Post on 22-Oct-2015
transcript
1DOMOTICĂ: CLĂDIRI INTELIGENTE – Curs
Soluţii de distribuţie multicast
Tudor Mihai BLAGAUniversitatea Tehnică din Cluj-Napocatudor.blaga@com.utcluj.ro
2DOMOTICĂ: CLĂDIRI INTELIGENTE – Curs
Cuprins
IntroducereMulticast IP� Adrese multicast IPv4 şi IPv6� Managementul grupului multicast� Principiile rutării multicast
Servicii alternative de comunicare în grup� Clasificare� CastGate� XCast
Parametri de performanţă AGCSAnaliza performanţelor CastGate – XCastConcluzii
4DOMOTICĂ: CLĂDIRI INTELIGENTE – Curs
Introducere
Modele de comunicare� unicast� broadcast� anycast� multicast (o sursă – mai mulţi destinatari)
Multicast IP necesită:� adrese IP multicast – desemnează grupul multicast� protocoale pentru managementul grupului – înscriere şi
părăsirea grupului� protocoale de rutare multicast – crează arborele de
distribuţie de la sursă la membrii grupului
5DOMOTICĂ: CLĂDIRI INTELIGENTE – Curs
Introducere
Aplicaţii de distribuţie a datelor multimedia în timp real la un număr mare de clienţi� unicast/broadcast� MULTICAST
6DOMOTICĂ: CLĂDIRI INTELIGENTE – Curs
Introducere
Grupuri multicast� dinamice şi deschise� dimensiunea nu este limitată� o staţie poate face parte simultan din mai multe grupuri
multicast� o staţie poate se transmită către mai multe grupuri� mai multe staţii pot sa transmită către acelaşi grup
Adresa IP multicast = adresă destinaţieProtocol de strat transport = UDP� nu există versiune standardizată pentru multicast a
protocolului TCP
7DOMOTICĂ: CLĂDIRI INTELIGENTE – Curs
MULTICAST IP
Adrese multicastManagementul grupuluiRutare multicast
8DOMOTICĂ: CLĂDIRI INTELIGENTE – Curs
Rutarea multicast intradomeniu
Adrese multicast IPv4 şi IPv6� IPv4 clasa D de adrese încep cu 1110� IPv6 adrese care încep cu FF
Managementul grupului multicast� funcţii: înscriere, părăsire, întrebare, raportare� IPv4 - IGMP (Internet Group Mangement Protocol) v1, v2, v3� IPv6 – MLD (Multicast Listener Discovery) v1, v2
Arbori de distribuţie multicast� SBT – Source Based Tree� SDT – Shared Distribution Tree� mecanism RPF – Reverse Path Forwarding
9DOMOTICĂ: CLĂDIRI INTELIGENTE – Curs
Adrese multicast
IPv4 clasă D: 224.0.0.0 – 239.255.255.255
IPv6 ex: FF02::10
Scop:
Scop globalE
Scop local la nivel de organizaţie8
Scop local la nivel de site5
Scop local la nivel de legătur ă2
Scop local la nivel de nod1
SemnificaţieValoare în hexa
10DOMOTICĂ: CLĂDIRI INTELIGENTE – Curs
Managementul grupului multicast
înscriere (Join): staţia se poate înscrie la un grup părăsire (Leave): staţia poate informa routerul că a părăsit un anumit grupîntrebare (Querying): routerul poate întreba dacă există membri ai unor grupuri pe acea legătură, întrebări ce pot fi generice sau specifice unui grupraportare (Reporting): staţia poate informa routerul că aparţine unui anumit grupIPv4 – Internet Group Management Protocol (IGMP)IPv6 – Multicast Listener Discovery (MLD)
11DOMOTICĂ: CLĂDIRI INTELIGENTE – Curs
Principiile rutării multicast
Arbori de distribuţie sursă sau partajaţiRPF – Reverse Path Forwarding
14DOMOTICĂ: CLĂDIRI INTELIGENTE – Curs
DVMRP
disponibil doar pentru IPv4bazat pe protocolul unicast RIP (Routing Information Protocol)permite tunelarea datelor IP în IPoperare DVMRP:� descoperirea vecinilor� schimbul de rute� procesul Prune� procesul Graft
ALL-DVMRP-ROUTERS 224.0.0.4
15DOMOTICĂ: CLĂDIRI INTELIGENTE – Curs
PIM-DM, PIM-SM
disponibil pentru IPv4 şi IPv6independent de protocolul de rutare unicastdouă moduri de operare� dens (DM – Dense Mode)� răsfirat (SM – Sparse Mode)
