ما هو توجيه IP الإرسال المتعدد؟

يتضمن توجيه الإرسال المتعدد إرسال الرسالة نفسها إلى العديد من نقاط النهاية. قد تحتاج إلى تنفيذ توجيه البث المتعدد إذا كان لديك مرفق لعقد مؤتمرات الفيديو يعمل في شركتك أو إذا كان لديك مرافق دردشة صوتية تتضمن محادثات بين المجموعات. جميع أجهزة التوجيه قادرة على إدارة توجيه البث المتعدد وهي مهمة بسيطة نسبيًا لإعداد القدرة.

ال البث المتعدد الطريقة لا ترسل رسالة إلى جميع العناوين على قطعة الشبكة – أي إذاعة. مصطلح آخر تحتاج إلى معرفته هو “الإرسال.”هذا يعني توجيه حزمة إلى عنوان واحد. Unicast هو مفهوم النقل القياسي الذي يتضمن إرسال حزمة من مصدر إلى وجهة واحدة عبر أجهزة التوجيه. مع البث المتعدد ، يجب نسخ الحزمة وإرسالها من مصدر إلى العديد من الوجهات.

عكس مسار الشحن

ربما تعلم أن جميع عمليات نقل الشبكة تتبع مجموعات القواعد ، والتي تعرف باسم بروتوكولات. الهدف الرئيسي لخوارزمية التوجيه هو إعادة توجيه الحزم عبر أجهزة التوجيه إلى عنوان الوجهة المكتوب في رأس الحزمة. إجراءات البث المتعدد مختلفة قليلاً. تحتوي الحزمة أيضًا على عنوان المصدر المكتوب في رأسها وعند إعادة توجيه حزمة البث المتعدد ، تستخدم أجهزة التوجيه منهجية مصممة ل خذ الحزمة بعيدًا عن المصدر. هذا مفهوم يصعب تصوره لأنك تعتقد أن الطريقة الوحيدة التي يمكن أن تنتقل بها الحزمة عبر شبكة هي السفر نحو وجهة معينة.

تسمى المنهجية المستخدمة لتوجيه البث المتعدد IP “إعادة توجيه المسار العكسي.يخبره الجدول المرجعي لجهاز التوجيه عن أي من واجهاته يجب عليه نسخ حزمة من أجل إعادة توجيه الحزمة إلى عنوان IP الموجود في الحقل الوجهة في رأس الحزمة. في إعادة توجيه المسار العكسي ، يختلف جدول جهاز التوجيه قليلاً. يعرض كل سجل واجهة upstream وواجهة المتلقين للمعلومات. الواجهة الأولية هي نقطة الاستقبال للحزم قادمة من مرسل الإرسال المتعدد. واجهة المصب هي نقطة الخروج لأي حزمة تصل إلى واجهة المنبع المعطى.

سيكون هناك العديد من السجلات في جدول توجيه إعادة توجيه المسار العكسي لنفس المصدر. هذه هي الطريقة التي يتم بها إرسال الحزمة عدة مرات. عندما يتلقى الموجه حزمة على الواجهة الأولية ، فإنه يفرز من خلال جدول التوجيه الخاص به ويجد جميع سجلات التوجيه التي تحتوي على تعيين لمكان إعادة توجيه الحزم من هذا المصدر. يتم تجميع هذه المسارات حسب الواجهة, لذلك ، بدلاً من عنوان المصدر والوجهة ، ستقدم السجلات الناتجة قائمة بأزواج الواجهة الواردة والصادرة الفريدة. في جميع الأزواج ، ستكون الواجهة الواردة هي نفسها.

يقرأ الموجّه الإدخال الأول لواجهة التنقيب الأولية ويرسل الحزمة إلى واجهة المصب المقابلة في هذا السجل. ومع ذلك ، لم يكتمل العمل لأنه جمع عدة سجلات لواجهة التنقيب هذه. لذلك يقرأ السجل التالي الذي تم تجميعه بواسطة بحث الجدول ويرسل الحزمة إلى الواجهة المتلقية للمعلومات في إدخال هذا الجدول. يستمر الموجه حتى ينفد من السجلات التي تطابق واجهة المنبع التي وصلت إليها الحزمة. وهكذا, وصلت حزمة واحدة إلى جهاز التوجيه وحصلت على إرسالها عدة مرات.

