Argomenti della lezione

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1 Multicast IP

2 Contenuti del corso La progettazione delle reti Il routing nelle reti IP Il collegamento agli Internet Service Provider e problematiche di sicurezza Analisi di traffico e dei protocolli applicativi Multimedialità in rete Tecnologie per le reti future

3 Contenuti del corso La progettazione delle reti Il routing nelle reti IP Il collegamento agli Internet Service Provider e problematiche di sicurezza Analisi di traffico e dei protocolli applicativi Multimedialità in rete Tecnologie per le reti future

4 Argomenti della lezione Trasmissione unicast e multicast a confronto IGMP Algoritmi e protocolli per il multicast routing

5 Il problema Applicazioni di rete che richiedono la spedizione di pacchetti da uno o più sender a gruppi di receiver

6 Il problema Esempi: Eventi audio/video in diretta Servizi nearly-vod Videoconferenza multipunto Distribuzione aggiornamenti software

7 LAN extended LAN WAN LAN Trasmissione unicast

8 LAN extended LAN WAN LAN Trasmissione multicast

9 Trasmissione multicast Il livello rete fornisce un supporto esplicito al multicast

10 Indirizzi multicast Fanno uso della classe D degli indirizzi IP Da a Su Internet Registrazione degli indirizzi pubblici

11 Indirizzi multicast Fanno uso della classe D degli indirizzi IP Da a Sulle intranet Lotto disponibile:

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?

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

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

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

16 Adesione al gruppo (membership report) rapporto 2 indirizzo multicast ROUTER Può essere inviato in risposta ad una richiesta del router oppure indipendentemente

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 2

18 Richieste di adesione (membership query specifica) richiesta 1 indirizzo multicast ROUTER Il router invia periodicamente messaggi di membership query

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

20 Instradamento multicast A B C D F E

21 Instradamento multicast A B C D F E

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

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)

24 Albero condiviso A B C D F E

25 Alberi basati sulle sorgenti S1 e S2 S1 C A B D S2 F E

26 Costruzione dell albero di multicast Approccio basato sul: Centro Percorso inverso

27 Approccio basato sul centro Utile per costruire un albero condiviso

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

29 Approccio basato sul centro Il percorso fatto dal messaggio di adesione definisce il nuovo ramo dell albero di multicast

30 Approccio basato sul centro A C 3 B 2 D F 1 E centro

31 Algoritmo basato sul percorso inverso RPF: Reverse Path Forwarding Permette l instradamento su alberi basati sulla sorgente

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

33 Algoritmo basato sul percorso inverso S1 A B C D F E

34 Algoritmo basato sul percorso inverso Problema: Anche router privi di host multicast ricevono i pacchetti multicast

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)

36 Protocolli di instradamento multicast in Internet DVMRP: Distance Vector Multicast Routing Protocol MOSPF: Multicast Open Shortest Path First CBT: Core-Based Tree PIM: Protocol Independent Multicast

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

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

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

40 PIM Indipendente dal sottostante protocollo di instradamento unicast Due modi: Dense mode (modo compatto) Sparse mode (modo sparso)

41 PIM dense mode Scenario: molti router che servono host multicast rispetto al numero totale di router Simile a DVMRP

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

43 Esempio: Server multicast

44 Multicast IP