Igmp v2 или v3 в чем разница?

Igmp v2 или v3 в чем разница?

Если вы считаете, что её стоило бы доработать как можно быстрее, пожалуйста, скажите об этом.

Содержание

[править] IGMP

Сообщения IGMP инкапсулируются в IP-пакеты с номером протокола 2, поле TTL равно 1. Так как TTL равно 1, то маршрутизаторы не передают пакеты IGMP.

[править] Querier

Querier — это маршрутизатор, который отвечает за отправку multicast трафика в сегмент. Querier становится маршрутизатор у которого меньше IP-адрес.

Эта роль выбирается с помощью IGMP, так как могут использоваться различные протоколы маршрутизации multicast трафика. Если используются разные протоколы на маршрутизаторах, которые передают трафик в одну сеть, то маршрутизаторы не смогут обнаружить друг друга.

[править] Версии протокола

В IGMP версии 2 было добавлено сообщение Leave Group, которое позволяет маршрутизатору быстрее обнаружить отсутствие членов группы.

В IGMP версии 3 добавлена возможность указания списка источников. Это позволяет хосту указывать с каких адресов он хочет получать пакеты, а с каких нет.

[править] IGMPv1

[править] Формат сообщений IGMPv1

Отличия сообщений IGMPv1 от IGMPv2:

• первый октет разбит на два поля Version и Type,
• второй октет, в котором указывается Maximum Response Time в IGMPv2, не используется. Его значение 0x00.
• в IP-заголовке не устанавливается опция IP Router Alert.

[править] IGMPv2

Маршрутизаторы, на которых включен IGMP, отправляют Query:

• General Query — отправляется на адрес 224.0.0.1 (все системы в подсети).
• Group-Specific Query — отправляется в ответ на полученное сообщение Leave от клиента, для того чтобы проверить есть ли ещё участники группы для которой было получено сообщение Leave. Так как сообщение может не дойти до участников группы и, как следствие, маршрутизатор перестанет передавать трафик в сеть, то отправляются два сообщения Group-Specific Query с интервалом 1 секунду.

[править] Формат сообщений IGMPv2

IGMPv2 использует одинаковый формат сообщения для всех своих сообщений. Сообщения IGMP инкапсулируются в IP, в IP-заголовке IGMP соответствует номер протокола 2.

Так как сообщения IGMP не должны выходить за пределы сети, в которой они были сгенерированы, то поле TTL всегда установлено равным 1.

Кроме того, выставляется опция IP Router Alert, которая информирует маршрутизатор о том, что ему необходимо «более подробно анализировать этот пакет».

Поля сообщения IGMPv2:

• Type — поле определяет тип сообщения, размер 8 бит. Типы сообщений в IGMPv2:
  • Membership Query (значение поля = 0x11) — используется маршрутизаторами для того чтобы определить наличие хостов, которые хотят получать групповую рассылку:
    • General Membership Query устанавливает значение поля Group Address в 0.0.0.0.
    • Group-Specific Query устанавливает значение поля Group Address равным адресу группы в которой отправляется запрос. Это сообщение отправляет маршрутизатор после того как он получает от хоста сообщение Leave Group. Оно используется для того чтобы определить остались ли хосты в этой группе.
  • Version 1 Membership Report (значение поля = 0x12) — используется хостами IGMPv2 для обратной совместимости с IGMPv1.
  • Version 2 Membership Report (значение поля = 0x16) — отправляется членом группы для того чтобы сообщить маршрутизатору, что в группе есть как минимум один хост.
  • Leave Group (значение поля = 0x17) — отправляется членом группы для того чтобы сообщить маршрутизатору, что хост покидает группу.
• Maximum Response Time — это поле используется только в сообщениях Query, 8 бит. Единицы измерения 1/10 секунды, по умолчанию значение поля 100 (10 секунд). Диапазон значений от 1 до 255 (0.1 до 25.5 секунд).
• Checksum — контрольная сумма вычисленная отправителем, 16 бит. Вычисляется контрольная сумма всего IP-пакета без учета заголовка.
• Group Address — устанавливается равным 0.0.0.0 в сообщениях General Query и равным адресу групповой рассылки в сообщениях Group-Specific. В сообщениях Membership Report это группа трафик которой хост хочет получать, а в сообщениях Leave Group это адрес группы которую хост хочет покинуть.

