17. Indirizzamento Multicast (IGMP)

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1 17. Indirizzamento Multicast (IGMP) Introduzione Dopo aver esaminato il trattamento delle tre classi di indirizzi A, B e C, descriviamo ora una quarta classe che permette la consegna efficiente di datagrammi uno-a-molti Broadcast hardware Il broadcast è una forma di indirizzamento hardware che permette di inviare un pacchetto simultaneamente (o quasi) a destinazioni multiple: una sola copia viene consegnata a molte destinazioni In quasi tutti gli hardware questo viene ottenuto inviando il pacchetto ad uno speciale indirizzo detto indirizzo broadcast. Questo indirizzo viene riconosciuto dall'hardware come indirizzo valido di tutte le stazioni, che lo accettano e lo processano Questo provoca una elaborazione su tutte le stazioni e quindi può essere inefficiente se non è davvero inteso che venga processato da tutte, e quindi deve essere scartato dagli strati software sovrastanti Multicast hardware A differenza del broadcast, questa forma di indirizzamento hardware permette a ciascuna stazione di scegliere se partecipare o meno ad una comunicazione multipunto, e l'hardware supporta un gran numero di comunicazioni multipunto diverse, a cui ciascuna stazione può registrarsi Se una stazione non si è registrata su uno di questi indirizzi multicast il pacchetto viene già scartato a livello hardware Pagina 17.1

2 L'indirizzamento hardware normale (indirizzamento unicast) può essere visto come un caso particolare dell'indirizzamento multicast nel quale il gruppo di stazioni multicast è costituito da una singola stazione Ethernet per esempio usa il bit di peso minore del primo byte dell'indirizzo per qualificare l'indirizzo come unicast o multicast L'hardware delle interfaccia di rete inizialmente riconosce solo pacchetti indirizzati all'indirizzo broadcast, e deve essere configurato a riconoscere indirizzi unicast o multicast Multicast IP IP multicasting è l'astrazione IP della stessa funzionalità: il datagramma IP è inviato a tutti gli host che fanno parte di un gruppo multicast, con lo stesso livello di servizio best-effort degli altri datagrammi La partecipazione ad un gruppo multicast IP è dinamica: ogni host può decidere di unirsi a, o di uscire da, un gruppo multicast. Un host può inviare datagrammi ad un gruppo multicast anche se non fa parte di tale gruppo Ogni gruppo multicast è individuato da un indirizzo IP multicast di classe D. Alcuni indirizzi multicast sono amministrati dall'autorità Internet, così come sono amministrate le porte UDP o TCP: sono indirizzi well-known. Gli altri indirizzi sono transienti Se si vuole usare un indirizzo multicast attraverso una internet occorrono speciali router multicast che inoltrino i datagrammi indirizzati ad un indirizzo multicast Pagina 17.2

3 Su una singola rete IP, i datagrammi multicast vengono consegnati usando la tecnica multicast dell'hardware. Gli standard Internet descrivono il modo con cui i datagrammi multicast vengono instradati e inoltrati dai router multicast Indirizzi IP multicast Gli indirizzi IP multicast appartengono alla classe D Group Identification Non c'è alcuna struttura ulteriore nei 28 bit nel gruppo di multicast. Non c'è struttura di network nell'indirizzo In dotte quad, l'intervallo di indirizzi multicast è da a , ma è riservato, indica tutti gli host e router che partecipano ad un gruppo multicast, ma solo sulla rete locale: non c'è modo di indicare tutti gli host dell'internet che partecipano a multicast Si possono usare solo come destinazione, non come sorgente, non possono apparire nelle source routing option e record route option. Non generano ICMP Mappare IP multicast su Ethernet multicast Molto semplice per Ethernet (non tutti gli hardware sono specificati): Inserire i 23 bit meno signficativi dell'indirizzo IP nei 23 bit meno significativi dell'indirizzo multicast Ethernet Pagina 17.3

4 E' un mapping molti (IP) a uno (Ethernet). Facilita il debugging e la coesistenza con altri protocolli su Ethernet. Occorre però che il software IP verifichi che il datagramma ricevuto sia veramente destinato a quella stazione Estensione di IP per trattare il multicast Un host partecipa in quattro possibili modi al multicast IP Livello Significato 0 Né spedire né ricevere multicast 1 Spedire ma non ricevere multicast 2 Ricevere e spedire multicast Le modifiche per spedire sono semplici: permettere ad una applicazione di specificare un indirizzo multicast come destinazione, la interfaccia di rete deve mappare indirizzi IP in indirizzi Ethernet (o usare broadcast se l'hardware non supporta multicast) Le modifiche per ricevere sono più complesse permettere ad una applicazione di unirsi a o uscire da un gruppo di multicast se più applicazioni si uniscono allo stesso gruppo, IP deve passare i datagrammi a ciascuna applicazione se tutte le applicazioni escono da un gruppo, il software IP deve uscire dal gruppo di multicast il software IP deve informare il router multicast locale della sua partecipazione al gruppo di multicast Pagina 17.4

5 La complicazione viene quindi dal fatto che Gli host si uniscono a un gruppo IP su una specifica rete IP anche se possono essere multihomed perché un'applicazione può volere usare traffico multicast su una rete e non su un'altra perché hanno bisogno di supporto da parte del router multicast Quindi nella registrazione ad un gruppo di multicast, l'applicazione deve specificare su quale rete vuole fare questa registrazione Internet Group Management Protocol (IGMP) I router multicast, informati dagli host che vogliono partecipare ad un gruppo multicast, devono contattare altri router multicast per passare l'informazione della partecipazione al gruppo multicast in modo che si costruiscano i necessari instradamenti E' abbastanza simile alla propagazione delle strade convenzionali IGMP è simile a ICMP, e come ICMP usa IP per portare i messaggi, e offre un servizio che è usato da IP stesso Benché IGMP usi IP per portare i suoi messaggi, è parte integrante di IP E' obbligatorio per tutte le macchine che vogliono partecipare al multicast a livello 2 Pagina 17.5