Qu’est-ce que le routage IP multicast?

Le routage de multidiffusion implique l’envoi du même message à de nombreux points de terminaison. Vous devrez peut-être implémenter le routage multicast si vous disposez d’une installation de visioconférence dans votre entreprise ou si vous disposez d’installations de chat audio impliquant des conversations entre les groupes. Tous les routeurs sont capables de gérer le routage multicast et c’est une tâche relativement simple de configurer la capacité.

le multidiffusion n’envoie pas de message à toutes les adresses d’un segment de réseau, c’est-à-dire diffusion. Un autre terme que vous devez connaître est “monodiffusion.»Cela signifie acheminer un paquet vers une seule adresse. Unicast est le concept de transport standard qui implique l’envoi d’un paquet d’une source à une destination via des routeurs. Avec la multidiffusion, le paquet doit être répliqué et envoyé d’une source vers de nombreuses destinations.

Transfert de chemin inverse

Vous savez probablement que toutes les transmissions réseau suivent des ensembles de règles, appelés protocoles. Le principal objectif d’un algorithme de routage est de transmettre des paquets via des routeurs à l’adresse de destination qui est écrite dans l’en-tête du paquet. Les procédures de multidiffusion sont un peu différentes. Le paquet a également l’adresse source écrite dans son en-tête et lors de la transmission d’un paquet de multidiffusion, les routeurs utilisent une méthodologie conçue pour retirer le paquet de la source. C’est un concept difficile à envisager car on pourrait penser que la seule façon pour un paquet de se déplacer à travers un réseau est de voyager vers une destination donnée.

La méthodologie utilisée pour le routage IP multicast est appelée «transfert de chemin inverse.”La table de référence d’un routeur lui indique sur laquelle de ses interfaces il doit copier un paquet afin de transmettre un paquet à l’adresse IP contenue dans le champ de destination dans l’en-tête du paquet. Dans le transfert de chemin inverse, la table de routeur est un peu différente. Chaque enregistrement montre une interface en amont et une interface en aval. L’interface en amont est le point de réception des paquets arrivant de l’expéditeur de multidiffusion. L’interface en aval est le point de sortie pour tout paquet arrivant à l’interface en amont donnée.

Il y aura de nombreux enregistrements dans une table de routage de transfert de chemin inverse pour la même source. C’est ainsi que le paquet est envoyé plusieurs fois. Lorsque le routeur reçoit un paquet sur l’interface en amont, il trie sa table de routage et trouve tous les enregistrements de routage qui contiennent un mappage d’où transférer les paquets de cette source. Ces chemins sont regroupés par interface, ainsi, plutôt que l’adresse source et de destination, les enregistrements résultants présenteront une liste de paires d’interfaces entrantes et sortantes uniques. Dans toutes les paires, l’interface entrante sera la même.

Le routeur lit la première entrée de cette interface en amont et envoie le paquet à l’interface en aval correspondante dans cet enregistrement. Cependant, le travail n’est pas terminé car il a rassemblé plusieurs enregistrements pour cette interface en amont. Il lit donc le prochain enregistrement recueilli par la recherche de table et envoie le paquet à l’interface en aval dans cette entrée de table. Le routeur continue jusqu’à ce qu’il soit à court d’enregistrements qui correspondent à l’interface en amont sur laquelle le paquet est arrivé. Donc, un paquet est arrivé au routeur et a été envoyé plusieurs fois.

Assemblage de la table de routage

Les destinations d’un paquet de multidiffusion sont placées dans la table de routage sur demande. Autrement dit, les points de terminaison qui s’attendent à recevoir des paquets de la source de multidiffusion notifient au routeur leur intérêt. C’est comme un service d’abonnement. Ainsi, plutôt que la source d’une multidiffusion informant le routeur «à partir de maintenant, chaque paquet que j’envoie doit aller à A, B, C et D», chacun de ces destinataires envoie un message au routeur disant «Je veux un copie de tout ce que vous recevez de Z. “Donc, voici comment” le transfert de chemin inverse “tire son nom – l’itinéraire n’est pas organisé comme une poussée vers une destination, il est généré comme une traction à partir d’une source.

Protocoles de routage IP multicast

Comme vous pouvez le voir dans la description du fonctionnement du routage multicast, la création d’un chemin de multidiffusion se déroule en deux phases. Le premier est le processus d’abonnement où les destinataires enregistrent leurs adresses IP réseau dans le groupe. Cette procédure est décrite dans le Protocole de gestion de groupe Internet (IGMP) qui fonctionne pour les adresses IPv4. Le processus d’abonnement aux adresses IPv6 est dicté par le Découverte d’écoute de multidiffusion protocole (MLD). Collectivement, les protocoles d’enregistrement pour la transmission multidiffusion sont appelés «protocoles de découverte d’appartenance à un groupe de multidiffusion».

