore é usada por todos o membros do grupo Roteamento multicast: indicação do problema

13 Roteamento multicast: indicação do problema(2)

14 Métodos: Árvore baseada na fonte: uma árvore por origem Shortest path trees Repasse pelo caminho reverso Árvore compartilhada pelo grupo: grupo usa uma árvore Minimal spanning (Steiner) Center-based trees Métodos para construir multicast trees

15 mcast forwarding tree: árvore de rotas de caminho mais curto da origem para todos os receptores Algoritmo de Dijkstra R1 R2 R3 R4 R5 R6 R i roteador com membro de grupo anexado roteador sem nenhum membro de grupo anexado link usado para encaminhamento, i indica link de ordem adicionado por algoritmo LEGENDA S: source Shortest Path Tree

16 if (datagrama mcast recebido no link de entrada do menor caminho de retorno à origem) then dispara datagramas para todos os links de saída else ignora datagrama Baseia-se no conhecimento dos roteadores sobre caminhos de unicast mais curtos dele até o transmissor Cada roteador possui comportamento de encaminhamento simples: Reverse Path Forwarding

17 Resultado é um reverse SPT de origem específica. Pode ser uma má escolha com links assimétricos R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 roteador com membro de grupo anexado roteador sem nenhum membro de grupo anexado datagrama será encaminhado LEGENDA S: source datagrama não será encaminhado Reverse Path Forwarding: exemplo

18 Árvores de encaminhamento contêm subárvores com membros de grupo sem multicast Não necessita encaminhar datagramas por subárvores abaixo Mensagens prune são enviadas por upstream pelo roteador com membros de grupo sem nenhum downstream R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 roteador com membro de grupo anexado roteador sem nenhum membro de grupo anexado mensagem prune LEGENDA S: source links com encaminhamento multicast P P P Reverse Path Forwarding: pruning

19 Steiner Tree: árvore de custo mínimo conectando todos os roteadores com membros de grupo anexados Problema é NP-completo Existe uma heurística excelente Não é usado na prática: Complexidade computacional Informação sobre toda a rede é necessária Monolítica: reexecuta sempre que um roteador precisa se juntar/deixar. Shared-Tree Steiner Tree

20 Única árvore de entrega compartilhada por todos Um roteador é identificado como centro da árvore para se juntar: Roteador de borda envia uma join-msg unicast endereçada ao roteador de centro join-msg processada pelos roteadores intermediários e encaminhada rumo ao centro join-msg ou encontra um ramo da árvore para seu centro, ou chega até o centro O caminho tomado pela join-msg torna-se um novo ramo da árvore para esse roteador Center-based trees

21 Suponha que R6 foi escolhido como centro: R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 roteador com membro de grupo anexado roteador sem nenhum membro de grupo anexado ordem de caminho onde são geradas mensagens join LEGENDA Center-based trees: um exemplo

22 P.: Como conectar ilhas de roteadores multicast num mar de roteadores unicast? Datagrama mcast encapsulado dentro de um datagrama normal (sem endereço mcast) O datagrama IP normal é enviado pelo túnel via unicast IP regular para o roteador mcast receptor O roteador mcast receptor desencapsula para obter o datagrama mcast topologia física topologia lógica Tunelamento

23 Endereço Anycast Um único endereço IP atribuído a várias interfaces espalhadas numa rede Datagrama destinado a um endereço anycast é entregue em apenas uma interface Prefixo anunciado (IGP + BGP) a partir de múltiplas origens Interface de destino determinada a partir dos protocolos de roteamento (mais próxima) Potencialmente útil para a criação de sistemas de alta disponibilidade

24 Endereço Anycast (2) Exemplo de uso: DNS root-servers Redução no retardo das requisições para root-servers Melhor balanceamento da carga Escalabilidade e disponibilidade Serviço com mais imunidade a ataques de DDOS Sistema Autônomo é formado por ilhas - não há rede interna interligando os roteadores de borda!!!

25 IPv6 Motivação inicial: o espaço de endereços de 32-bits em processo de esgotamento. Motivações adicionais: melhorar o formato do header para permitir maior velocidade de processamento e de transmissão mudanças no header para incorporar mecanismos de controle de QOS necessidade de maior simplicidade para renumeração e autoconfiguração IPv6 formato dos datagramas: cabeçalho fixo de 40 bytes não é permitida fragmentação

26 IPv6 Header

27 IPv6 Header (2) Priority: permitir definir prioridades diferenciadas para vários fluxos de informação Flow Label: identifica datagramas do mesmo fluxo. (conceito de fluxo não é bem definido). Next header: identifica o protocolo da camada superior ou um header auxiliar

28 Formato do endereço IPv6

29 Formato do endereço Ipv6 (2)

30 Outras mudanças do IPv4 Checksum: removido inteiramente para reduzir o tempo de processamento em cada hop Options: são permitidas, mas são alocadas em cabeçalhos suplementares, indicados pelo campo Next Header ICMPv6: nova versão de ICMP tipos de mensagens adicionais, ex. Packet Too Big funções de gerenciamento de grupos multicast

31 Transição do IPv4 para IPv6 Nem todos os roteadores poderão ser atualizados simultaneamente não haverá um dia da virada universal A rede deverá operar com os dois tipos de datagramas simultaneamente presentes Duas abordagens propostas: Dual Stack: algusn roteadores com pilhas de protocolos duais (v6, v4) podem trocar pacotes nos dois formatos e traduzir de um formato para o outro Tunneling: IPv6 transportado dentro de pacotes IPv4 entre roteadores IPv4

32 Dual Stack Approach

33 Tunneling IPv6 dentro do IPv4 onde necessário

34 Update da ARIN sobre IPv6 IPv4 status, free pool da IANA terminou! Quando sobraram apenas cinco /8's, foi um /8 para cada RIR Alocações de IPv6 crescem exponencialmente APNIC já está usando seu último /8


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