تجميع جدول التوجيه

الحصول على الوجهات لحزمة الإرسال المتعدد في جدول التوجيه عند الطلب. أي أن نقاط النهاية التي تتوقع تلقي حزم من مصدر البث المتعدد تخطر جهاز التوجيه باهتمامه. هو مثل خدمة الاشتراك. لذا ، بدلاً من مصدر البث المتعدد الذي يبلغ الموجه “من الآن فصاعدًا ، يجب أن تذهب كل حزمة أرسلها إلى A و B و C و D” ، حيث يرسل كل من هؤلاء المستلمين رسالة إلى الموجه يقول “أريد نسخة من أي شيء تتلقاه من Z. “وهكذا ، هذا هو كيف يحصل على” إعادة توجيه المسار العكسي “اسمها – لم يتم تنظيم المسار كدفع للخارج إلى وجهة ، يتم إنشاؤه كسحب من مصدر.

بروتوكولات توجيه البث المتعدد IP

كما ترون من وصف كيفية عمل توجيه الإرسال المتعدد, هناك مرحلتان لإنشاء مسار الإرسال المتعدد. الأول هو عملية الاشتراك حيث يقوم المستلمون بتسجيل عناوين IP للشبكة الخاصة بهم في المجموعة. ويرد هذا الإجراء في بروتوكول إدارة مجموعة الإنترنت (IGMP) الذي يعمل لعناوين IPv4. تملي عملية الاشتراك لعناوين IPv6 من قبل البث المتعدد المستمع ديسكفري بروتوكول (MLD). بشكل جماعي ، يطلق على بروتوكولات التسجيل لإعادة الإرسال المتعدد “بروتوكولات اكتشاف عضوية مجموعة البث المتعدد”.

يبحث الباحثون باستمرار عن طرق أفضل لإدارة الاتصالات وبالتالي هناك دائمًا بروتوكولات جديدة قيد التطوير لأي مهمة للتواصل. هناك بروتوكولات أخرى لاكتشاف عضوية مجموعة البث المتعدد ، لكن IGMP و MLD هما البروتوكولان الشائع الاستخدام اليوم. وبالمثل ، هناك العديد من البروتوكولات النظرية قيد النظر للمرحلة الثانية من توجيه البث المتعدد ، وهو الإرسال الفعلي للرسائل. ومع ذلك ، فإن النظام الذي يتم تنفيذه على جميع أجهزة التوجيه في العملية اليوم يسمى الإرسال المتعدد للبروتوكول المستقل (PIM).

حزمة الازدواجية

لا تتكرر الحزمة إلا عند تقسيم المسارات إلى المستلمين. هذا هو السبب في أن جهاز التوجيه يقرأ اسم الواجهة من جدول التوجيه الخاص به بدلاً من عناوين الوجهة. لذلك ، إذا كان العديد من المستلمين خارج جهاز التوجيه التالي ، فلن يقوم جهاز توجيه التوجيه بإرسال نسخة واحدة إلا إلى جهاز التوجيه الوسيط هذا. تحتوي جميع أجهزة التوجيه في المسار على إدخالات جدول التوجيه لمسار الإرسال المتعدد هذا.

نتيجة استخدام الواجهات بدلاً من العناوين عند إعادة توجيه حزم البث المتعدد هي أن هذه الحزم تتكرر فقط عندما تنقسم المسارات لعدة مستلمين. لذلك ، إذا كان خمسة مستلمين خارج جهاز التوجيه المجاور ، فإن جهاز توجيه إعادة التوجيه يرسل نسخة واحدة فقط إلى هذا الجار. هذه القاعدة البسيطة تبقي حركة المرور إلى الحد الأدنى. هذا يسمي “وضع متفرق توجيه الإرسال المتعدد.”

وضع الكثافة توجيه الإرسال المتعدد

يعد توجيه البث المتعدد في وضع متفرق فعالًا للغاية ويؤدي إلى تقليل حركة مرور الشبكة إلى الحد الأدنى. ومع ذلك ، هناك منهجية توجيه ثانية يجب أن تعرفها. هذا يسمي “وضع كثيف التوجيه الإرسال المتعدد.في البداية ، يبسط الوضع الكثيف الإشارة إلى جداول التوجيه. ومع ذلك ، تتحول المنهجية قريبًا إلى نفس نظام عمليًا مثل وضع المتفرق فيما يتعلق بأجهزة التوجيه.

