Holger Fahner Peter Feil Tanja Zseby MBone Aufbau und Einsatz von IP-Multicast-Netzen Technische Universität Darmstadt FACHBEREICH INFORMATIK B I B L I O T H E K Inventar-Nr.: Sachgebiete: Standort: OO - dpunkt.verlag
Inhalt 1 Einleitung 1 Teil I Theoretische Grundlagen 2 Übersicht IP-Multicast 7 3 IP-Multicast-Grundlagen 11 3.1 IP-Multicast-Adressen 12 3.2 IP-Multicast- und Hardware-Adressen 14 3.3 Das Internet Group Management Protocol (IGMP) 16 3.3.1 IGMP-Nachrichtentypen 17 3.3.2 IGMP Version 2 19 3.3.3 IGMP Version 3 20 4 Multicast-Forwarding 23 4.1 Spanning Tree 24 4.2 Source-Based Trees 25 4.2.1 Reverse Path Forwarding (RPF) 26 4.2.2 Truncated Reverse Path Broadcasting 28 4.3 Shared Trees 28 4.4 Zusammenfassung 30 5 Distance Vector Multicast Routing Protocol (DVMRP) 31 5.1 mrouted 31 5.2 Reverse Path Multicasting (RPM) 32 5.3 Funktionsweise von DVMRP 34 5.4 Nachteile und Beschränkungen von DVMRP 36 5.5 Hierarchical DVMRP (HDVMRP) 37 5.6 Zusammenfassung 37 6 Protocol Independent Multicast (PIM) 39 6.1 PIM Dense Mode 41 6.2 PIM Sparse Mode 41 6.2.1 Funktionsweise des PIM-SM 42 6.2.2 Zuverlässigkeit und Ausfallsicherheit von PIM-SM.. 46 6.3 Zusammenfassung 47
7 Inter-Domain Multicast 49 7.1 MBGP und MSDP 49 7.1.1 Multicast Border Gateway Protocol (MBGP) 50 7.1.2 Multicast Source Discovery Protocol (MSDP) 50 7.2 Das Border Gateway Multicast Protocol (BGMP) 52 7.3 Multicast Address Allocation Architecture (MAAA) 55 8 Administrative Konzepte 59 8.1 Bereichskontrolle (Multicast Scope Control) 60 8.1.1 Der Time-to-Live-Wert 60 8.1.2 Administrative Multicast-Bereiche 61 8.2 Bandbreitenlimitierung 63 8.3 Aufsetzen von Tunneln 63 Teil II Praxis 9 Struktur des Multicast-Backbones 67 9.1 Der MBone in Deutschland 68 9.2 Der MBone in Europa 70 9.3 Der MBone in den USA und dem Rest der Welt 73 9.3.1 Das vbns in den USA 73 9.3.2 CAIDA 74 9.3.3 Planet Multicast 76 10 Konfiguration von IP-Multicast-Netzen 79 10.1 Anbindung an den MBone 80 10.2 Der Multicast-Routingdämon, mrouted 81 10.2.1 Konfiguration des mrouted 82 10.3 Die Multicast-Erweiterungen des Cisco-Routers 86 10.4 DVMRP-Konfigurationen 88 10.4.1 Verbindung dreier LANs mit mrouted 89 10.4.2 Verbindung der drei LANs mit Cisco-Routern 92 10.4.3 Aufbau eines Multicast-Grenz-Routers zum MBone..95 10.5 PIM-Konfiguration 105 10.5.1 Erweiterte Konfigurationsmöglichkeiten von PIM Sparse Mode im Cisco-Router 107 11 Management von Multicast-Netzen 111 11.1 mrinfo und mtrace 112 11.1.1 mrinfo 112 11.1.2 mtrace 114 11.2 tcpdump 118 11.3 mrouted intern 121 11.4 Cisco-Router intern 126 11.5 RTP-Monitore 129 11.6 SNMP-Management 131 11.7 Übersicht IP-Multicast-Diagnosetools 133
