Multicasting. Weitere Definitionen

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1 Multicasting Def. Mehrpunkt-Kommunikation: Gleichzeitiger Austausch von Nachrichten unter mehreren Kommunikationspartnern. Def. Multicast: Die Übermittlung einer Nachricht an mehrere Empfänger in einer einzigen Operation (Effizienz!). Def. Broadcast: Spezialfall von Multicast, wobei alle Stationen Empfänger der Nachricht sind. 15 Weitere Definitionen Multicast-Gruppe: Menge der Empfänger in einer Multicast-Operation. Punkt-Mehrpunkt Multicasting: Ein einziger Sender, mehrere Empfänger. Mehrpunkt-Mehrpunkt Multicasting: Mehrere Sender, mehrere Empfänger. Multicast-Assoziation: Einer oder mehrere Sender und Empfänger sind bereit zum Nachrichtenaustausch. 16

2 Während der Lebensdauer einer Multicast- Assoziation kann sich die Multicast-Gruppe verändern: Join und leave-operationen. Sender- oder receiver-initiated 17 Mechanismen für effizientes Multicasting In Netzen mit gemeinsamem Medium (LAN, Satellitenkommunikation): Stationen reagieren auf ihre eigene (unicast) sowie auf eine oder mehrere Multicast-Gruppenadressen, sowie die Broadcast-Adresse. Implementation in Netzwerk-Software auf dem Netzadapter (Liste von konfigurierten MC-Adressen oder Hashtabelle) 18

3 Multicasting in ATM Basismechanismus: Replizierung von Zellen auf Output-Links ATM ist verbindungsorientiert -> für Multicast wird eine Punkt-zu-Mehrpunktverbindung erstellt (UNI 3.x des ATM-Forum). QoS wird bei Verbindungserstellung festgelegt. UNI 3.x: nur sender-initiated join; UNI 4.0: leaf-initiated join 19 Probleme: Emulation eines Mehrpunkt-Mehrpunkt Multicast durch mehrere Punkt-Mehrpunkt Verbindungen skaliert schlecht, da neue Empfänger in alle Verbindungen aufgenommen werden müssen. Keine empfängerspezifische QoS-Einstellung möglich. Echter Mehrpunkt-Mehrpunkt Multicast ist schwierig zu realisieren (wie identifiziert man einen Sender?) 20

4 Multicast in Datengrammnetzen (z.b. IP) Pakete werden in Routern auf geeignete Output-Links repliziert. Effiziente Realisierung ist die Aufgabe eines Multicast-Routingprotokolls. Multicast im heutigen Internet (IPv4): Multicast-Adresse: Klasse D Multicast-Backbone als Overlay-Netz (Mbone) 21 IP Multicast Routing Receiver-initiated (Sender muss Gruppenmitglieder nicht kennen). Im MC-Datengramm ist als Adressinformation nur die MC-Adresse vorhanden. Internet Group Management Protocol (IGMP): Zur Buchführung über Gruppenmitgliedschaft. Verschiedene MC-Routingprotokolle. 22

5 Operationen MCSend(Daten, MC-Gruppe) MCJoin (MC-Gruppe) MCLeave (MC-Gruppe) MCReceive(Daten, Sender) 23 Routing für Broadcast Flooding: Jeder Router repliziert ein ankommendes Paket auf alle abgehenden Links Ein Paket wird von einem Router nur weitergeleitet/repliziert, wenn er es zum ersten Mal sieht, sonst wird es ignoriert (Mechanismus?) ->Ein Paket wird höchstens 2 Mal über jeden Link befördert. 24

6 Illustration zu Flooding 25 Spanning Tree Broadcasting Keine Schleifen 1 optimaler ST pro Sender Suboptimal falls nur ein gemeinsamer ST für alle Sender Gemeinsamer ST ist statisch. 26

7 Reverse Path Broadcasting (RPB) Router repliziert ein Paket auf alle abgehenden Links, sofern es auf dem Link ankam, der auf dem optimalen Weg zum Absender liegt ( on the reverse path ) Annahme: Symmetrischer Graph 27 Reverse Path Multicasting (RPM) Prune-Messages (unbestätigt) schneiden den Baum zurück. Prunes haben begrenzte Wirkungsdauer (Baum wächst nach ). Graft-Messages (bestätigt) heben Prunes auf 28

8 Bemerkungen zu RPM Die Information über den besten Pfad zurück zur Quelle (reverse path) erhält man vom Unicast-Routing. Unicast-Routing: Distance Vector (DV) oder Link State (OSPF). Algorithmus ist ineffizient bei kleinen Gruppen in einem grossen Netz (sparse multicasting). Jeder Router muss Information über jedes (Quelle, Gruppe)-Paar speichern. 29 IP Multicast-Routingprotokolle Distance-Vector Multicast Routing Protocol (DVMRP), basierend auf RPM Multicast Open Shortest Path First (MOSPF) Core-Based Tree (CBT) Routing Protocol Independent Multicast (PIM) Sparse mode Dense mode 30

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