Les chercheurs sont constamment à la recherche de meilleures façons de gérer les communications et il existe donc toujours de nouveaux protocoles en cours de développement pour toute tâche de mise en réseau. Il existe d’autres protocoles de découverte d’appartenance à un groupe de multidiffusion, mais IGMP et MLD sont les deux qui sont couramment utilisés aujourd’hui. De même, de nombreux protocoles théoriques sont à l’étude pour la deuxième phase du routage de multidiffusion, qui est la transmission réelle des messages. Cependant, le système qui est implémenté sur à peu près tous les routeurs en service aujourd’hui est appelé Multidiffusion indépendante du protocole (PIM).

Duplication de paquets

Les paquets ne sont dupliqués qu’au point où les itinéraires vers les destinataires se séparent. C’est pourquoi le routeur lit le nom de l’interface dans sa table de routage plutôt que les adresses de destination. Ainsi, si plusieurs destinataires se trouvent au-delà du routeur suivant, le routeur de transfert n’enverra qu’une seule copie à ce routeur intermédiaire. Tous les routeurs du chemin ont des entrées de table de routage pour cette route de multidiffusion.

Le résultat de l’utilisation d’interfaces plutôt que d’adresses lors de la transmission de paquets de multidiffusion est que ces paquets ne sont dupliqués que lorsque les chemins d’accès de plusieurs destinataires se divisent. Ainsi, si cinq destinataires se trouvent au-delà d’un routeur voisin, le routeur de transfert n’envoie qu’une seule copie à ce voisin. Cette règle simple réduit le trafic au minimum. C’est appelé “routage multicast en mode épars.”

Routage multicast en mode dense

Le routage multicast en mode clairsemé est très efficace et il maintient le trafic réseau au minimum. Cependant, il existe une deuxième méthodologie de transfert que vous devez connaître. C’est appelé “routage multicast en mode dense.”Initialement, le mode dense simplifie la référence aux tables de routage. Cependant, la méthodologie se transforme bientôt en pratiquement le même système que le mode clairsemé en ce qui concerne les routeurs..

En mode dense, le routeur récepteur copie tous les paquets de multidiffusion qu’il reçoit vers chaque interface qu’il a autre que l’interface sur laquelle il a reçu le paquet. Donc, chaque routeur auquel ce nœud est connecté recevra ces paquets de multidiffusion. La notification d’abonnement est conservée sur le routeur le plus proche d’un récepteur. S’il y a plusieurs routeurs intermédiaires sur un réseau, ils dupliqueront tous le paquet de multidiffusion et l’enverront à tous ses routeurs voisins. Si vous avez une redondance de chemin sur votre réseau, cette méthode peut entraîner une circulation de trafic superflue entre les routeurs.

Un deuxième mécanisme dans la méthodologie du mode dense réduit tout ce trafic superflu. Si un routeur qui se connecte à des points de terminaison n’a pas de destinataires pour une adresse de multidiffusion dans sa table de routage, il avisera ses routeurs voisins de ne pas lui envoyer de paquets pour cette adresse de multidiffusion. Ainsi, la prochaine fois que le premier routeur du chemin recevra un paquet de l’expéditeur de multidiffusion, il transmettra ce paquet à toutes ses interfaces autres que celles qui lui ont dit de ne pas le faire. Finalement, cette méthode de désactivation réduit le trafic à plus ou moins les mêmes niveaux que ceux rencontrés avec la méthode du mode clairsemé. Le mode dense est également appelé «inondation.”Le signal de désabonnement envoyé par les routeurs est appelé”message de taille,” ou “élagage.”

Les protocoles suivants utilisent le mode dense:

• Protocole de routage de multidiffusion à vecteur de distance (DVMRP)
• Multicast Open Shortest Path First (MOSPF)
• Mode dense PIM

Bien que le scénario en mode dense obtienne bientôt la table de routage remplie, il est sujet à des boucles de rétroaction et peut causer des problèmes sur un réseau lors de sa première mise en œuvre, il est donc plus sûr d’éviter cette option.

Adresses IP de multidiffusion

Le système TCP / IP de gestion de réseau attribue une adresse unique à chaque nœud connecté au réseau. Cette adresse doit être unique dans l’espace d’adressage, donc les adresses sur un LAN doivent uniquement être uniques au sein de ce réseau privé et pas partout dans le monde.

L’espace d’adressage comprend une plage d’adresses réservées au routage multicast. En effet, les adresses IP de multidiffusion créent des périphériques fantômes. Il existe une adresse à laquelle d’autres appareils peuvent envoyer des messages, mais cette adresse ne représente pas un appareil physique. Au lieu de cela, il représente le groupe de multidiffusion.