12 Multicast-Anwendungen 135 12.1 Protokolle 136 12.1.1 Protokolle zur Datenübertragung 136 12.1.2 Protokolle zur Ankündigung von Sitzungen 138 12.2 Session Management Tools 139 12.2.1 Session Directory Tool (SDR) 139 12.2.2 Conference Manager (Confman) 145 12.2.3 Multimedia Conference Control (MMCC) 146 12.3 Audio-Tools 147 12.3.1 Visual Audio Tool (VAT) 147 12.3.2 Robust Audio Tool (RAT) 152 12.3.3 FreePhone 154 12.3.4 Network Voice Terminal (NeVoT) 155 12.4 Video-Tools 156 12.4.1 Video Conference Tool (VIC) 156 12.4.2 Network Video (NV) 160 12.4.3 Network Video Terminal (NeViT) 161 12.5 Shared Whiteboard und Text-Tools 161 12.5.1 Whiteboard (WB und WBD) 161 12.5.2 Digital Lecture Board (DLB) 163 12.5.3 Network Text Editor (NTE) 164 12.6 Kombinierte Multimedia-Tools 165 12.6.1 INRIA Video Conferencing System (IVS) 165 12.6.2 Rendez-Vous 165 12.6.3 Multimedia Internet Terminal (MInT) 166 12.6.4 ISABEL 168 12.6.5 Cisco IP/TV 169 12.6.6 RealSystem (RealPlayer und RealServer) 172 12.6.7 Microsoft NetShow und Windows Media Player... 173 12.7 Sonstige MBone-Tools 174 12.7.1 MPoll 174 12.7.2 RTP-Tools 174 12.8 Übersichtstabellen Multicast-Anwendungen 174 Teil III Weiterführende Aspekte 13 IP-Multicast über spezielle Netzwerktechnologien 181 13.1 IP-Multicast über ATM 181 13.1.1 IP-Multicast-Adressauflösung 183 13.1.2 ATM-Verbindungsauf bau für IP-Multicast 185 13.2 IP-Multicast über Satellitennetze 188 13.3 Zusammenfassung 190 14 Zukünftige Entwicklungen 193 14.1 Multicast in IPv6 193 14.1.1 Multicast-Adressen in IPv6 195 14.1.2 Anycast 197 14.1.3 Gruppenverwaltung mit ICMPv6 198
14.2 QoS-Unterstützung für IP-Multicast 199 14.2.1 Integrated Services 200 14.2.2 Differentiated Services 2 04 14.3 Multicast Accounting 207 14.3.1 Tarifierung von Netzdiensten 207 14.3.2 Kosten für Multicast 208 14.3.3 Kostenaufteilungsstrategien 210 14.3.4 Authentication, Authorization und Accounting (AAA) in IETF und IRTF 214 14.4 Reliable Multicast (RMC) 214 14.4.1 Besondere Eigenschaften von RMC 215 14.4.2 Heutiger Stand von RMC 216 14.5 Sicherheitskonzepte für IP-Multicast 217 14.5.1 Netzsicherheit 217 14.5.2 Besonderheiten bei Multicast 218 14.5.3 IP-Multicast-Sicherheitsanforderungen 220 14.5.4 Problembereiche bei der Bereitstellung von Sicherheitsmechanismen für IP-Multicast 223 14.5.5 Module und Funktionsgruppen für sichere Multicast-Kommunikation 226 14.5.6 IP-Multicast-Security-Architektur 228 14.5.7 IP-Multicast und Firewalls 231 14.6 Neue Multicast-Servicemodelle 233 14.6.1 Traditionelles Servicemodell für IP-Multicast 233 14.6.2 Root Addressed Multicast Architecture (RAMA)...235 14.6.3 Source Specific Multicast und PIM-SO 236 14.7 Zusammenfassung 237 Teil IV Anhang A Codierverfahren für Audio- und Videodaten 241 A.l Audiocodierverfahren 242 A.2 Videocodierverfahren 246 A.3 Spezielle Codier- und Übertragungsverfahren 249 A.3.1 Adaption der Senderate 249 A.3.2 Interleaving 250 A.3.3 Vorwärtsfehlerkorrektur (FEC) 250 A.3.4 Hierarchische Codierung 251 B Inhalt der CD-ROM zum Buch 253 C Multicast-Informationen im Internet 255 C.l Internet-Standards 255 C.2 Allgemeine MBone-Informationen 256 C.3 Ansprechpartner MBone 256 C.4 MBone-Visualisierung 257 C.5 Multicast-Routing 258
C.6 Multicast-Management 259 C.7 User Manuals für Anwendungen 259 C.8 Debug- und Messtools 262 C.9 Sonstige 263 D Referenzen 265 D.l Request for Comments (RFCs) 265 D.2 Internet Drafts 269 D.3 Sonstige Referenzen 273 E Abkürzungen und Glossar 277 Index 293