[править] Таймеры протокола

Таймеры протокола (значения соответствуют RFC 2236):

• Query Interval — интервал времени, который указывает частоту отправки сообщений Query. По умолчанию 125 секунд.
• Query Response Interval — максимальное время ожидания ответа от хоста на отправку периодических общих Query. По умолчанию 10 секунд. Диапазон значений от 1 до 255 (0.1 до 25.5 секунд).
• Group Membership Interval — интервал времени в течение которого маршрутизатор ожидает получения IGMP Report. Если он не был получен, то маршрутизатор считает, что в данной сети больше нет хостов, которые принадлежат группе. По умолчанию 260 секунд.
• Other Querier Present Interval — если в течение этого временного интервала маршрутизатор, который не стал querier, не получает IGMP Query от querier, то он считает, что querier не доступен. По умолчанию 255 секунд.
• Last Member Query Interval — интервал времени, который указывает частоту отправки Group-Specific Queries для одной и той же группы. По умолчанию 1 секунд.
• Version 1 Router Present Timeout — интервал времени в течение которого IGMPv2-хост ожидает получения IGMPv1 Query, если сообщение получено не было, то хост считает, что в сети нет маршрутизатора IGMPv1 и начинает отправлять сообщения IGMPv2. По умолчанию 400 секунд.

[править] Совместимость с IGMPv1

[править] Querier

Маршрутизатор с наименьшим IP-адресом становится Querier.

Протоколы IGMP и UPnP. Качество обслуживания и Технология SharePort

IGMP для IPTV

IGMP (Internet Group Management Protocol – межсетевой протокол управления группами) – протокол управления групповой (multicast) передачей данных в сетях, основанных на протоколе IP. IGMP используется маршрутизирующими устройствами и IP-узлами для организации сетевых устройств в группы.

Этот протокол является частью спецификации групповой передачи пакетов в IP-сетях. IGMP расположен выше сетевого уровня, хотя, по сути, действует не как транспортный протокол. IGMP может использоваться для поддержки потокового видео и онлайн-игр. Для таких типов приложений он позволяет использовать сетевые ресурсы более эффективно. IGMP уязвим к определенным атакам, и, если в нем нет необходимости, брандмауэры обычно позволяют пользователю отключить функцию IGMP.

Протокол IGMP используется для динамической регистрации отдельных узлов в многоадресной группе локальной сети. Узлы сети определяют принадлежность к группе, посылая IGMP-сообщения на свой локальный многоадресный маршрутизатор. По протоколу IGMP маршрутизаторы (коммутаторы L3) получают IGMP-сообщения и периодически посылают запросы, чтобы определить какие группы активны или неактивны в данной сети.

В общем случае протокол IGMP определяет следующие типы сообщений:

• запрос о принадлежности к группе (Membership Query);
• ответ о принадлежности к группе (Membership Report);
• сообщение о выходе из группы (Leave Group Message).

В настоящее время существуют три версии протокола IGMP:

• IGMP версии 1 (IGMP v1, описан в RFC1112);
• IGMP версии 2 (IGMP v2, описан в RFC2236);
• IGMP версии 3 (IGMP v3, описан в RFC3376).

Протокол IGMP используется только в сетях с адресацией IPv4, так как в сетях с адресацией IPv6 групповая передача пакетов реализована по-другому.

Что такое IPTV?

Услугу IPTV (Internet Protocol Television, IP-телевидение) предоставляет провайдер. IPTV напоминает обычное кабельное телевидение. Разница в том, что услуга IPTV предоставляется не по коаксиальному кабелю, а по тому же каналу, что и Интернет (ADSL модем или Ethernet).

Технология IPTV представляет собой трансляцию каналов преимущественно в форматах MPEG2/MPEG4 по транспортной сети провайдера, с последующим просмотром на компьютере.

Межсетевые экраны по умолчанию не обрабатывают пакеты IPTV (мультикаст). Необходимо разрешить в системных правилах протокол IGMP (протокол управления подключениями к мультикаст-группам), создать правила, одно из которых будет отвечать за запрос query от сервера к межсетевому экрану, а от него уже к клиенту, второе будет переправлять ответ report от клиента к межсетевому экрану, затем от него к источнику вещания.

Кроме этого, на управляемом коммутаторе нужно включить функцию IGMP snooping. IGMP Snooping – процесс отслеживания сетевого трафика IGMP, который позволяет сетевым устройствам канального уровня (коммутаторам) отслеживать IGMP-обмен между клиентами и поставщиками (маршрутизаторами) многоадресного (multicast) IP-трафика, формально происходящий на более высоком (сетевом) уровне.

IGMP Snooping – это функция второго уровня модели OSI, которая позволяет коммутаторам изучать членов многоадресных групп, подключенных к его портам, прослушивая IGMP-сообщения (запросы и ответы) передаваемые между узлами-подписчиками и маршрутизаторами (коммутаторами L3) сети.

Когда узел, подключенный к коммутатору, хочет вступить в многоадресную группу или отвечает на IGMP-запрос, полученный от маршрутизатора (коммутатора L3) многоадресной рассылки, он отправляет IGMP-ответ, в котором указан адрес многоадресной группы. Коммутатор просматривает информацию в IGMP-ответе и создает в своей ассоциативной таблице коммутации IGMP Snooping запись для этой группы (если она не существует). Эта запись связывает порт, к которому подключен узел-подписчик, с портом, к которому подключен маршрутизатор (коммутатор L3) многоадресной рассылки и МАС-адрес многоадресной группы.

