كيف يعمل البث المتعدد

تعتمد وظيفة البث المتعدد على نموذج شبكة المجموعة. وهذا يعني أن المضيفين الذين يرغبون في تلقي البيانات ينضمون إلى "مجموعة البث المتعدد" محدد. كل مجموعة بث متعدد لها عنوان IP خاص بها، وهو عنوان IP خاص في النطاق من 224.0.0.0 إلى 239.255.255.255، والمعروف باسم عنوان IP من الفئة D.

بمجرد انضمام المضيف إلى مجموعة بث متعدد، يكون لديه إذن بتلقي أي بيانات مرسلة إلى عنوان IP الخاص بالمجموعة. عندما يريد المضيف (أو الخادم) إرسال البيانات، فإنه يرسل البيانات إلى عنوان IP للمجموعة، بدلاً من إرسالها إلى عنوان IP واحد.

تكون أجهزة التوجيه والمحولات داخل الشبكة على علم بهذه المجموعات وتكون مسؤولة عن نسخ البيانات وإرسالها إلى جميع المضيفين الذين انضموا إلى تلك المجموعة المعينة.

مثال

لتوضيح ذلك، لنفترض أن لديك ثلاثة مضيفين: A وB وC. ينضم الثلاثة جميعًا إلى مجموعة البث المتعدد 1، التي لها عنوان IP 224.0.0.1. الآن، إذا كان لديك خادم يريد إرسال البيانات إلى هؤلاء المضيفين الثلاثة، فسيرسل الخادم البيانات إلى 224.0.0.1.

تقوم أجهزة التوجيه والمحولات الموجودة على الشبكة بنسخ هذه البيانات وإرسالها إلى A وB وC. إذا انضم المضيف D إلى المجموعة، فسيبدأ تلقائيًا في تلقي البيانات المرسلة إلى عنوان IP هذا أيضًا.

بروتوكولات البث المتعدد

تُستخدم بروتوكولات توجيه البث المتعدد لتنسيق حركة البث المتعدد والتأكد من وصول البيانات إلى جميع أعضاء المجموعة. تشمل البروتوكولات الأكثر شيوعًا ما يلي:

1. IGMP (بروتوكول إدارة مجموعة الإنترنت)

IGMP هو بروتوكول اتصالات يستخدم في شبكات IP لتأسيس عضوية مجموعة البث المتعدد على مقطع شبكة واحد (شبكة محلية أو شبكة محلية). وهو يعمل بين المضيف وجهاز التوجيه المحلي، مما يسمح للمضيف بإبلاغ جهاز التوجيه برغبته في تلقي البيانات المرسلة إلى عنوان مجموعة بث متعدد محدد.

هناك عدة إصدارات من IGMP.

• • La إصدار 1 يسمح فقط للمضيفين بالانضمام إلى المجموعات.
  • La إصدار 2 يضيف قدرة المضيفين على مغادرة المجموعات ويقدم أيضًا آلية استعلام لجهاز التوجيه لتحديد المضيفين الذين لا يزالون ينتمون إلى مجموعة البث المتعدد.
  • La إصدار 3 يضيف قدرة المضيفين على الإشارة إلى المصدر المحدد الذي يرغبون في تلقي حركة مرور البث المتعدد، والمعروف باسم "البث المتعدد المستند إلى المصدر".

2. PIM (البث المتعدد المستقل للبروتوكول)

PIM هو بروتوكول توجيه يستخدم لإدارة كيفية نسخ الحزم عبر الشبكة وإرسالها إلى أعضاء مجموعة البث المتعدد.

على عكس بروتوكولات التوجيه الأخرى، لا يتم استخدام PIM لاختيار مسار عبر الشبكة، بل لإنشاء أشجار التوزيع التي تحدد كيفية نسخ الحزم وتوزيعها على أعضاء مجموعة البث المتعدد.