Pour configurer un groupe de multidiffusion, vous devez d’abord allouer une adresse IP unique pour ça. Une fois que cette adresse identifie le groupe, les destinataires intéressés peuvent alors informer le routeur de leur inclusion dans le groupe.

Lorsqu’un nœud envoie une communication à distribuer à tous les membres du groupe, les paquets de ces messages sont adressés à l’adresse IP qui représente ce groupe. Le routeur fait référence aux membres de ce groupe et envoie une copie du paquet entrant aux interfaces en aval qui représentent les membres du groupe.

Si vous suivez un adressage IP classe, vous devez savoir que les adresses multicast sont Classe D. Ils occupent une plage d’adresses de 222.0.0.0 à 239.255.255.255. Ce bloc est ensuite divisé en plages de tâches avec les adresses 222.0.0.0 à 224.0.0.225 réservées au sous-réseau local. Toutes les adresses de multidiffusion IPv6 ont le préfixe “ff.”

Implémentation du routage IP multicast

Heureusement, il n’y a presque aucune circonstance où vous auriez besoin de configurer directement le routage multicast brut. Toutes les communications multicast sont gérées par des applications, comme un système de visioconférence. Par conséquent, il y a peu d’intervention manuelle nécessaire pour implémenter le routage multicast sur votre réseau.

La majeure partie du travail pour réaliser le routage de multidiffusion se produit sur le routeur. Tous les routeurs réseau ont cette capacité. L’application et le routeur communiqueront via IGMP. Votre routeur peut être livré avec des capacités de routage de multidiffusion désactivées. Cependant, toute application qui nécessite cette fonctionnalité vérifiera le routeur pour vous au point d’installation.

En tant qu’application d’utilisateur final, une fonction de multidiffusion présente rarement à l’utilisateur l’option de l’adresse IP à utiliser pour un groupe. L’administrateur qui crée un groupe devra donner au groupe un nom significatif, et l’application associera ce nom à la prochaine adresse IP de multidiffusion disponible.

Si vous utilisez DHCP pour les allocations d’adresses IP sur votre réseau, vous n’avez pas à vous soucier des conflits d’adresses de multidiffusion. Les serveurs DHCP n’alloueront pas d’adresses au sein de l’adresse IP de multidiffusion à de vrais appareils.

Activité réseau multidiffusion

Même si vous vous assurez d’utiliser Mode clairsemé dans votre mise en œuvre de multidiffusion, vous devez savoir que l’activité de multidiffusion interactive crée beaucoup de trafic réseau. Cela est particulièrement vrai pour les applications de conférence audio et vidéo.

Non seulement ces systèmes augmentent la charge de trafic, mais ils sont critiques en termes de temps. Les applications interactives en direct ont besoin que leur trafic soit distribué immédiatement. Ils ne peuvent pas attendre la mise en mémoire tampon des périphériques réseau par lesquels le trafic passe.

Routage multidiffusion sur Internet

Le routage multidiffusion n’est pas limité aux réseaux privés. Vous pouvez également utiliser cette méthode pour atteindre les sites distants et les clients de service via la méthodologie. Plusieurs analyses de rentabilisation utilisent actuellement le routage multidiffusion. Ceux-ci inclus IPTV et cours de formation en ligne. Dans ces cas, cependant, il est conseillé que votre entreprise souscrive à une plate-forme de multidiffusion basée sur le cloud plutôt que d’essayer de gérer tout ce trafic terminé sur Internet à partir de votre propre réseau.

Considérations sur le routage de multidiffusion

Il est particulièrement important de vérifier la capacité de votre réseau avant de mettre en œuvre une application de multidiffusion. Si vous ne pouvez pas vous permettre d’étendre la capacité de votre réseau, vous devriez envisager mesures de mise en forme du trafic, telles que la qualité de service basée sur la classe (QoS). La mesure de l’utilisation de la bande passante et l’analyse de nouveaux scénarios d’utilisation nécessitent des outils de prise en charge. Donc, vous devriez envisager d’acheter un analyseur de trafic réseau. Vous devez également surveiller la santé de vos périphériques réseau afin d’éviter les points de défaillance potentiels sur le réseau – pensez donc à installer un moniteur réseau ainsi que.

Utilisez-vous le routage multicast sur votre réseau? Avez-vous dû faire quoi que ce soit pour le configurer ou le logiciel de conférence que vous avez installé a-t-il tout configuré pour vous? Laissez un message dans la section Commentaires ci-dessous et partagez votre expérience avec la communauté.