Если коммутатор получает IGMP-ответ для этой же группы от другого узла данной VLAN, то он добавляет номер порта в уже существующую запись ассоциативной таблицы коммутации IGMP Snooping.

Формируя таблицу коммутации многоадресной рассылки, коммутатор осуществляет передачу многоадресного трафика только тем узлам, которые в нем заинтересованы.

После включения IGMP Snooping, коммутатор начинает анализировать все IGMP-пакеты между подключенными к нему компьютерами-клиентами и маршрутизаторами-поставщиками multicast-трафика. Обнаружив IGMP-запрос (report) клиента на подключение к мультикаст-группе, коммутатор включает порт, к которому тот подключен, в список ее членов (для ретрансляции группового трафика). И наоборот – услышав запрос «IGMP Leave» (покинуть), удаляет соответствующий порт из списка группы.

Направлять сообщения IGMP query клиенту может маршрутизатор IGMP (IGMP Snooping на управляемом коммутаторе) или сервер вещания, поддерживающий функцию генерирования IGMP query (тогда коммутатор не нужен).

Eсли доступ в Интернет осуществляется через Интернет-маршрутизатор, необходимо убедиться, что данное устройство поддерживает IGMP/multicast. Не во всяком маршрутизаторе присутствует эта функция.

Активировать опцию для прохождения мультикастового потока ( рис. 5.3) можно в настройках Интернет-маршрутизатора: Enable Multicast Streams или IGMP (если такого пункта в настройках нет, а модель поддерживает функцию, необходимо обновить прошивку).

Поддержка UPnP

Служба UPnP (Universal Plug and Play) – сетевая архитектура, предоставляющая возможность легко и быстро организовывать обмен данными между любыми устройствами в сети, автоматически определяя, подключая и настраивая эти устройства для работы с локальными сетями. Сетевые продукты, использующие технологию Universal Plug and Play, заработают сразу, как только будут физически подключены к сети. UPnP поддерживает практически все технологии сетевых инфраструктур – как проводные, так и беспроводные.

UPnP – это расширение стандартов Plug-and-Play для упрощения управления устройствами в сети, т.е. автоматическое конфигурирование устройств (программных или аппаратных маршрутизаторов), которые эту службу поддерживают. В частности, программа на компьютере в локальной сети может обратиться к маршрутизатору «на языке» UPnP с указанием перенаправить на себя нужный порт.

Практически все модели Интернет-маршрутизаторов серий DI-xxx и DIR-xxx поддерживают службу Universal Plug and Play.

Активирование UPnP представлено на рис. 5.3 на примере Интернет-маршрутизатора DIR-857.

Как организовать домашний кинотеатр с помощью роутера

Содержание

Содержание

Домашние кинотеатры давно уже перестали быть предметом роскоши. Качество, которое лет пять назад могли себе позволить только владельцы дорогих медиацентров, сегодня доступно многим. Сегодня вопрос «быть или не быть домашнему кинотеатру» звучит скорее как «Как и из чего собрать домашний кинотеатр». И если с воспроизведением звука и изображения все более-менее понятно, то с выбором основы домашнего кинотеатра не так просто – вариантов много: медиаплеер, смарт-телевизор, DVD-плеер, AV-ресивер. А мы сделаем домашний кинотеатр с помощью роутера. Для этого может даже не потребоваться никаких вложений – достаточно использовать возможности, уже заложенные в технику.

Роутер для домашнего кинотеатра: плюсы и минусы

Всевозможные носители музыки и видео потихоньку уходят в прошлое, источником медиаконтента все чаще является Интернет — IPTV, Youtube, социальные сети и т. д. Здесь роутеру «все карты в руки». Если у устройства есть USB-порт, то подключенный жесткий диск вполне может превратить роутер в полноценную медиатеку. С помощью DLNA медиаконтент с диска будет доступен на всех устройствах, поддерживающих эту технологию. И для всего этого не требуется приобретение каких-то устройств — роутер сегодня есть практически в каждой квартире.

Однако, минусы у такого решения тоже есть:

1. Роутер предоставляет лишь сетевой доступ, он не раздает данные по общепринятым аудио- и видео- стандартам. Поэтому все устройства, желающие получить данные от такого головного устройства, должны быть «умными» — подключаться к сети (Wi-Fi или Ethernet) и иметь какую-нибудь операционную систему с браузером, плеером, набором кодеков, файл-менеджером и т. д. И крайне желательно, чтобы была возможность обновить все это «добро», а производитель оперативно реагировал на изменения кодеков и стандартов, выкладывая соответствующие обновления. Для телевизоров этот момент не столь принципиален — «умных» из них сегодня три из четырех. А вот у проекторов могут возникнуть проблемы с доступом к медиатеке, и тогда потребуется приобретение смарт-приставки.
2. Возможна потеря качества сигнала при передаче. Во-первых, сигнал может просто «потеряться» из-за загруженности Wi-Fi или недостаточной пропускной способности сети. Иногда это можно решить приоритезацией трафика или переходом на диапазон 5 ГГц вместо 2,4. В крайнем случае можно подключить устройство кабелем RJ-45 (если у него есть соответствующий разъем). А вот вторая причина может оказаться более проблемной: если ваша аудиосистема не «умная» и звук на нее идет, допустим, через «умный» телевизор, то на качество звука может влиять аудиовыход. Большинство телевизоров способно «отдавать» звук только через стандарт S/PDIF (в лучшем случае), который не поддерживает передачу несжатого многоканального звука. Проще говоря, аудиофилам такой домашний кинотеатр наверняка не понравится.
3. Настройки роутера недостаточно для просмотра IPTV на телевизоре — потребуется еще приобретение IPTV-приставки.

Пример организации домашнего кинотеатра на роутере

Роутер должен иметь порты USB и поддерживать подключение внешних жестких дисков. Некоторые старые роутеры не поддерживают жесткие диски объемом более 1 ТБ — если это ваш случай, обновите прошивку.

IPTV-приставку лучше использовать ту, которую порекомендует провайдер — ее будет проще настроить. Кроме того, некоторые провайдеры ставят специально изготовленные для них приставки с нестандартной прошивкой, и использование сторонних может привести к ошибкам.

Смарт-приставку (медиаплеер) для проектора следует подбирать по параметрам — она должна уметь подключаться к локальной сети через Wi-Fi или Ethernet, иметь раздельный выход аудио- и видеосигнала и пульт ДУ. Желательны также поддержка DLNA и полноценный выход в Интернет, что есть далеко не во всех приставках.

Ну и разумеется, домашний кинотеатер невозможно представить без качественной аудиосистемы. В данной конфигурации необходимо, чтобы среди входов аудиосистемы был соответствующий выходу телевизора (чаще всего это S/PDIF).

Настройка IPTV на роутере

Еще несколько лет назад эта задача представляла собой натуральные танцы с бубном и покорялась только опытнейшим шаманам. Но с тех пор на роутерах сменилась не одна прошивка и сегодня для возможности просмотра IPTV-каналов зачастую достаточно разрешить мультикаст (многоадресную маршрутизацию) в настройках роутера.

Еще имеет смысл поискать в настройках «IGMP-proxy» (есть не во всех роутерах и не во всех прошивках) и включить его, если нашелся.

Иногда может понадобиться явно указать, к какому порту роутера подключен IPTV-модуль. В этих случаях следует найти пункт меню «Подключение мультимедиа устройств», «IPTV» и выбрать там используемый порт.

Чуточку сложнее, если провайдер выдает для IP-телевидения тегированную виртуальную сеть (VLAN). В этом случае, кроме указания порта, к которому подключен IPTV-приемник, надо будет еще задать параметры VLAN ID, полученные от провайдера. Для некоторых роутеров (например, D-link) потребуется создать VLAN c заданным ID и проассоциировать его с нужным портом:

Как видите, ничего сложного. Еще потребуется настроить приставку IPTV, но это в большинстве случаев также не вызывает затруднений. Обычно достаточно указать способ подключения (Ethernet/Wi-Fi) и задать автоматическое получение IP-адреса (Автоматический с DHCP). А чаще всего эти параметры уже стоят по умолчанию, и для работы IPTV-приставки ее достаточно просто подключить к роутеру и включить в сеть.

Приоритезация трафика на роутере — настройка QoS

К Wi-Fi сегодня что только не подключено: компьютеры, бытовая техника, смартфоны и планшеты. Неудивительно, что скорость подключения порой начинает «проседать», даже если ваш роутер — единственный на ближайшие 100 метров. Но одно дело падение скорости при фоновом скачивании большого файла, и совсем другое – оно же, но при просмотре фильма. Вполне логично возникает желание распределить нагрузку на сеть между разными потребителями, и это вполне можно сделать с помощью технологии QoS (Quality of Service — Качество обслуживания).

Настроить QoS на роутере несложно. Для этого службу надо включить, а потом настроить правила для каждого из видов интернет-активности:

Не следует путать QoS с контролем пропускной способности. В последнем случае роутер ограничивает пропускную способность для некоторых клиентов четко заданным числом. И даже если канал совершенно свободен, клиент не сможет скачивать на скорости, большей, чем заданная. А QoS оперирует приоритетами: если клиент имеет низкий приоритет, но канал при этом пуст, он будет подключен на максимальной скорости, которая упадет, как только подключится клиент с большим приоритетом.