PIM-DM� arbore sursă SBT� broadcast and prune
PIM-SM� arbore partajat SDT, rădăcină comună RP Rendezvous Point� mecanism de înscriere explicită
ALL-PIM-ROUTERS 224.0.0.13 şi FF02::D
19DOMOTICĂ: CLĂDIRI INTELIGENTE – Curs
Rutarea multicast interdomeniu
BGP - Border Gateway Protocol şi Multiprotocol BGP� informaţie de rutare multicast interdomeniu� verificare RPF
MSDP – Multicast Source Discovery Protocol� partajare informaţie referitoare la sursele active din domeniu� mesaje SA (Source Announcement) ce conţin primul pachet
de date
PIM-SSM – PIM Source Specific Multicast� extensie PIM� transmisie one-to-many� necesită folosirea IGMPv3, MLDv2
20DOMOTICĂ: CLĂDIRI INTELIGENTE – Curs
Problemele rutării multicast
răspândirea redusă în Internet� blocajul tripartit
� clienţii� furnizorii de servicii� furnizorii de conţinut
� lipsa mecanismelor pentru transmisia fiabilă� complexitatea rutării multicast� dificultăţi în asigurarea securităţii
transmisia multicast pentru nodurile mobile� soluţiile disponibile utilizează tunelarea bidirecţională� procesele de înscriere la grup şi recepţia traficului se
efectuează prin HA – Home Agent
21DOMOTICĂ: CLĂDIRI INTELIGENTE – Curs
Servicii alternative de comunicare în grup
ClasificareCastGateXCast
22DOMOTICĂ: CLĂDIRI INTELIGENTE – Curs
Clasificare AGCS
Multicast IP nu este disponibil la scală largă în Internet, soluţia = AGCSAlternative Group Communication Service� reflector unicast/multicast, exemple: UMTP (UDP
Multicast Tunneling Protocol), CastGate.� tunelare permanentă, exemple: DVMRP, AMT (Automatic
Multicast Tunnels).� multicast cu topologie suprapusă (overlay), exemple:
ESM, HyperCast.� servicii de rutare specifice, exemple: XCast/XCast+, DCM
(Distributed Core Multicast)
23DOMOTICĂ: CLĂDIRI INTELIGENTE – Curs
CastGate
Acces la conţinutul multicast; tehnologie de tranziţieUMTP - UDP Multicast Tunneling ProtocolElemente arhitectură CastGate:� client tunel CastGate (TC - Tunnel Client)� server tunel CastGate (TS - Tunnel Server)� server tunel bază de date CastGate (TDS - Tunnel Database
Server)
Soluţii CastGate:� CastGate Client� CastGate Router� CastGate Router cu PIM-SM
27DOMOTICĂ: CLĂDIRI INTELIGENTE – Curs
XCast
Pt. grupuri multicast cu nr. redus de membriiBazat numai pe rutare unicastAntet XCast – incude o listă cu adresele IP a tuturor destinaţiilor (membrii grupului)Mecanisme XCast� X2U – XCast to Unicast� X2M – XCast to Multicast
Modalităţi de implementare XCast� cu suport în reţea� X2U prematur� tunelare semipermeabilă
30DOMOTICĂ: CLĂDIRI INTELIGENTE – Curs
ESM
End System Multicast funcţii multicast realizate de staţia finală:� managementul grupului� rutarea datelor� replicarea pachetelor
Protocolul Narada implementează conceptul ESM� topologie logică overlay completă (mesh)� arbore de distribuţie construit printr-un algoritm cu vector
distanţă
Protocol proprietar
31DOMOTICĂ: CLĂDIRI INTELIGENTE – Curs
HyperCast
topologie logică overlaydouă mecanisme de construcţie a topologiei:� triangulaţia Delaunay� folosind hipercuburi
protocol în curs de standardizaretipul mesajelor HyperCast� mesaje overlay, pentru transferul de date între aplicaţii� mesaje DT (Delaunay Triangulation)� mesaje HC (HyperCube)
33DOMOTICĂ: CLĂDIRI INTELIGENTE – Curs
calea pe care se realizează transmisia datelor:� stres (stress): defineşte încărcarea unei legături ca fiind numărul
de pachete identice transportat, valoarea optimă 1 obţinându-se folosind rutarea multicast.
