Multicast%20%20IP

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Multicast IP

• Alfonso Alvarado
• Christian Bravo

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Multicast IP

• Una dirección de multicast es un identificador
  para un grupo de nodos
• Se expande significativamente en 1992 con la
  creación de Mbone (Multicast Backbone)

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Mbone

• Comprende un conjunto de subredes multicast
  unidas a través de túneles
• Particulares pueden solicitar conexión a Mbone
• Routers corren software en estaciones Unix con
  programa mrouted (DVMRP)

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Mbone
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Multicast IP Addressing

• Rango 224.0.0.0 a 239.255.255.255
• IANA (I-net Assigned Numbers Authority) mantiene
  listas de usuarios registrados

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Scoped Multicast Addresses

• El campo TTL de los paquetes IP ha sido el que
  setea el alcance de ellos
• Se ha propuesto implementar administrativamente
  este alcance o radio.
• Se configuran routers para que no permitan
  salidas a determinadas rutas internas

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MAC Addresses

• Direcciones clases A, B o C deben ser asociadas a
  direcciones MAC (Control de Acceso a Medios) de
  48 bits
• Clase D es asociada automáticamente a través de
  un mapeo

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Multicast IPv6

• Motivación Se agotan las direcciones
• IPv4 32 bits IPv6 128 bits

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112 bits
flgs scop group ID
flgs 000T T0 Fijo, asignado por autoridad T1
Dirección de tránsito
Scop indica alcance del grupo group ID
identidad del grupo
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IGMPInternet Group Management Protocol

• Protocolo utilizado para unirse a un determinado
  grupo multicast
• MRouters transmite periodicamente mensajes para
  saber cuantos grupos están conectados
• Host responde a cada grupo al que pertenece

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IGMPv1
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IGMPv2

• Group-Specific Query Message Router transmite a
  grupos puntuales
• Mensaje de Abandono de Grupo (v1 espera timeout)
• Router de IP más bajo es quien envia los mensajes
  (En v1 lo hace el protocolo)

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IGMPv3

• Agrega capacidad del host para seleccionar
  fuentes de tráfico multicast para recibir
• Está en desarrollo

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Protocolos de Ruteo Multicast
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DVMRPDistance Vector Multicast Routing Protocol

• Extiende los principios de RIP a Multicast
• Utiliza Reverse Path Multicasting (RPM) para
  generar árboles de entrega Multicast
• Es soportado por estaciones SUN (software
  mrouted) y en la mayoria de los productores de
  Routers

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DVMRPDistance Vector Multicast Routing Protocol
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MOSPF

• Extensión de OSPF (AS, Area, Shortest Past Three,
  etc.)
• Cambios son variaciones en los miembros de un
  grupo
• Routers MOSPF pueden ser mezclados con Routers
  OSPF unicast
• Es soportado por los principales fabricantes de
  routers

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PROTOCOLOS DE RUTEAMIENTO MULTICAST
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Introducción La comunicación multicast ( punto a
multipunto) es un tipo de comunicación en el
cual un host fuente envía un mensaje a un grupo
de hosts destinos. Aunque esto puede hacerse
enviando diferentes mensajes unicast (punto a
punto) a cada host destino, existen una serie de
razones que hacen deseables la existencia de una
comunicación multicast.
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• Entre estas razones se encuentran
• La disminución de la carga de la red.
• El ahorro del ancho de banda, se debe a que la
  fuente
• envía un solo paquete y este se va multiplicando
  a medida
• se va necesitando.
• La utilidad que representa para ciertos tipos de
  protocolos
• que se utilizan para determinar si algún tipo de
  servicio está
• disponible o no, como por ejemplo, OSPF en el que
  es necesario
• envíar una serie de mensajes a distintos destinos.

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• Soporta aplicaciones de distintos tipos de datos
  (datacasting
• applications), como por ejemplo
• Videoconferencias, Audioconferencias, trabajo
  colaborativo,
• juegos distribuidos, simulación distribuida,
  distribución de
• software.
• Flexibilidad para ingresar y abandonar un grupo
  de
• multicast.

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El concepto de grupo es esencial en
multicasting. En multicast IP los grupos tienen
un ID, este ID grupal es esencialmente un grupo
de direcciones IP conocidas como Clase D. De
esta manera, si un host quiere recibir un mensaje
multicast enviado a un grupo particular tiene
que, de algún modo, escuchar todos los
mensajes enviados a ese grupo en particular.
Para que un host reciba los mensajes multicast
debe unirse al grupo informándole al router
multicast de su subred. Para todos estos
procesos de unirse a un grupo o abandonar el
mismo se utiliza un protocolo conocido como IGMP.