هناك نوعان رئيسيان من PIM: PIM-SM (الوضع المتناثر) وPIM-DM (الوضع الكثيف).

• • بيم-SM يتم استخدامه في الشبكات التي تكون فيها مجموعات البث المتعدد متفرقة ولا يوجد عدد كبير من أجهزة الاستقبال.
  • بيم-دم يتم استخدامه في الشبكات التي تكون فيها أجهزة استقبال البث المتعدد مكتظة بكثافة.

3. DVMRP (بروتوكول توجيه البث المتعدد لمتجه المسافة)

إنه أحد أقدم بروتوكولات توجيه البث المتعدد. يعتمد على خوارزمية RIP (بروتوكول معلومات التوجيه)، وهو بروتوكول توجيه متجه المسافة.

يستخدم DVMRP تقنية تُعرف باسم تدفق حركة المرور، حيث يتم إرسال حركة مرور البث المتعدد إلى جميع النقاط على الشبكة، ثم تقوم أجهزة التوجيه بإسقاط حركة المرور من الشبكات التي لا تحتوي على أعضاء في مجموعة البث المتعدد.

يقوم DVMRP ببناء ما يعرف بالشجرة الممتدة، وهي بنية تحدد كيفية توزيع الحزم عبر الشبكة. على الرغم من أن DVMRP كان واحدًا من أوائل بروتوكولات توجيه البث المتعدد وكان مؤثرًا جدًا، إلا أنه ليس شائع الاستخدام اليوم بسبب اعتماد بروتوكولات أكثر حداثة وكفاءة مثل PIM.

يلعب كل من هذه البروتوكولات دورًا فريدًا في تسهيل حركة مرور البث المتعدد، وغالبًا ما تعمل معًا لتوفير خدمات البث المتعدد على الشبكة.

على سبيل المثال، يمكن للمضيف استخدام IGMP لإبلاغ جهاز التوجيه المحلي برغبته في الانضمام إلى مجموعة بث متعدد، ومن ثم يمكن لجهاز التوجيه هذا استخدام PIM لإدارة توزيع الحزم على ذلك المضيف.

تطبيق البث المتعدد في الشبكات المحلية والعالمية

يُستخدم البث المتعدد بشكل شائع في الشبكات المحلية (LAN). وذلك لأن معظم المحولات وأجهزة التوجيه الحديثة الموجودة على شبكة LAN تدعم البث المتعدد أصلاً، ويتمتع مسؤولو الشبكة بالتحكم الكامل في الشبكة، مما يجعل البث المتعدد أسهل في التنفيذ والإدارة.

في الشبكة المحلية، يمكن استخدام البث المتعدد لمجموعة متنوعة من التطبيقات. يمكن أن يشمل ذلك بث الفيديو أو الصوت، وتوزيع البرامج، وتحديث الأنظمة، والعديد من التطبيقات الأخرى التي تتطلب تسليمًا متزامنًا للبيانات إلى مضيفين متعددين.

يعد استخدام البث المتعدد في شبكة عالمية مثل الإنترنت أكثر تعقيدًا. على الرغم من أن بروتوكول IP يدعم البث المتعدد، إلا أنه لم يتم تكوين كافة أجهزة التوجيه على الإنترنت لدعمه. وهذا يعني أنه على الرغم من أنه يمكنك إرسال البيانات إلى عنوان IP للمجموعة، فلا يوجد ضمان بأن هذه البيانات ستصل إلى جميع أعضاء المجموعة المحتملين.

للتغلب على هذا القيد، تقنيات مثل "IP البث المتعدد عبر البث الأحادي"، حيث يتم تغليف بيانات البث المتعدد في حزم أحادية البث لنقلها عبر الإنترنت. على الرغم من أن هذا يمكن أن يتيح تسليم بيانات البث المتعدد عبر الإنترنت، إلا أنه لا يوفر نفس كفاءات عرض النطاق الترددي مثل البث المتعدد الأصلي.