Увы, поддержка QoS есть не во всех роутерах. Кроме того, QoS не поможет, если причина падения скорости — не одновременное подключение к роутеру множества устройств, а загруженность диапазона другими Wi-Fi сетями. В этом случае скорее поможет смена диапазона (если роутер двухдиапазонный, и у клиента есть поддержка 5 ГГц) либо подключение клиента кабелем RJ-45.

Настройка DLNA на роутере

DLNA (Digital Living Network Alliance — Сетевой Альянс Цифровой жизни) — технология, упрощающая доступ к медиафайлам для всех устройств в сети, поддерживающих DLNA. Она сходна с представлением общего доступа к определенным папкам, однако намного проще в настройке, поэтому с ней не возникает проблем, связанных с правами пользователей.

Настройка DLNA также весьма проста: достаточно подключить жесткий диск к порту USB и включить в настройках «DLNA-сервер» или «Медиа-сервер» и задать имя сервера, под которым он будет виден на других устройствах. Также можно выбрать доступ ко всему устройству или только к отдельным папкам.

Теперь на смарт-телевизоре среди прочих источников должен появиться DLNA-сервер с заданным именем.

Возможно, то, что получилось в результате описанных настроек, и не дотягивает до полноценных домашних кинотеатров, собранных на основе дорогих AV-ресиверов и Hi-Fi аудиосистем. Но для того, чтобы ознакомиться с популярными видеороликами, посмотреть свежевышедшую серию популярного Интернет-сериала или поностальгировать на любимый фильм из своей медиатеки – этого вполне достаточно. А главное – для этого, вполне возможно, даже не придется ничего покупать – достаточно правильно соединить и настроить уже имеющуюся технику.

Igmp v2 или v3 в чем разница?

Чтобы доставить мультикаст от источника до получателя существует много протоколов — IGMP, PIM, MSDP, MBGP, MOSPF, DVMRP. В настоящее время из выше перечисленных протоколов используются в основном: PIM и IGMP.

Рисунок 6.8

PIM (Protocol Independent Multicast)строит путь движения мультикастового трафика от источника до получателей через маршрутизаторы. PIM обеспечивает построение графа сети, связывающего все хосты в определенной группе, причем между двумя хостами существует только один путь. Такой граф называют покрывающим деревом. Протокол PIM осуществляет постоянный мониторинг покрывающего дерева, и время от времени отсекает те ветви дерева, которые из-за изменения состояния сети уже не ведут к членам той или иной группы.

Протокол IGMP(Internet Group Management Protocol) – gротокол группового управления в Интернете, был разработан в 1989 году. IGMP—это сетевой протокол взаимодействия клиентов мультикастового трафика и ближайшего к ним маршрутизатора. С помощью этого протокола маршрутизатор узнаёт о наличии получателей мультикастового трафика и об их отключении. Роль IGMP очень проста: если клиентов нет, то передавать мультикастовый трафик в сегмент не надо. Если появился клиент, он уведомляет маршрутизатор с помощью IGMP о том, что хочет получать трафик.

Источник программ IPTV не нуждается в протоколе IGMP. Любой компьютер, подключенный к Интернету, может стать источником группового вещания, при этом ему не требуется никакого дополнительного программного обеспечения, кроме того, которое включено в состав обычной реализации стека TCP/IP.

Чтобы стать получателем групповых данных, узел должен «выразить» свою заинтересованность маршрутизатору, к которому непосредственно подсоединена его сеть. Для этого хост должен установить взаимодействие с маршрутизатором по протоколу IGMP.

При вещании ТВ программ в режиме multicast видеосервер рассылает только один видеопоток (для каждой из ТВ-программ), независимо от числа абонентов.

На участке соединения видеосервер — шлюз доступа (Ethernet-коммутатор, DSLAM) происходит трансляция всех ТВ-программ (рисунок 6.6). На участке соединения коммутатор — STB транслируется только та программа, которую выбрал абонент для просмотра. Это происходит посредством протокола IGMP.

Рисунок 6.6

В IGMP определено три типа сообщений:

1) Запрос о членстве. С помощью этого сообщения маршрутизатор пытается узнать, в каких группах состоят хосты в локальной сети, присоединенной к какому-либо его интерфейсу. Запрос о членстве существует в двух вариантах: в одном из них маршрутизатор делает общий запрос обо всех группах «IGMP General Query»(общий запрос), в другом его интересует информация только о некоторой конкретной группе, адрес которой указывается в запросе«IGMP Group Sepcific Query».

2) Отчет о членстве (IGMP Report). Этим сообщением хосты отвечают маршрутизатору, который послал в сеть запрос о членстве. В сообщении содержится информация об IP-адресе группы, в которой они состоят. Маршрутизатор, являясь членом всех групп, получает сообщения, направленные на любой групповой адрес. Для маршрутизатора, получающего ответные сообщения, важен только факт наличия членов той или иной группы, а не принадлежность конкретных хостов конкретным группам. Отчет о членстве хост может послать не только в ответ на запрос маршрутизатора, но и по собственной инициативе, когда он пытается присоединиться к определенной группе. После такого сообщения хост может рассчитывать на то, что трафик для этой группы действительно будет доставляться в сеть, к которой этот хост принадлежит.