في الوضع الكثيف ، يقوم جهاز الاستقبال المتلقي بنسخ جميع حزم البث المتعدد التي يستقبلها كل واجهة أن لديها بخلاف الواجهة التي تلقت الحزمة. وبالتالي, سيتلقى كل جهاز توجيه تتصل به هذه العقدة حزم الإرسال المتعدد هذه. يتم الاحتفاظ إشعار الاشتراك في جهاز التوجيه الأقرب إلى المتلقي. إذا كان هناك عدة أجهزة توجيه وسيطة على الشبكة ، فستعمل جميعها على تكرار حزمة البث المتعدد وإرسالها إلى جميع أجهزة التوجيه المجاورة لها. إذا كان لديك تكرار في المسار على شبكتك ، فقد ينتج عن هذه الطريقة الكثير من حركة المرور الزائدة التي تدور حول أجهزة التوجيه.

هناك آلية ثانية في منهجية الوضع الكثيف تقلل كل هذه الحركة غير الضرورية. إذا كان جهاز التوجيه الذي يتصل بنقاط النهاية لا يحتوي على أي مستلمين لعنوان البث المتعدد في جدول التوجيه الخاص به ، فسيقوم بإخطار أجهزة التوجيه المجاورة له بعدم إرسال حزم إليه لعنوان الإرسال المتعدد. لذلك ، في المرة القادمة التي يحصل فيها جهاز التوجيه الأول في المسار على حزمة من مرسل الإرسال المتعدد ، سيعيد توجيه هذه الحزمة إلى جميع واجهاته بخلاف تلك التي أخبرته بعدم القيام بذلك. أخيرًا ، تعمل طريقة إلغاء الاشتراك هذه على تقليل حركة المرور إلى أكثر أو أقل من نفس المستويات التي يتم اختبارها تحت طريقة الوضع المتفرق. يشار إلى الوضع الكثيف أيضًا باسم “الفيضانات.”إشارة إلغاء الاشتراك المرسلة من أجهزة التوجيه تسمى”رسالة تقليم,”أو”تشذيب.”

تستخدم البروتوكولات التالية الوضع الكثيف:

• بروتوكول توجيه الإرسال المتعدد عن بُعد (DVMRP)
• الإرسال المتعدد أقصر مسار أولاً (MOSPF)
• وضع الكثافة PIM

على الرغم من أن سيناريو الوضع الكثيف سيؤدي إلى ملء جدول التوجيه قريبًا ، إلا أنه عرضة لحلقات التعليقات ويمكن أن يتسبب في حدوث مشاكل على الشبكة عند تنفيذها لأول مرة ، لذلك يكون من الأفضل تجنب هذا الخيار.

عناوين IP الإرسال المتعدد

يخصص نظام TCP / IP لإدارة الشبكة عنوانًا فريدًا لكل عقدة متصلة بالشبكة. يجب أن يكون هذا العنوان فريدًا في مساحة العنوان ، وهكذا يجب أن تكون العناوين على شبكة LAN فريدة من نوعها داخل تلك الشبكة الخاصة فقط وليس في جميع أنحاء العالم.

تتضمن مساحة العنوان مجموعة من العناوين المحجوزة لتوجيه البث المتعدد. على نحو فعال ، تقوم عناوين IP للإرسال المتعدد بإنشاء أجهزة وهمية. يوجد عنوان تستطيع الأجهزة الأخرى إرسال الرسائل إليه ، لكن هذا العنوان لا يمثل جهازًا فعليًا. بدلاً من ذلك ، يمثل مجموعة الإرسال المتعدد.

من أجل إعداد مجموعة البث المتعدد ، عليك أولاً تخصيص عنوان IP فريد لذلك. بمجرد تحديد هذا العنوان للمجموعة ، يمكن لهؤلاء المستلمين المهتمين بعد ذلك إبلاغ الموجه بتضمينهم في المجموعة.

عندما ترسل عقدة اتصالًا ليتم توزيعه على جميع أعضاء المجموعة ، يتم توجيه حزم تلك الرسائل إلى عنوان IP الذي يمثل تلك المجموعة. يشير جهاز التوجيه إلى أعضاء تلك المجموعة ويرسل نسخة من الحزمة الواردة إلى واجهات المتلقين للمعلومات التي تمثل أعضاء المجموعة.

إذا كنت تتبع عنونة IP الفريدة ، فيجب أن تعلم أن عناوين البث المتعدد هي الدرجة د. يشغلونها نطاق عناوين من 222.0.0.0 إلى 239.255.255.255. يتم تقسيم هذه الكتلة إلى مزيد من نطاقات المهام مع عناوين 222.0.0.0 إلى 224.0.0.225 محفوظة للشبكة الفرعية المحلية. جميع عناوين البث المتعدد IPv6 لها بادئة “وما يليها.”

