RETI DI CALCOLATORI II

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1 RETI DI CALCOLATORI II Prof. PIER LUCA MONTESSORO Ing. DAVIDE PIERATTONI Facoltà di Ingegneria Università degli Studi di Udine 2003 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 1

2 Nota di Copyright Questo insieme di trasparenze (detto nel seguito slide) è protetto dalle leggi sul copyright e dalle disposizioni dei trattati internazionali. Il titolo ed i copyright relativi alle slides (ivi inclusi, ma non limitatamente, ogni immagine, fotografia, animazione, video, audio, musica e testo) sono di proprietà degli autori prof. Pier Luca Montessoro e ing. Davide Pierattoni, Università degli Studi di Udine. Le slide possono essere riprodotte ed utilizzate liberamente dagli istituti di ricerca, scolastici ed universitari afferenti al Ministero della Pubblica Istruzione e al Ministero dell Università e Ricerca Scientifica e Tecnologica, per scopi istituzionali, non a fine di lucro. In tal caso non è richiesta alcuna autorizzazione. Ogni altro utilizzo o riproduzione (ivi incluse, ma non limitatamente, le riproduzioni su supporti magnetici, su reti di calcolatori e stampe) in toto o in parte è vietata, se non esplicitamente autorizzata per iscritto, a priori, da parte degli autori. L informazione contenuta in queste slide è ritenuta essere accurata alla data della pubblicazione. Essa è fornita per scopi meramente didattici e non per essere utilizzata in progetti di impianti, prodotti, reti, ecc. In ogni caso essa è soggetta a cambiamenti senza preavviso. L autore non assume alcuna responsabilità per il contenuto di queste slide (ivi incluse, ma non limitatamente, la correttezza, completezza, applicabilità, aggiornamento dell informazione). In ogni caso non può essere dichiarata conformità all informazione contenuta in queste slide. In ogni caso questa nota di copyright e il suo richiamo in calce ad ogni slide non devono mai essere rimossi e devono essere riportati anche in utilizzi parziali Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 2

3 Multicast IP 2003 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 3

4 Argomenti della lezione Reti IP e servizi multicast Protocolli per il routing dei pacchetti multicast 2003 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 4

5 Il problema Applicazioni di rete che richiedono la spedizione di pacchetti da uno o più sender a gruppi di receiver 2003 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 5

6 Il problema Esempi: Eventi audio/video in diretta Servizi nearly-vod Videoconferenza multipunto Distribuzione aggiornamenti software 2003 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 6

7 LAN extended LAN WAN LAN Trasmissione unicast 2003 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 7

8 LAN extended LAN WAN LAN Trasmissione multicast 2003 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 8

9 Trasmissione multicast Il livello rete fornisce un supporto esplicito al multicast 2003 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 9

10 Indirizzi multicast Fanno uso della classe D degli indirizzi IP Da a Su Internet Registrazione degli indirizzi pubblici 2003 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 10

11 Indirizzi multicast Fanno uso della classe D degli indirizzi IP Da a Sulle intranet Lotto disponibile: Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 11

12 Problemi Come si crea e termina un gruppo di multicast? Come si aggiunge un host (o un sender)? Come possono interagire i router tra di loro per inoltrare i pacchetti multicast? 2003 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 12

13 Adesione/abbandono Internet Group Membership Protocol (IGMP) Permette all host di informare il proprio router (default gateway) che un applicazione richiede di aderire ad un gruppo multicast 2003 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 13

14 Instradamento multicast All interno delle LAN si sfruttano funzionalità multicast di livello 2 Nelle WAN servono algoritmi di instradamento multicast del livello network Esempi: PIM, DVMRP, MOSPF 2003 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 14

15 IGMP: formato dei messaggi 8 bit 8 bit 16 bit vers. tipo Versione: 1 tempo max di risposta indirizzo multicast checksum Tipo: 1 (richieste), 2 (rapporti) Tempo massimo di risposta: serve per la soppressione del feedback da parte degli host di una LAN 2003 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 15

16 Adesione al gruppo (membership report) rapporto 2 indirizzo multicast ROUTER Può essere inviato in risposta ad una richiesta del router oppure indipendentemente 2003 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 16