3) Покинуть группу (IGMP Leave). Это сообщение хост может использовать, чтобы сигнализировать «своему» маршрутизатору о желании покинуть некоторую группу, в которой он до этого состоял. Получив это сообщение, маршрутизатор посылает специфический запрос о членстве членам только этой конкретной группы «IGMP Group Sepcific Query», и если не получает на него ответ (то есть это был последний хост в группе), то перестает передавать трафик группового вещания для этой группы.

Сообщения с запросами о членстве посылаются маршрутизатором регулярно с некоторой частотой. На каждом из интерфейсов с установленными средствами IGMP маршрутизаторами поддерживаются кэш-таблицы групп. Кэш-таблица содержит список всех групп, в составе которых есть хотя бы один член. Для каждой строки таблицы установлен таймаут. Маршрутизатор регулярно посылает запросы «IGMP General Query» (по умолчанию — каждые 60 секунд), чтобы проверить, что в каждой группе еще имеются члены. Если для некоторой группы ответ не поступает в течение установленного для нее тайм-аута, то соответствующая строка удаляется из кэш-таблицы, и маршрутизатор считает, что членов этой группы в сети больше нет.

Локальная сеть может иметь несколько хостов, заинтересованных в получении трафика одной и той же группы, но маршрутизатору достаточно подтверждения только от одного хоста для того, чтобы продолжить передавать трафик в сеть для этой группы. Основываясь на информации, полученной с помощью IGMP, маршрутизаторы могут определять, в какие подключенные к ним сети необходимо передавать групповой трафик.

Чтобы хост смог получать трафик группового вещания, недостаточно установить на нем протокол IGMP, с помощью которого хост может отправить сообщение своему маршрутизатору о желании присоединиться к группе. Помимо этого, надо сконфигурировать сетевой интерфейс хоста так, чтобы он стал захватывать из локальной сети кадры, несущие в себе пакеты группового вещания для той группы, к которой присоединился хост.

Чтобы стало понятнее, как работает IPTV, рассмотрим небольшой пример (рисунок 6.9). Для работы IPTV необходим роутер, поддерживающий multicast (далее MR). Он будет отслеживать членство того или иного клиента в определенной группе, т.е. постоянно следить, какому клиенту какой отправлять TV-канал. В сети есть сервер (Мulticast источник), подключённый к роутеру MR. Этот сервер вещает TV-каналы, например:

224.12.0.1	канал 1	News
224.12.0.2	канал 2	History
224.12.0.3	канал 3	Animals

Предположим, что клиент включает канал News, тем самым, сам не подозревая, он отправляет запрос на MR для подключения к группе 224.12.0.1. С точки зрения протокола IGMP это сообщение«IGMP Report224.12.0.1”. После получения Multicast Router’ом данного сообщения, MR регистрирует его, и Ethernet коммутатор (SW) приступает к копированию широковещательных пакетов, предназначенных для данной группы, в порт, к которому подключен клиент. Клиент начинает получать трафик.

Рисунок 6.9 – Принцип работы IGMP

Если клиент переключается на другой канал, то он сначала отправляет уведомление MR, что он отключает канал News, т.е. покидает эту группу. Для IGMP это сообщение “LEAVE 224.12.0.1” (ВЫЙТИ из группы 224.12.0.1). А затем опять шлёт сообщение «IGMP Report» для нужного канала.

Маршрутизатор MR получив сообщение “LEAVE” для какой-либо группы, должен убедиться, что больше никаких других получателей этого канала нет, посылает сообщение «IGMP Group Specific Query» дважды. И если ни один STB не откликнется, то MR перестаёт передавать трафик этой группы.

Кроме того, MR периодически (каждые 60 секунд) опрашивает всех: «к какой группе кто подключен?», для выяснения состава групп в текущей момент времени, чтобы отключать тех клиентов, с которыми оборвалась связь. При этом MR использует запрос «IGMP General Query»(Общий запрос). Если на 3 подряд «Query» не было с интерфейсов MR ответа «IGMP Report» для какой-то группы, MR удаляет этот канал из своей таблицы мультикастовой маршрутизации — перестаёт посылать трафик этого канала до тех пор, пока к этой группе не подключится, хотя бы один клиент.

После присоединения к необходимой группе, клиентское оборудование начинает принимать поток данных по протоколу UDP на порт 1234.

Таким образом, переключение каналов с дистанционного пульта-«ленивчика», столь привычное и простое для пользователей традиционного те­левидения, представляет сложность для сети IPTV. Всякий раз, когда пользо­ватель IPTV переключает канал, в сети начинает кипеть работа:

1) Во-первых, пользователя следует отключить от группы Multicast.