� utilizarea resurselor (resource usage): se defineşte drept suma produsului între întârziere şi stres pe toate legăturile l care participă la distribuţia datelor). Acest parametru evaluează efectul asupra întregii reţele, presupunând că legăturile cu întârzieri mari sunt mai costisitoare.
� întindere (stretch): este raportul între întârzierea dintre noduri folosind topologia de distribuţie suprapusă şi întârzierea de-a lungul căi directe unicast între acestea. Acest parametru se mai numeşte întârziere relativă între sursă şi un receptor (relative delay penalty).
34DOMOTICĂ: CLĂDIRI INTELIGENTE – Curs
performanţele staţiei finale:� pierderi în caz de defecţiune (losses after failures):
ne dă numărul mediu de pachetele pierdute ca urmare a defectării unui singur nod.
� timpul până la primul pachet (time to first packet): defineşte timpul după care un nou membru care s-a înscris la grup începe să recepţioneze date.
� traficul de control (control overhead): menţinerea topologiei AGCS are un cost din punctul de vedere al informaţiei de control schimbate, adică numărul de mesaje procesate şi debitul transmis.
46DOMOTICĂ: CLĂDIRI INTELIGENTE – Curs
Rezultate Stres
1 / 1 / 1 / 11 / 11Multicast
1 / 1 / 1 / 11 / 12XCast++ (bc)
1 / 1 / 2 / 11 / 22XCast++ (wc)
1 / 1 / 1 / 11 / 12CastGate cu PIM-SM (bc)
1 / 1 / 2 / 11 / 22CastGate cu PIM-SM (wc)
3 / 3 / 3 / 22 / 12XCast+ cu tunelare semipermeabilă
5 / 5 / 5 / 42 / 12XCast cu tunelare semipermeabilă
4 / 4 / 4 / 48 / 817XCast cu X2U prematur
1 / 1 / 1 / 11 / 12XCast+ cu suport în reţea
4 / 4 / 4 / 41 / 12XCast cu suport în reţea
2 / 2 / 2 / 22 / 25CastGate Router
4 / 4 / 4 / 48 / 817CastGate Client
4 / 4 / 4 / 48 / 817Unicast
s4/s5/s6/s7s2/s3s1Tehnologia
STRES
47DOMOTICĂ: CLĂDIRI INTELIGENTE – Curs
Rezultate utilizare resurse, întindere
17Multicast
1,338XCast++ (bc)
2,3310XCast++ (wc)
1,338CastGate cu PIM-SM (bc)
2,3310CastGate cu PIM-SM (wc)
2,3316XCast+ cu tunelare semipermeabilă
2,3324XCast cu tunelare semipermeabilă
149XCast cu X2U prematur
18XCast+ cu suport în reţea
120XCast cu suport în reţea
1,3317CastGate Router
149CastGate Client
149Unicast
Întinderea pt. c7Utilizarea resurselorTehnologia