Termins multiraide attiecas uz informācijas piegādi tīklā vairākiem galamērķiem vienlaikus, izmantojot visefektīvāko stratēģiju datu kopiju pārvaldībai, kad tie jāsaņem vairākiem uztvērējiem.
Citiem vārdiem sakot, tā vietā, lai katram adresātam nosūtītu vairākas atsevišķas informācijas kopijas (kā unicast gadījumā), multiraide nosūta vienu datu kopiju visiem adresātiem vienlaikus.
Raksta beigās jūs atradīsiet nelielu pārbaude kas jums ļaus noteikt šajā lasījumā iegūtās zināšanas
Kā darbojas multiraide
Multiraides funkcionalitāte ir balstīta uz grupas tīkla modeli. Tas nozīmē, ka saimnieki, kas vēlas saņemt datus, pievienojas a “multiraides grupa” specifisks. Katrai multiraides grupai ir sava IP adrese, kas ir īpaša IP adrese diapazons no 224.0.0.0 līdz 239.255.255.255, kas pazīstama kā D klases IP adrese.
Kad resursdators pievienojas multiraides grupai, tam ir atļauja saņemt visus datus, kas nosūtīti uz grupas IP adresi. Kad resursdators (vai serveris) vēlas nosūtīt datus, tas nosūta datus uz grupas IP adresi, nevis uz vienu IP adresi.
Tīklā esošie maršrutētāji un slēdži apzinās šīs grupas un ir atbildīgi par datu pavairošanu un nosūtīšanu visiem saimniekiem, kas ir pievienojušies šai konkrētajai grupai.
piemērs
Lai to ilustrētu, pieņemsim, ka jums ir trīs saimniekdatori: A, B un C. Visi trīs pievienojas 1. multiraides grupai, kuras IP adrese ir 224.0.0.1. Tagad, ja jums ir serveris, kas vēlas sūtīt datus uz šiem trim saimniekiem, serveris nosūta datus uz 224.0.0.1.
Tīklā ieslēgtie maršrutētāji un slēdži atkārto šos datus un nosūta tos uz A, B un C. Ja grupai pievienojas resursdators D, tas automātiski sāks saņemt arī uz šo IP adresi nosūtītos datus.
Multiraides protokoli
Multiraides maršrutēšanas protokoli tiek izmantoti, lai koordinētu multiraides trafiku un nodrošinātu, ka dati sasniedz visus grupas dalībniekus. Visizplatītākie protokoli ietver:
1. IGMP (Internet Group Management Protocol)
IGMP ir sakaru protokols, ko izmanto IP tīklos, lai izveidotu dalību multiraides grupā vienā tīkla segmentā (lokālajā tīklā vai LAN). Tas darbojas starp resursdatoru un vietējo maršrutētāju, ļaujot resursdatoram informēt maršrutētāju, ka tas vēlas saņemt datus, kas nosūtīti uz noteiktu multiraides grupas adresi.
Ir vairākas IGMP versijas.
- La versija 1 ļauj tikai saimniekiem pievienoties grupām.
- La versija 2 pievieno iespēju saimniekiem atstāt grupas, kā arī ievieš vaicājuma mehānismu maršrutētājam, lai noteiktu, kuri saimniekdatori joprojām pieder multiraides grupai.
- La versija 3 pievieno iespēju saimniekiem norādīt, kurš konkrētais avots vēlas saņemt multiraides trafiku, kas pazīstams kā “uz avotu balstīta multiraide”.
2. PIM (Independent Multicast)
PIM ir maršrutēšanas protokols, ko izmanto, lai pārvaldītu, kā paketes tiek replicētas tīklā un nosūtītas multiraides grupas dalībniekiem.
Atšķirībā no citiem maršrutēšanas protokoliem, PIM netiek izmantots, lai izvēlētos ceļu caur tīklu, bet gan lai izveidotu izplatīšanas kokus, kas nosaka, kā paketes tiek replicētas un izplatītas multiraides grupas dalībniekiem.
Ir divi galvenie PIM veidi: PIM-SM (retais režīms) un PIM-DM (blīvs režīms).
- PIM-SM To izmanto tīklos, kur multiraides grupas ir izkliedētas un nav daudz uztvērēju.
- PIM-DM To izmanto tīklos, kur multiraides uztvērēji ir blīvi iesaiņoti.
