Qu’est-ce que le routage IP multicast ?

Le routage multidiffusion implique l'envoi du même message à plusieurs points de terminaison. Vous devrez peut-être mettre en œuvre un routage multidiffusion si vous disposez d'une installation de vidéoconférence dans votre entreprise ou si vous disposez d'installations de chat audio impliquant des conversations entre groupes. Tous les routeurs sont capables de gérer le routage multicast et la configuration de cette fonctionnalité est une tâche relativement simple.

LemultidiffusionLa méthode n’envoie pas de message à toutes les adresses d’un segment de réseau – c’est-à-dirediffusion. 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 plusieurs destinations.

Redirection de chemin inversé

Vous savez probablement que toutes les transmissions réseau suivent des ensembles de règles, appeléesprotocoles. L'objectif principal d'un algorithme de routage est de transmettre les paquets via des routeurs vers l'adresse de destination 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 du transfert d'un paquet multicast, les routeurs utilisent une méthodologie conçue pourretirer le paquet de la source. C'est un concept difficile à envisager car on pourrait penser que la seule façon pour un paquet de circuler à travers un réseau est de se diriger 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 quelle interface il doit copier un paquet afin de transmettre un paquet sur l'adresse IP contenue dans le champ de destination de l'en-tête du paquet. Dans le transfert par chemin inverse, la table de routage est un peu différente. Chaque enregistrement affiche une interface en amont et une interface en aval. L'interface amont est le point de réception des paquetsprovenant de l'expéditeur de multidiffusion.L'interface aval est le point de sortiepour tout paquet arrivant à l’interface 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 amont, il trie sa table de routage et trouve tous les enregistrements de routage contenant un mappage indiquant où transférer les paquets depuis cette source.Ces chemins sont regroupés par interface, ainsi, plutôt que l'adresse source et l'adresse 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 pour 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 l'enregistrement suivant collecté par la recherche dans la 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 correspondant à l'interface en amont sur laquelle le paquet est arrivé. Ainsi,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 finaux qui s'attendent à recevoir des paquets de la source de multidiffusion informent le routeur de 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. » C’est ainsi que le « reverse path forwarding » tire son nom :l'itinéraire n'est pas organisé comme un push out vers une destination, il est généré comme un pull in depuis une source.

Protocoles de routage IP multicast

Comme vous pouvez le voir dans la description du fonctionnement du routage multicast,il y a deux phases pour créer un chemin de multidiffusion. Le premier est le processus d'abonnement dans lequel les destinataires enregistrent leurs adresses IP réseau dans le groupe. Cette procédure est décrite dans leProtocole de gestion de groupe Internet(IGMP) qui fonctionne pour les adresses IPv4. Le processus d'abonnement aux adresses IPv6 est dicté par leDécouverte d'un écouteur multidiffusionprotocole (MILLIARD). Collectivement, les protocoles d'enregistrement pour le transfert de multidiffusion sont appelés « protocoles de découverte d'appartenance à un groupe de multidiffusion ».

Les chercheurs sont constamment à la recherche de meilleurs moyens de gérer les communications. De nouveaux protocoles sont donc toujours 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 protocoles couramment utilisés aujourd'hui. De même, de nombreux protocoles théoriques sont à l’étude pour la deuxième phase du routage multicast, qui est la transmission réelle des messages. Cependant, le système qui est implémenté sur presque tous les routeurs en service aujourd'hui s'appelleMultidiffusion indépendante du protocole(PIM).

Duplication de paquets

Les paquets ne sont dupliqués qu'au point de séparation des routes vers les destinataires.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 du transfert de paquets multicast est que ces paquets ne sont dupliqués que lorsque les chemins 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 multidiffusion en mode clairsemé.»

Routage multidiffusion en mode dense

Le routage multicast en mode clairsemé est très efficace et 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.» Dans un premier temps, le mode dense simplifie la référence aux tables de routage. Cependant, la méthodologie se transforme rapidement 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 multicast qu'il reçoit verschaque interfacequ'il possède 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 au niveau du routeur le plus proche d'un récepteur. S'il existe plusieurs routeurs intermédiaires sur un réseau, ils dupliqueront tous le paquet multicast et l'enverront à tous ses routeurs voisins.Si vous disposez d'une redondance de chemin sur votre réseau, cette méthode peut entraîner la circulation d'un trafic superflu important entre les routeurs..

