PDF de programación - Fundamentos de Multicast

Fundamentos de multicast

César A. Cabrera E.
Ing. de sistemas y computación UTP
CCNP-CCNA-CCAI
Semillero de investigación Hipercubo
Docente Universidad Tecnológica de Pereira
Colombia



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Fundamentos de multicast

Agenda
• ¿Qué es multicast?
• Elementos de multicast IP
• Enrutamiento Multicast
• P&R



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F. de multicast – el qué

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F. de multicast – el qué

Problema
• ¿Cómo enviar tráfico a múltiples

destinatarios distribuidos por una red?

• Potenciales soluciones:

– Unicast
– Broadcast



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F. de multicast – el qué

+ Problemas
• Unicast: El tráfico es directamente

proporcional al # de destinatarios

• Broadcast: Los enrutadores limitan los

broadcast



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F. de multicast – el qué

Solución
• Intermedio: Multicast
• Intermedio, múltiples destinatarios pero no

todos, no multiplica el tráfico



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F. de multicast – el qué

Ventajas
●Mejor uso del ancho de banda
●Menos procesamiento en los
enrutadores
●Menos procesamiento en las
fuentes de tráfico
●Las fuentes no tienen que
conocer las direcciones de los
destinatarios

Desventajas
●Transporte sólo por UDP
●Dificultad de aplicar QoS
●No confiabilidad = duplicación
de paquetes y arribo
desordenado no se puede
controlar
●¡No hay control de flujo!

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F. de multicast – el qué

Modelos de aplicaciones Multicast
●Uno a muchos → Convencional
●Muchos a muchos → Retroalimentación de clientes
●Muchos a uno → Operaciones simultáneas



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F. de multicast – Elementos

• ¿Cómo denominar un grupo de

destinatarios?

• ¿Cómo entregar el tráfico?
• ¿Cómo distribuir el tráfico?



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F. de multicast – Elementos

Denominar grupos de destinatarios
• Direcciones de clase D
• 224.0.0.0/4

– Alcance Local: 224.0.0.0 - 224.0.0.255
– Alcance global: 224.0.1.0 –

238.255.255.255

– Alc. limitado: 239.0.0.0 –

239.255.255.255

• De sitio y de organización



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F. de multicast – Elementos

Grupos básicos
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•

224.0.0.1
224.0.0.2
224.0.0.5
224.0.0.6
224.0.0.9
224.0.0.10
224.0.0.18
224.0.0.22
224.0.0.102
224.0.0.251
224.0.1.41

All Hosts group (all systems on the same network segment)
All Routers group (all routers on the same network segment)
Open Shortest Path First (All OSPF capable)
OSPF (All DRouters)
RIP Version 2 group address.
EIGRP group address
Virtual Router Redundancy Protocol (VRRP)
IGMP Version 3 (Internet Group Management Protocol)
Hot Standby Router Protocol Version 2 (HSRP)
Multicast DNS address
H.323 Gatekeeper discovery address



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F. de multicast – Elementos

Grupos Notables
• 224.2.0.0 MBone
• 224.2.127.254 SDR (Aplicación de directorio)
• 233.0.0.0 GLOP: Direccionamiento con base en

número de AS



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F. de multicast – Elementos

Entrega de tráfico
• Multicast es tratado como broadcast por ethernet
• Dirección MAC: bit de broadcast/unicast
• MAC de multicast IP: 01-00-5e-[0xxxxxxx].YY.ZZ (25 bits

+ significativos)

• Restan 23 bits para la IP del grupo (28bits)
• 32 grupos IP se asignan a la misma MAC



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F. de multicast – Elementos

32 direcciones IP de multicast
corresponden a la misma MAC
de multicast

٠x٠١٠٠.٥E٠١.٠١٠١

٢٢٤.١.١.١
٢٢٤.١٢٩.١.١
٢٢٥.١.١.١
٢٢٥.١٢٩.١.١

٢٣٨.١.١.١
٢٣٨.١٢٩.١.١
٢٣٩.١.١.١
٢٣٩.١٢٩.١.١

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F. de multicast – Elementos

Sesiones ¿Cómo saber qué canales hay disponibles?
• Servidor de directorio: SDR
• SDP/SAP
• URL
• Descripción/anuncio vs. Transporte
• Transporte: SAP, SIP, RTSP, SDR, MIME, URLs.



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F. de multicast – Elementos

IGMP: Internet Group management prot.
• Reportar membresía + Solicitar participación
IGMP Report (hosts) + IGMP Query (router)
•
IGMPv1: 224.0.0.1
•
IGMPv2: Mensaje de abandono a la dirección del grupo
•
•
IGMPv3: Mensaje de selección de fuente (224.0.0.22)



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F. de multicast – Elementos

Switches y Multicast
•
• CGMP: Protocolo enrutador-switch

IGMP Snooping: Switch Capa 3 alerta a IGMP

Enrutadores y multicast
•
• Enrutamiento multicast: PIM

IGMP+CGMP



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F. de multicast – Enrutamiento

Lógica inversa
• Saber hacia dónde está la fuente: RPF
• Partir de la tabla de enrutamiento tradicional
• Dominio de enrutamiento con multicast habilitado



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F. de multicast – Enrutamiento

PIM (Protocol Independent Multicast)
• Árboles de distribución: Compartidos/SPT
• Modo denso+Modo económico (Dense/Sparse)



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F. de multicast – Enrutamiento

Árboles de distribución SPT
• Ruta más corta: óptimos en latencia
• Todos los enrutadores del dominio guardan el estado:

(S,G)+RPF

• Estado por fuente
• Mucha memoria y procesamiento innecesario



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F. de multicast – Enrutamiento

Árboles de distribución compartidos
• Ruta subóptima: mayor latencia
• Algunos enrutadores del dominio guardan el estado:

(*,G)+RPF

• Se elige un RP: punto intermedio
-memoria, -procesamiento, -tráfico
•



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F. de multicast – Enrutamiento

Modos de PIM
• Dense mode: Inundar el dominio y depurar (todos

mantienen la información de estado)

• Sparse mode: Sólo los enrutadores que reporten

membresías se suscriben

• DM → SPT
• SM → Shared
• Existe PIM Sparse-dense Mode entre otros



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Preguntas y Respuestas

• ¿Qué es multicast?

– Unicast+Broadcast+Multicast

• Elementos de multicast IP
– Direccionamiento
– IGMP
– SDR
– MAC
– Enrutamiento

• Enrutamiento Multicast

– PIM
– Árboles de distribución: compartidos/SPT
– Modo denso/Modo económico



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Referencias

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http://www.cisco.com/en/US/products/ps6552/products_ios_technology_home.html
http://cisco.com/en/US/tech/tk828/tech_brief09186a00800a4415.html
RFC 3266 → SDP
RFC 2974 → SAP
RFC 2543 → SIP
RFC 2326 → RTSP
RFC 2236 → IGMPv2
RFC 3376 → IGMPv3
RFC 2362 → PIM-SM
RFC 2365 → Direccionamiento multicast privado
RFC 2770 → Direccionamiento GLOP
http://en.wikipedia.org/wiki/Multicast_address



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