3. DVMRP (Distance Vector Multicast Routing Protocol)
Tas ir viens no vecākajiem multiraides maršrutēšanas protokoliem. Tas ir balstīts uz RIP (Routing Information Protocol) algoritmu, kas ir attāluma vektora maršrutēšanas protokols.
DVMRP izmanto paņēmienu, kas pazīstams kā trafika pārpludināšana, kad multiraides trafika tiek nosūtīta uz visiem tīkla punktiem, un pēc tam maršrutētāji atmet trafiku no tīkliem, kuriem nav multiraides grupas dalībnieku.
DVMRP izveido tā saukto aptverošo koku, kas ir struktūra, kas nosaka, kā paketes tiks izplatītas tīklā. Lai gan DVMRP bija viens no pirmajiem multiraides maršrutēšanas protokoliem un ir bijis ļoti ietekmīgs, mūsdienās tas netiek tik plaši izmantots, jo tiek pieņemti mūsdienīgāki un efektīvāki protokoli, piemēram, PIM.
Katram no šiem protokoliem ir unikāla loma multiraides trafika veicināšanā, un tie bieži strādās kopā, lai tīklā nodrošinātu multiraides pakalpojumus.
Piemēram, resursdators var izmantot IGMP, lai informētu vietējo maršrutētāju, ka tas vēlas pievienoties multiraides grupai, un pēc tam šis maršrutētājs var izmantot PIM, lai pārvaldītu pakešu izplatīšanu šim resursdatoram.
Multiraides lietojumprogramma lokālajos un globālajos tīklos
Multiraide parasti tiek izmantota lokālajos tīklos (LAN). Tas ir tāpēc, ka vairums mūsdienu slēdžu un maršrutētāju LAN sākotnēji atbalsta multiraidi, un tīkla administratoriem ir pilnīga kontrole pār tīklu, padarot multiraides ieviešanu un pārvaldību vieglāku.
Vietējā tīklā multiraidi var izmantot dažādām lietojumprogrammām. Tie var ietvert video vai audio straumēšanu, programmatūras izplatīšanu, sistēmu atjaunināšanu un daudzas citas lietojumprogrammas, kurām nepieciešama vienlaicīga datu piegāde vairākiem resursdatoriem.
Multiraides izmantošana globālā tīklā, piemēram, internetā, ir sarežģītāka. Lai gan IP protokols atbalsta multiraidi, ne visi interneta maršrutētāji ir konfigurēti tā atbalstam. Tas nozīmē, ka, lai gan varat nosūtīt datus uz grupas IP adresi, nav garantijas, ka šie dati sasniegs visus potenciālos grupas dalībniekus.
Lai pārvarētu šo ierobežojumu, tādas metodes kā “IP multiraide, izmantojot Unicast”, kur multiraides dati ir iekapsulēti unicast paketēs transportēšanai internetā. Lai gan tas var nodrošināt multiraides datu piegādi, izmantojot internetu, tas nepiedāvā tādu pašu joslas platuma efektivitāti kā vietējā multiraide.
Multiraide un QoS
Ir svarīgi pieminēt, ka multiraides trafiks var konkurēt ar citu tīkla trafiku par joslas platumu un sistēmas resursiem. Tas var izraisīt pakalpojuma kvalitātes (QoS) problēmas.
Daudzos tīklos tiek ieviestas QoS politikas, lai nodrošinātu, ka kritiskā trafika saņem prioritāti un lai multiraides trafiks nepārslogo tīklu.
Šīs politikas var ietvert ierobežojumus multiraides trafika apjomam, ko var ģenerēt resursdators vai grupa, prioritāri piešķirot noteikta veida trafiku pār citiem vai rezervējot joslas platumu kritiskām lietojumprogrammām.
Multiraides drošība
Multiraides ieviešanā tiek ņemtas vērā arī drošības problēmas. Īpaša problēma var būt pakalpojuma atteikuma (DoS) uzbrukumi, kad uzbrucējs pārņem tīklu vai resursdatoru ar nevajadzīgu trafiku.
Tas ir tāpēc, ka uzbrucējam ir salīdzinoši viegli ģenerēt lielu multiraides trafiku un pārslogot tīklu.
Lai mazinātu šos riskus, daudzi tīkli ievieš drošības kontroles, piemēram, piekļuves kontroles sarakstus (ACL) un autentifikācijas un šifrēšanas metodes multiraides trafikam.
ACL var izmantot, lai kontrolētu, kuri saimnieki var pievienoties multiraides grupai un kādus datus var nosūtīt uz grupas adresi.