Un deuxième mécanisme dans la méthodologie du mode dense réduit tout ce trafic superflu. Si un routeur qui se connecte aux points de terminaison n'a aucun destinataire pour une adresse de multidiffusion dans sa table de routage, il informera 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 désinscription réduit le trafic à peu près aux mêmes niveaux que ceux rencontrés avec la méthode du mode clairsemé. Le mode dense est également appelé «inondation.» Le signal de désinscription envoyé par les routeurs est appelé « message de pruneau,' ou 'taille.»

Les protocoles suivants utilisent le mode dense :

• Protocole de routage multidiffusion à vecteur de distance (DVMRP)
• Multidiffusion ouvrir le chemin le plus court en premier (MOSPF)
• Mode dense PIM

Même si le scénario du mode dense va bientôt remplir la table de routage, 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, doncles adresses sur un LAN doivent seulement être uniques au sein de ce réseau privéet pas dans le monde entier.

L'espace d'adressage comprend une plage d'adresses réservées au routage de multidiffusion. En effet, les adresses IP de multidiffusion créent des appareils 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 créer un groupe multicast, vous devez d'abordattribuer une adresse IP uniquepour 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 référence les membres de ce groupe et envoie une copie du paquet entrant aux interfaces en aval qui représentent les membres du groupe.

Si vous suivez l'adressage IP par classe, vous devez savoir que les adresses de multidiffusion sontClasse D. Ils occupent une plage d'adresses allant de 222.0.0.0 à 239.255.255.255. Ce bloc est divisé en plages de tâches avec des adresses 222.0.0.0 à 224.0.0.225 réservées au sous-réseau local. Toutes les adresses de multidiffusion IPv6 portent le préfixe «etf.»

Implémentation du routage IP multicast

Heureusement, il n’existe pratiquement aucune circonstance dans laquelle vous auriez besoin de configurer directement le routage multicast brut.Toutes les communications multicast sont gérées par des applications, comme un système de vidéoconférence. Par conséquent, peu d’interventions manuelles sont nécessaires pour mettre en œuvre le routage multicast sur votre réseau.

La majeure partie du travail nécessaire pour réaliser le routage multicast 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 les capacités de routage multidiffusion désactivées. Cependant, toute application nécessitant cette fonctionnalité vérifiera le routeur pour vous au moment de l'installation.

En tant qu'application utilisateur final, une fonction de multidiffusion présente rarement à l'utilisateur la possibilité de choisir l'adresse IP à utiliser pour un groupe. L'administrateur qui crée un groupe devradonner 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'attribueront pas d'adresses au sein de l'adresse IP de multidiffusion aux appareils réels.

Activité du réseau de multidiffusion

Même si vous veillez à utiliserMode clairseméDans votre implémentation de multidiffusion, vous devez être conscient 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 également urgents.Les applications en direct et interactives ont besoin que leur trafic soit livré immédiatement. Ils ne peuvent pas attendre la mise en mémoire tampon des périphériques réseau traversés par le trafic.

Routage multicast sur Internet

Le routage multicast ne se limite pas aux réseaux privés. Vous pouvez également utiliser cette méthode pour atteindre des sites distants et servir les clients grâce à la méthodologie. Il existe un certain nombre d'analyses de rentabilisation qui utilisent actuellement le routage multicast. Ceux-ci inclusIPTVetcours de formation en ligne. Dans ces cas, cependant, il est conseillé que votre entreprise s'abonne à une plate-forme de multidiffusion basée sur le cloud plutôt que d'essayer de gérer tout ce trafic terminé par Internet à partir de votre propre réseau.

Considérations sur le routage multidiffusion

Il est particulièrement important de vérifier la capacité de votre réseau avant de mettre en œuvre une application multicast. Si vous ne pouvez pas vous permettre d'étendre la capacité de votre réseau, vous devriez alors envisager de mettre en œuvre mesures de régulation du trafic , comme la qualité de service (QoS) basée sur les classes. Mesurer l’utilisation de la bande passante et analyser de nouveaux scénarios d’utilisation nécessite des outils de support. Vous devriez donc envisager d'acheter un analyseur de trafic réseau . Vous devez également garder un œil sur la santé de vos périphériques réseau afin d'éviter les points de défaillance potentiels sur le réseau. Pensez donc à installer un moniteur réseau aussi.

Utilisez-vous le routage multicast sur votre réseau ? Avez-vous dû faire quelque chose 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.