Tema 3 (2017)

Resumen Español
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Ingeniería Informática - 3º curso
Asignatura Tecnologías Avanzadas de Internet
Año del apunte 2017
Páginas 5
Fecha de subida 07/06/2017
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Tecnologías Avanzadas de Internet Tema 3 – Multicast en Internet Introducción La mitad de las direcciones en Ethernet están destinadas a multicast  El bit más bajo del byte más alto indica si es multicast o no: 01.00.00.00.00 Las direcciones multicast IP se usan solo en el campo de destino. El rango reservado para estas direcciones es 224.0.0.0 – 239.255.255.255  Todas las que empiecen por 1110.
* Con multicast no se puede usar TCP, no se establece conexión.
* Traceroute no funciona en multicast, no se generan datagramas de ICMP de error.
Direccionamiento Direcciones especiales:     224.0.0.0  No se usa.
224.0.0.1  Todos los hosts de la subred.
224.0.0.2  Todos los routers de la subred.
224.0.0.0 – 255  Reservadas.
Mapping de direcciones IP multicast a direcciones Ethernet: 𝑓(𝐼𝑃) = 𝑀𝐴𝐶𝑚𝑢𝑙𝑡𝑖𝑐𝑎𝑠𝑡  función que transforma una dirección IP multicast a una MAC multicast. La MAC correspondiente a la dirección IP son los primeros 25 bits de 01:00:5E:00:00:00 concatenados con los últimos 23 bits de la dirección IP.
Esto puede generar colisiones si dos direcciones acaban con los mismos 23 bits.
Notificación y Entrega Multicast funciona tanto en redes locales como Internet:   En redes locales solo hace falta enviar el datagrama directamente utilizando la dirección multicast hardware.
En Internet hace falta tener routers multicast que reencaminen los datagramas hacia otras redes.
Router multicast: router que sabe si tiene host multicast conectados a él. Estos routers “escuchan” todas las transmisiones multicast IP y si reciben un datagrama, lo reencamina a otra red.
Multicast scope: rango de miembros del grupo, o el número de redes por la que se puede propagar un datagrama multicast. Hay dos técnicas para controlar este abasto:   Limitar el TTL: asignando un número pequeño se limita la distancia a la que llegarán los datagramas.
Asginar grupos reservados: se reservan direcciones para un uso dentro de una misma red o misma organización.
IGMP (Internet Group Managment Protocol): protocolo que usan los hosts y routers multicast para intercambiar información de grupos. Está integrado junto a IP. Consta de 2 fases:   Fase 1: Cuando un host se añade a un grupo multicast envía un mensaje a esto grupo.
Los routers multicast añaden las rutas necesarias y propagan el mensaje.
Fase 2: Los routers multicast van encuestando (polling) periódicamente a los miembros de un grupo para ver si todavía pertenecen. Cuando alguien deja un grupo, se adelanta un polling y si nadie contesta, se quita el grupo de la lista.
IGMP está diseñado para no congestionar las redes, los métodos que utiliza para ello son: 1. Toda comunicación entre hosts y routers multicast utilizan multicast.
2. Cuando se hace polling se envía un único mensaje, así no hay que enviar un mensaje a cada grupo.
3. Si hay más de un router multicast, solo uno hace el polling, quién lo hace se elige de manera rápida y eficiente.
4. Los hosts no responden todos al mismo tiempo, las peticiones IGMP contienen un número N que especifica el tiempo de respuesta máximo. Los hosts esperan un tiempo aleatorio antes de contestar.
5. Cada host escucha las respuestas de otros hosts en el grupo, suprimiendo el tráfico innecesario.
En un host, IGMP ha de recordar el estado en que se encuentra cada grupo multicast al que pertenece. Esta información se encuentra en una tabla.
   Cada vez que una app se añade a un grupo, IGMP añade una entrada a la tabla.
Cada entrada tiene un contador con el número de programas que están subscritos al grupo.
Cuando el contador de una entrada llega a 0, la entrada se borra.
Diagrama de las acciones de IGMP según los eventos: Formato de los mensajes IGMP: 0 7 Tipo 8 15 16 31 Tiempo de respuesta Checksum Dirección de grupo (cero si es una petición) Tipo del mensaje:    0x11  Petición de grupo, para polling.
0x16  Informe de pertenencia.
0x17  Se abandona el grupo.
Tiempo de respuesta: intervalo máximo del tiempo de espera aleatorio que elegirá el host.
Encaminamiento Los esquemas de encaminamiento multicast son muy diferentes a los normales. Sus rutas pueden cambiar simplemente si una aplicación se añade o deja un grupo multicast, esto quiere decir que el encaminamiento multicast es dinámico.
Ejemplo de encaminamiento: Existen 2 grupos: 1 (A, F, G) y 2 (C, E, H).
El router no debería encaminar nunca los datagramas de multicast del grupo 1 a la red X2, para evitar malgastar el ancho de banda.
En cambio, si un host de la X2 se une a 1, el router tendrá que encaminar el tráfico a X2.
*A y F mandan un datagrama al grupo 1: en este caso, aunque los datagramas tienen la misma dirección, el router tiene que tomar decisiones diferentes.  El router tiene que examinar más cosas a parte que la dirección de destino.
*Datagramas enviados por no miembros: si D envía un datagrama al grupo 1, el router debería encaminar el datagrama a X1 y X3.
RPF (Reverse Path Forwarding): este esquema se utiliza para prevenir que un mismo datagrama viaje por la misma red dos veces (bucles). Para prevenir esto, se utiliza la dirección de origen del datagrama:    El router multicast utiliza la tabla de encaminamiento convencional con los caminos más cortos a los destinos.
Cuando llega un datagrama, mira la dirección de origen y se determina cual es la interfaz que trae este mensaje.
Si el datagrama ha venido por la interfaz por donde se enviaría el datagrama al origen, se encamina a las otras interfaces, si no se descarta.
RPF garantiza que cada host en un grupo recibirá una copia, pero no se utiliza para el encaminamiento multicast porque carga mucho la red enviando tráfico a redes que no tienen grupo.
TRPF (Truncate RPF): sigue el esquema de RPF, pero limita la propagación evitando los caminos que no llevan a redes sin miembros de grupos. Para esto necesita la tabla de encaminamiento y una lista de grupos accesibles por cada interfaz.
Algoritmo: 1. Aplica RPF.
2. Si se descarta el datagrama, acaba.
3. Si tiene que retransmitir, se comprueba antes que algún miembro del grupo de destino sea accesible por la interfaz.
4. Si no son accesibles, se descarta la interfaz y se repite la comprobación por otras interfaces.
RPM (Reverse Path Multicasting): extiende de TRPF para que este sea más dinámico. Para RPM:    Es más importante que el datagrama llegue al destino que evitar transmisiones innecesarias.
Cada router multicast contiene una tabla de encaminamiento convencional correcta.
El encaminamiento multicast tiene que ser eficiente, cuando sea posible.
Mecanismo: 1. Cuando empieza utiliza RPF para hacer llegar una copia de cada datagrama a todas las redes de Internet.
2. Simultáneamente, los routers se intercambian información sobre los caminos en los que no hay miembros de grupos.
3. Cuando sabe los caminos sin miembros se dejan de usar (poda la interfaz).
Mecanismo para saber dónde hay miembros:    Los hosts que se añaden o eliminan de grupos informan a los routers locales usando IGMP.
Estos routers informan a las redes vecinas, y así llegará a todos los routers.
Si un router ve que no hay miembros de un grupo “detrás” de un router, no se le envía información.
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