2) Во-вторых, подключить его к новой группе Multicast.

3) В-третьих, если канал вещания вообще отсутствует в данный момент, так как его никто не смотрит, значит, нужно инициировать вещание и создать новую группу Multicast.

Итак, повторим ещё раз:

IGMP Report — посылается клиентом при подключении, если клиент хочет получать трафик конкретной группы или в ответ на запрос маршрутизатора о членствеIGMP Query.

IGMP General Query — посылается маршрутизатором периодически, чтобы проверить, какие группы сейчас нужны.

IGMP Group Sepcific Query — посылается маршрутизатором в ответ на сообщение Leave, чтобы узнать есть ли другие получатели в этой группе. В качестве адреса получателя указывается адрес мультикастовой группы.

IGMP Leave — посылается клиентом, когда тот хочет покинуть группу.

7 Пассивные оптические сети (PON) – переворот в широкополосном доступе

Оптоволокно на последней

миле: это надо PONять

Технология PON используется для реализации структур FTTH «волокно до жилища». Возможности технологии GPON удивляют в первую очередь тем, что доступ к ресурсам сети Интернет возможен на скорости до 1 Гб/с, что в двести раз выше, чем по медным линиям.

Сеть строится с помощью пассивных делителей оптической мощности (сплиттеров), не требующих питания и обслуживания. Особенностью технологии является 100% оптический канал от АТС до квартиры или офиса клиента, что позволяет повысить качество передачи сигнала (голоса, данных, видео) и в десятки раз увеличить скорость передачи данных.

Инфраструктура GPON отличается крайней неприхотливостью и безопасностью: не требует электропитания и может быть смонтирована в любом, даже неприспособленном помещении

Основные преимущества PON:

1 Простота и перспективность реализации распределительной инфраструктуры;

2 Отсутствие промежуточных активных узлов;

3 Быстрое развёртывание сети;

4 Простота сопряжения с любым внешним оборудованием;

5 Высокая гибкость при развитии и наращивании сети;

6 Независимое использование любых протоколов работы и технологий связи;

7 Повышенная надёжность;

8 Простота подключения новых абонентов и удобство обслуживания (подключение, отключение или выход из строя одного или нескольких абонентских узлов никак не сказывается на работе остальных);

9 Невысокая стоимость создания сети и т. д.

Дата добавления: 2016-02-09; просмотров: 779;

Межсетевой протокол управления группами (IGMP)

Протокол IGMP (Internet Group Management Protocol) — это межсетевой протокол управления группами, который играет ключевую роль при организации мультикастовой передачи данных. Он входит в состав стандартного пакета TCP/IP и используется для осуществления многоадресной динамической рассылки. Учитывая широкое применение таких рассылок, для построения и обслуживания сетей важно иметь общее представление об IGMP протоколе: что это, и как он работает. Для этого важно не только осветить сам межсетевой протокол, но и дать понятие многоадресной рассылки и динамической многоадресной рассылке.

Что такое многоадресная рассылка?

Многоадресная рассылка, или Multicast — это способ передачи данных по сетям IPv4, который обеспечивает доставку единого потока информации одновременно тысячам частных или корпоративных пользователей. Работа в режиме Multicast предусматривает, что отправитель передает пакеты данных выбранной группе адресатов. При этом допускается подключение этих адресатов к разным подсетям.

Протокол IPv4 предполагает организацию отправки пакетов тремя способами:

• адресация определенному устройству;
• широковещательная рассылка;
• многоадресная рассылка.

В первом случае трафик передается только на конкретный компьютер. Этот способ позволяет пользователю выполнять значительную часть действий в интернете. Однако передача конкретному устройству потокового видео или других массивных объемов данных приведет к повышенной нагрузке на сеть. Поэтому для решения таких задач целесообразно использовать способы, позволяющие единожды передавать потоки, которые смогут получать многочисленные пользователи.

Широковещательная рассылка предполагает передачу данным от отправителя все подключенным к конкретной сети хостам. Сегодня этот метод используется редко, поскольку создает помехи для передачи других видов трафика.

Оптимальным решением становится многоадресная рассылка, при которой пакеты доставляются каждому подключенному к сети с определенным адресом хосту. Это дает значительную экономию полосы пропускания и снижает нагрузку на сеть.

При многоадресной рассылке сообщения отправляются на адрес группы Multicast, не имеющей географических и физических ограничений — то есть узлы могут быть расположены в разных странах и регионах. Главное, чтобы они были подписаны на рассылку (присоединены к группе). Для присоединения к группе Multicast и используется протокол IGMP.

Динамическая многоадресная рассылка

Чтобы обеспечить создание корректной конфигурации динамической многоадресной рассылки, необходим маршрутизатор или коммутатор, поддерживающий уровень 3. Коммутатор 3 уровня способен выполнять обработку многоадресных групп. Он использует межсетевой протокол IGMP для получения от клиентов сообщений присоединение (join) и исключения (leave). Эти сообщения используются для формирования многоадресных групп — добавления и удаления из них клиентов.