Multiraide mākonī
Mākoņtīkli ir ieguvuši milzīgu popularitāti to mērogojamības, veiktspējas un efektivitātes dēļ. Daudzi mākoņpakalpojumu sniedzēji piedāvā noteikta veida atbalstu multiraidei, lai gan šis atbalsts var atšķirties atkarībā no pakalpojumu sniedzēja un konkrētā pakalpojuma.
Mākoņu vidēs multiraidi var izmantot dažādām lietojumprogrammām, tostarp multivides straumēšanai, datu bāzu replicēšanai, programmatūras atjauninājumu izplatīšanai un izkliedētās skaitļošanas veikšanai.
Galvenais mākoņa multiraides izaicinājums ir tas, ka daudzi mākoņdatošanas pakalpojumu sniedzēji vēl nepiedāvā vietējo atbalstu interneta līmeņa multiraidei. Tomēr daži mākoņa pakalpojumu sniedzēji sāk piedāvāt pakalpojumus, kas ļauj multiraidi caur tuneļiem vai VPN.
Multiraides nākotne
Neskatoties uz izaicinājumiem, multiraides nākotne izskatās gaiša. Pastāvīgi attīstoties tīkla tehnoloģijai un pieaugot prasībām pēc efektīviem un mērogojamiem tīkla pakalpojumiem, mēs, visticamāk, redzēsim lielāku pielāgošanu un inovācijas multiraides telpā.
IPv6, jaunākās interneta protokola versijas, pieņemšana var vēl vairāk uzlabot multiraides izmantošanu. IPv6 ietver multiraidi kā neatņemamu protokola daļu, padarot to vieglāk lietojamu un var veicināt vairāku apraides ieviešanu internetā.
Turklāt jaunas metodes, piemēram, programmatūras definēts tīkls (SDN) un tīkla funkciju virtualizācija (NFV), var nodrošināt elastīgākus un jaudīgākus veidus, kā ieviest un pārvaldīt multiraidi.
Multicast trafika priekšrocības
- Joslas platuma izmantošanas efektivitāte: Multiraide ļauj vienu datu straumi nosūtīt vairākiem adresātiem, samazinot nepieciešamo joslas platumu salīdzinājumā ar vairāku Unicast straumju nosūtīšanu.
- Mērogojamība: Multiraide ir ideāli piemērota lietojumprogrammām, kurām ir jānosūta tie paši dati uz lielu skaitu uztvērēju, piemēram, tiešraides video un audio straumēšanai.
Multiraides satiksmes problēmas
- Sarežģītība: Multicast pārraides iestatīšana un pārvaldība var būt sarežģītāka nekā Unicast vai Broadcast pārraide. Tas ir saistīts ar nepieciešamību pārvaldīt Multicast grupu abonementus un nepieciešamību pēc maršrutētājiem, kas atbalsta Multicast.
- Sastrēgumu kontrole: Atšķirībā no Unicast pārraides, kurā uztvērējs var kontrolēt pārraides ātrumu, pieprasot atkārtotas pārraides vai pielāgojot uztveršanas loga lielumu, Multicast pārraidē visi uztvērēji iegūst datus ar vienādu ātrumu. Tas var izraisīt sastrēgumu problēmas, ja uztvērējiem ir atšķirīgas tīkla iespējas.
Kopsavilkums
Multiraide ir efektīva tīkla komunikācijas stratēģija, kas ļauj vienlaicīgi piegādāt datus vairākiem adresātiem.
Lai gan tās ieviešana var būt sarežģīta un rada problēmas, piemēram, ierobežotu interneta saderību, QoS kontroli un drošību, multiraide ir nenovērtējams rīks daudzās lietojumprogrammās.
Multiraides protokols izmanto grupu sistēmu, lai organizētu uztvērējus, un paļaujas uz vairākiem protokoliem, piemēram, IGMP un PIM, lai pārvaldītu un vadītu multiraides trafiku.
Lai gan tā lietošana LAN ir izplatīta, atbalsts multiraidei internetā joprojām ir ierobežots, lai gan tīklu tehnoloģiju attīstība un IPv6 ieviešana šo situāciju uzlabo.
Neatkarīgi no tā, vai tiek pārraidīts tiešraides pasākums, izplatīti programmatūras atjauninājumi, veikta izkliedēta skaitļošana vai jebkura cita lietojumprogramma, kurai nepieciešama datu piegāde vairākiem uztvērējiem, multiraide joprojām ir būtiska tehnika tīkla telpā.