تنفيذ توجيه IP الإرسال المتعدد

لحسن الحظ ، لا توجد أي ظروف تقريبًا تحتاج فيها إلى إعداد توجيه البث المتعدد المباشر مباشرة. تتم إدارة جميع اتصالات البث المتعدد بواسطة التطبيقات, مثل نظام الفيديو كونفرنس. لذلك ، هناك القليل من التدخل اليدوي اللازم لتنفيذ توجيه البث المتعدد على شبكتك.

يحدث الجزء الأكبر من العمل لجعل توجيه البث المتعدد على جهاز التوجيه. جميع أجهزة التوجيه الشبكة لديها هذه القدرة. سيتواصل كل من التطبيق وجهاز التوجيه عبر IGMP. قد يتم شحن جهاز التوجيه الخاص بك مع إيقاف تشغيل قدرات توجيه البث المتعدد. ومع ذلك ، فإن أي تطبيق يتطلب هذا المرفق سيفحص جهاز التوجيه لديك عند نقطة التثبيت.

كتطبيق للمستخدم النهائي ، نادراً ما يقدم مرفق البث المتعدد للمستخدم خيار عنوان IP الذي يستخدمه لمجموعة. سيُطلب من المسؤول الذي ينشئ مجموعة أعط المجموعة اسمًا ذا معنى, وسيقوم التطبيق بربط هذا الاسم بعنوان IP متعدد البث التالي المتاح.

إذا كنت تقوم بتشغيل عمليات تخصيص عنوان IP لـ DHCP على شبكتك ، فلا داعي للقلق بشأن صدامات عناوين البث المتعدد. لن تخصص خوادم DHCP عناوين داخل عنوان IP متعدد البث للأجهزة الحقيقية.

نشاط شبكة الإرسال المتعدد

حتى لو كنت متأكدا من استخدامها وضع متفرق في تطبيق البث المتعدد ، يجب أن تدرك أن نشاط البث المتعدد التفاعلي يخلق الكثير من حركة مرور الشبكة. هذا ينطبق بشكل خاص على تطبيقات مؤتمرات الصوت والفيديو.

لا تؤدي هذه الأنظمة إلى زيادة عبء حركة المرور فحسب ، بل إنها مهمة للغاية بالنسبة للوقت. تحتاج التطبيقات الحية والتفاعلية إلى تسليم حركة المرور الخاصة بها على الفور. لا يمكنهم انتظار التخزين المؤقت على أجهزة الشبكة التي تمر بها حركة المرور.

الإرسال المتعدد التوجيه على شبكة الإنترنت

لا يقتصر توجيه البث المتعدد على الشبكات الخاصة. يمكنك أيضًا استخدام هذه الطريقة للوصول إلى المواقع البعيدة وخدمة العملاء من خلال المنهجية. هناك عدد من الحالات التجارية التي تستخدم حاليًا توجيه الإرسال المتعدد. وتشمل هذه IPTV و دورات تدريبية عبر الإنترنت. ومع ذلك ، في هذه الحالات ، يُنصح أن يكون نشاطك التجاري مشتركًا في نظام أساسي متعدد البث يستند إلى مجموعة النظراء بدلاً من محاولة إدارة كل حركة المرور التي تم إنهاؤها عبر الإنترنت من شبكتك الخاصة..

اعتبارات توجيه الإرسال المتعدد

من المهم بشكل خاص التحقق من سعة شبكتك قبل تنفيذ أي تطبيق متعدد البث. إذا كنت لا تستطيع زيادة سعة الشبكة لديك ، فعليك أن تبحث في التنفيذ تدابير تشكيل حركة المرور, مثل جودة الخدمة القائمة على الفصل (QoS). يتطلب قياس استخدام عرض النطاق الترددي وتحليل سيناريوهات الاستخدام الجديد أدوات داعمة. لذلك ، يجب أن تفكر في شراء أ شبكة المرور محلل. تحتاج أيضًا إلى مراقبة صحة أجهزة الشبكة الخاصة بك لتفادي نقاط الفشل المحتملة على الشبكة – لذلك فكر في التثبيت شاشة الشبكة كذلك.

هل تستخدم توجيه الإرسال المتعدد على شبكتك؟ هل كان عليك فعل أي شيء لإعداده أو هل قام برنامج المؤتمرات الذي قمت بتثبيته بإعداده بالكامل؟ اترك رسالة في قسم التعليقات أدناه وشارك تجربتك مع المجتمع.