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El protocolo IGMP (Internet Group Management
Protocol) es utilizado por los routers para saber
si existen host miembros de los diferentes
grupos en sus subredes, de esta manera,
ellos saben si tienen que transmitir el mensaje a
su subred o no.
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• Existen una serie de protocolos utilizados en el
• ruteamiento multicast entre los que se
  encuentran
• DVMRP
• MOSPF
• PIM-SM
• PIM-DM
• CBT
• Estos protocolos utilizan diferentes algoritmos
• para realizar el ruteamiento en el medio
  multicast.

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PROTOCOLO CORE-BASED TREES ( CBT ) Este
protocolo utiliza un algoritmo del mismo nombre
basado en la filosofía de árboles a partir de
varios puntos centrales. CBT mantiene un único
árbol compartido para cada grupo multicast
activo en la red. En otras palabras, el árbol
utilizado para enviar mensajes multicast de un
grupo en particular, es particular a este grupo y
tiene la forma de un árbol simple sin importar
donde esté la fuente.
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PROTOCOLO CBT

• Mantiene un árbol distribuido para cada grupo de
  multicast
• en la red, con centro en un nodo llamando core o
  nodo central,
• este nodo puede estar conformado por uno o varios
  routers elegidos.
• Todos los mensajes a un grupo en particular son
  enviados
• como mensajes unicast hacia el core hasta que
  alcanzan un router que pertenezca al árbol
  destino.
• Cuando un nodo del árbol destino recibe un
  paquete, lo envía hacia todas las ramas del grupo
  excepto a la rama de donde proviene el paquete.

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PROTOCOLO CBT
Core Nodo
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PROTOCOLO PIM (Protocol Independent Multicast)
La idea al crear este protocolo era que no
dependiera de ningún protocolo unicast para hacer
el ruteamiento multicast (a diferencia de MOSPF y
DVMRP, cuyos algoritmos de ruteamiento se basan
en los utilizados en OSPF y RIP) La mayoría de
los protocolos multicast utilizan un ancho de
banda reducido siempre y cuando los miembros de
grupo tengan una distribución relativamente
densa, sin embargo, no lo hacen si tienen una
distribución esparcida.
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• Este protocolo presenta dos versiones de acuerdo
  a la densidad
• del grupo multicast
• PIM-Dense Mode o Distribución Densa (PIM-DM)
• PIM-Sparse Mode o Distribución Esparcida
  (PIM-SM).

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PROTOCOLO PIM DENSO
PIM-DM es muy similar al DVMRP y utiliza el
algoritmo RPM (Reverse Path Multicasting) para
formar los árboles. RPM Una de las
principales diferencias entre DVMRP y PIM-DM es
que PIM-DM envía los mensajes multicast por todas
las interfases de red hasta que recibe mensajes
de poda (Prune Messages) mientras que DVMRP
envía mensajes sólo a los nodos pertenecientes a
su subred.
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PROTOCOLO PIM DENSO

• Se distinguen dos etapas en el funcionamiento
• Flooding Se crean árboles SBT desde las fuentes
  a cada posible receptor del grupo.
• Poda Los nodos que no participan del trafico
  de paquetes provenientes de una fuente,
  piden ser podados del árbol respectivo.

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PROTOCOLO PIM DENSO
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PROTOCOLO PIM DENSO
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PROTOCOLO PIM ESPARCIDO

• Este modo del protocolo utiliza la filosofía de
  árbol basado en centros.
• Pueden existir uno o más nodos centrales
  llamados RP (Rendezvous Point).
• Cada nodo que quiera recibir mensajes multicast
  de un cierto grupo necesita enviar un mensaje de
  unión al RP de ese grupo.

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• Otra de las diferencias más importantes con PIM
  Dense Mode
• es que, este último, envía mensajes multicast a
  todos los nodos
• a menos que hayan especificado que no querían
  recibir los
• mensajes mediante un mensaje de poda, en
  cambio, en PIM
• Sparse Mode no recibirán los paquetes a menos que
  lo indiquen
• explícitamente.
• Los destinos pueden solicitar a cada fuente usar
  un árbol del
• tipo SBT en vez de utilizar el RP. De esta
  manera, pueden
• coexistir las filosofías SBT y CBT en el mismo
  protocolo.

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PROTOCOLO PIM ESPARCIDO
nodo RP
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R P M ( Reverse Path Multicasting )

• Para explicar este algoritmo es necesario conocer
  como funcionan
• los otros algoritmos
• Flooding (Inundación)
• Spanning Tree ( Árbol de Distribución )
• RPB( Reverse Path Broadcasting ) Cada nodo del
  árbol tiene
• un mapa topológico del árbol, por lo tanto, sabe
  el camino
• más corto hacia la fuente . Cuando un paquete es
  enviado el nodo
• final sabe el camino más corto hacia la fuente.
• TRPB ( Truncated Reverse Path Broadcasting )
  si no hay
• miembros en la subred no transmite el mensaje.
• En RPM es igual pero existen los mensajes de
  poda