Curs Domotica Ppt

1DOMOTICĂ: CLĂDIRI INTELIGENTE – Curs

Soluţii de distribuţie multicast

Tudor Mihai BLAGAUniversitatea Tehnică din [email protected]


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


INTRODUCERE


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


Introducere

Aplicaţii de distribuţie a datelor multimedia în timp real la un număr mare de clienţi� unicast/broadcast� MULTICAST


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


MULTICAST IP

Adrese multicastManagementul grupuluiRutare multicast


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


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


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)


Principiile rutării multicast

Arbori de distribuţie sursă sau partajaţiRPF – Reverse Path Forwarding




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


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


DVMRP


PIM-DM/RIP


PIM-DM/OSPF


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


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


Servicii alternative de comunicare în grup

ClasificareCastGateXCast


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)


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


CastGate Client


CastGate Router


CastGate Router cu PIM-SM


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


XCast


XCast+


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


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)


Parametri de performanţă AGCS


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).


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.


Analiza performanţelorCastGate - XCast


Topologia reţelei


Unicast


Multicast


CastGate Client


CastGate Router


CastGate cu PIM-SM (best case)


CastGate cu PIM-SM (worst case)


XCast cu suport în reţea


XCast cu X2U prematur


XCast cu tunelare semipermeabilă


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


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


Concluzii


Concluzii

Curs Domotica Ppt

Documents