Кроме этого, в сетях, поддерживающих многоадресную рассылку, могут использоваться коммутаторов 2 уровня. Такие коммутаторы поддерживают IGMP Snooping. Благодаря этому обеспечивается возможность «считывать» IGMP трафик, проходящий между маршрутизаторами (запросчиками) и хостами. В результате коммутатор может контролировать присоединение портов к многоадресным группам и исключение их из многоадресных групп, обеспечивать динамическое перенаправление трафика только на те порты, которые входят в состав группы.

Запросчик IGMP регулярно отправляет сообщения IGMP Membership Query (запросы принадлежности IGMP) на адрес многоадресной рассылки 224.0.0.1. Эти запросы с определенным интервалом поступают всем поддерживающим многоадресную рассылку хостам. В результате коммутатор 3 уровня может отслеживать относящиеся к многоадресной группе порты.

Принципы работы IGMP

Функция протокола заключается в поддержании работы многоадресных групп. При отсутствии клиентов передача мультикастового трафика в соответствующий сегмент сети не требуется. Если появляется клиент, который хочет получать мультикастовый трафик, то он уведомляет об этом маршруты именно с помощью протокола IGMP.

Рассмотрим, как работает IGMP по порядку

При запуске клиента и задании на нем группы 224.2.2.4 в сеть направляется запрос IGMP Membership Report, которым узел сообщает о желании получать мультикастовый трафик. Запрос отправляется на адрес группы и указывается в пакете данных. Такие запросы маршрутизаторами никуда не пересылаются и действуют только в пределах своего сегмента.

После получения IGMP Membership Report маршрутизатор определяет наличие клиентов за соответствующим интерфейсом и заносит данные в таблицу.

Мультикастовый трафик передается клиенту. Чтобы не выполнять вещание впустую, маршрутизатор периодически проверяет наличие получателей. Такая проверка выполняется путем отправки запроса IGMP Query во все нисходящие интерфейсы. Запросы IGMP Query направляются на IP 224.0.0.1 с интервалом по умолчанию 60 секунд. После получения запроса IGMP Query, подключенный к группе хост отправляет в ответ сообщение IGMP Report, как и при подключении.

В случае если в ответ на запрос Query поступает хотя бы один Report, значит, в группе еще есть клиенты. Поэтому маршрутизатор продолжает вещание мультикастового трафика в соответствующий интерфейс. Если же интерфейс не отвечает на запросы 3 раза подряд, он удаляется из таблицы многоадресной маршрутизации и перестает получать трафик. Как правило, клиент отправляет Report по своей инициативе только при подключении, а в дальнейшем только отвечает на запросы маршрутизатора.

Принцип работы протокола динамической маршрутизации IGMP предусматривает использование механизма Report Suppression, в соответствии с которым при получении Query клиент не отправляет Report, а берет определенный интервал. Его продолжительность может составлять от 0 до времени Max Response Time, которое указывается в Query. Это необходимо для того, чтобы избежать перегрузки сети многочисленными ответами от клиентов. Кроме того, поскольку Report отправляется на адрес группы, его получают и все клиенты, находящиеся в пределах соответствующего сегмента. При получении Report от другого клиента группы узел не отправляет свой ответ. Благодаря этому Report обычно отправляет только один клиент, чего достаточно маршрутизатору для продолжения вещания на узел.

Когда клиент выходит из группы, например, при отключении пользователем плеера потокового видео, он направляет на адрес группы сообщение IGMP Leave. После получения Leave не может отключить конкретного клиента, поскольку не различает их. Он работает с нисходящим интерфейсом, в котором может находиться несколько клиентов. Поэтому после получения Leave маршрутизатор некоторое время продолжает вещание. При этом он отправляет на адрес группы, из которой поступил Leave, запрос IGMP Query.

Такой запрос называют Group Specific Query, и отвечают на него только клиенты, подключенные к данной группе. Запросы этого типа посылаются дважды. Один из них — обязательный, второй — контрольный. Если в ответ на Group Specific Query приходит Report, маршрутизатор продолжает вещание на группу. Если ответ не поступает, то он удаляет ее из таблицы маршрутизации и прекращает вещание.

При наличии в клиентском сегменте двух или нескольких маршрутизаторов применяется более сложная схема работы протокола IGMP. Это необходимо, чтобы исключить дублирование мультикастового трафика, поскольку при стандартной схеме каждый маршрутизатор будет получать от клиентов Report. Чтобы предотвратить такое дублирование, применяется механизм выбора опрашивателя Querier, в качестве которого назначается один из маршрутизаторов. Именно он реагирует на сообщения Report и Leave, а также транслирует мультикастовый трафик. Остальные маршрутизаторы в сегменте только слушают Report и находятся в резерве.