17 Richieste di adesione (membership query generale) 1 richiesta tutti i bit a 0 ROUTER Ogni host interessato risponde poi con messaggi IGMP di tipo Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 17

18 Richieste di adesione (membership query specifica) richiesta 1 indirizzo multicast ROUTER Il router invia periodicamente messaggi di membership query 2003 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 18

19 Abbandono del gruppo (leave group) 1 richiesta ROUTER L assenza di risposta da parte di un host alla membership query indica l abbandono del gruppo 2003 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 19

20 Instradamento multicast A B C D F E 2003 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 20

21 Instradamento multicast A B C D F E 2003 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 21

22 Instradamento multicast Obiettivo: Trovare un albero di link che colleghino i router che servono gli host appartenenti al gruppo di multicast NOTA: L albero può comprendere router che non servono host multicast 2003 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 22

23 Instradamento multicast In presenza di più sender: Albero condiviso dal gruppo (un solo albero per tutti i sender) Alberi basati sulla sorgente (un albero per ogni sender) 2003 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 23

24 Albero condiviso A B C D F E 2003 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 24

25 Alberi basati sulle sorgenti S1 e S2 S1 C A B D S2 F E 2003 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 25

26 Costruzione dell albero di multicast Approccio basato sul: Centro Percorso inverso 2003 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 26

27 Approccio basato sul centro Utile per costruire un albero condiviso 2003 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 27

28 Approccio basato sul centro Si identifica un nodo centrale del gruppo I messaggi di adesione viaggiano in unicast verso il nodo centrale finché non lo raggiungono o non raggiungono un router già appartenente all albero 2003 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 28

29 Approccio basato sul centro Il percorso fatto dal messaggio di adesione definisce il nuovo ramo dell albero di multicast 2003 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 29

30 Approccio basato sul centro A C 3 B 2 D F 1 E centro 2003 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 30

31 Algoritmo basato sul percorso inverso RPF: Reverse Path Forwarding Permette l instradamento su alberi basati sulla sorgente 2003 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 31

32 Algoritmo basato sul percorso inverso Quando un router riceve da un link un pacchetto multicast lo ritrasmette su tutti gli altri link solo se il link da cui l ha ricevuto è sul percorso più breve verso il mittente del pacchetto, altrimenti lo scarta 2003 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 32

33 Algoritmo basato sul percorso inverso S1 A B C D F E 2003 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 33

34 Algoritmo basato sul percorso inverso Problema: Anche router privi di host multicast ricevono i pacchetti multicast 2003 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 34

35 Algoritmo basato sul percorso inverso Soluzione: Messaggi di pruning (potatura) per confinare il traffico multicast dove serve (introduce però altri problemi di gestione dello stato dell albero) 2003 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 35

36 Protocolli di instradamento multicast in Internet DVMRP: Distance Vector Multicast Routing Protocol MOSPF: Multicast Open Shortest Path First CBT: Core-Based Tree PIIM: Protocol Independent Multicast 2003 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 36

37 DVMRP RFC 1075 Alberi basati sulla sorgente Inoltro basato sul percorso inverso Algoritmo distance vector per il calcolo del percorso più breve verso la sorgente Meccanismo di potatura e messaggi di innesto 2003 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 37

38 MOSPF RFC 1584 Opera all interno di un AS che usi OSPF Aggiunge informazioni di appartenenza a gruppi di multicast nei messaggi di stato dei link 2003 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 38

39 CBT RFC 2201, RFC 2189 Costruisce un albero bidirezionale basato su un centro Messaggi di JOIN_REQUEST e JOIN_ACK per costruire l albero Messaggi di keepalive (ECHO_REQUEST ed ECHO_REPLY) per mantenerlo aggiornato 2003 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 39

40 PIM Indipendente dal sottostante protocollo di instradamento unicast Due modi: Dense mode (modo compatto) Sparse mode (modo sparso) 2003 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 40

41 PIM dense mode Scenario: molti router che servono host multicast rispetto al numero totale di router Simile a DVMRP 2003 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 41

42 PIM sparse mode Scenario: pochi router interessati al traffico multicast rispetto al totale Approccio basato sul centro Simile a CBT, ma non prevede messaggi di riscontro al JOIN I sender inviano i messaggi in unicast al centro e questo li inoltra in multicast 2003 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 42

43 Multicast IP 2003 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 43