Настройки роутера что такое igmp



Настройки роутера что такое igmp

Чтобы доставить мультикаст от источника до получателя существует много протоколов — IGMP, PIM, MSDP, MBGP, MOSPF, DVMRP. В настоящее время из выше перечисленных протоколов используются в основном: PIM и IGMP.

Рисунок 6.8

PIM (Protocol Independent Multicast)строит путь движения мультикастового трафика от источника до получателей через маршрутизаторы. PIM обеспечивает построение графа сети, связывающего все хосты в определенной группе, причем между двумя хостами существует только один путь. Такой граф называют покрывающим деревом. Протокол PIM осуществляет постоянный мониторинг покрывающего дерева, и время от времени отсекает те ветви дерева, которые из-за изменения состояния сети уже не ведут к членам той или иной группы.

Протокол IGMP(Internet Group Management Protocol) – gротокол группового управления в Интернете, был разработан в 1989 году. IGMP—это сетевой протокол взаимодействия клиентов мультикастового трафика и ближайшего к ним маршрутизатора. С помощью этого протокола маршрутизатор узнаёт о наличии получателей мультикастового трафика и об их отключении. Роль IGMP очень проста: если клиентов нет, то передавать мультикастовый трафик в сегмент не надо. Если появился клиент, он уведомляет маршрутизатор с помощью IGMP о том, что хочет получать трафик.

Источник программ IPTV не нуждается в протоколе IGMP. Любой компьютер, подключенный к Интернету, может стать источником группового вещания, при этом ему не требуется никакого дополнительного программного обеспечения, кроме того, которое включено в состав обычной реализации стека TCP/IP.

Чтобы стать получателем групповых данных, узел должен «выразить» свою заинтересованность маршрутизатору, к которому непосредственно подсоединена его сеть. Для этого хост должен установить взаимодействие с маршрутизатором по протоколу IGMP.

При вещании ТВ программ в режиме multicast видеосервер рассылает только один видеопоток (для каждой из ТВ-программ), независимо от числа абонентов.

На участке соединения видеосервер — шлюз доступа (Ethernet-коммутатор, DSLAM) происходит трансляция всех ТВ-программ (рисунок 6.6). На участке соединения коммутатор — STB транслируется только та программа, которую выбрал абонент для просмотра. Это происходит посредством протокола IGMP.

Рисунок 6.6

В IGMP определено три типа сообщений:

1) Запрос о членстве. С помощью этого сообщения маршрутизатор пытается узнать, в каких группах состоят хосты в локальной сети, присоединенной к какому-либо его интерфейсу. Запрос о членстве существует в двух вариантах: в одном из них маршрутизатор делает общий запрос обо всех группах «IGMP General Query»(общий запрос), в другом его интересует информация только о некоторой конкретной группе, адрес которой указывается в запросе«IGMP Group Sepcific Query».

2) Отчет о членстве (IGMP Report). Этим сообщением хосты отвечают маршрутизатору, который послал в сеть запрос о членстве. В сообщении содержится информация об IP-адресе группы, в которой они состоят. Маршрутизатор, являясь членом всех групп, получает сообщения, направленные на любой групповой адрес. Для маршрутизатора, получающего ответные сообщения, важен только факт наличия членов той или иной группы, а не принадлежность конкретных хостов конкретным группам. Отчет о членстве хост может послать не только в ответ на запрос маршрутизатора, но и по собственной инициативе, когда он пытается присоединиться к определенной группе. После такого сообщения хост может рассчитывать на то, что трафик для этой группы действительно будет доставляться в сеть, к которой этот хост принадлежит.

3) Покинуть группу (IGMP Leave). Это сообщение хост может использовать, чтобы сигнализировать «своему» маршрутизатору о желании покинуть некоторую группу, в которой он до этого состоял. Получив это сообщение, маршрутизатор посылает специфический запрос о членстве членам только этой конкретной группы «IGMP Group Sepcific Query», и если не получает на него ответ (то есть это был последний хост в группе), то перестает передавать трафик группового вещания для этой группы.

Сообщения с запросами о членстве посылаются маршрутизатором регулярно с некоторой частотой. На каждом из интерфейсов с установленными средствами IGMP маршрутизаторами поддерживаются кэш-таблицы групп. Кэш-таблица содержит список всех групп, в составе которых есть хотя бы один член. Для каждой строки таблицы установлен таймаут. Маршрутизатор регулярно посылает запросы «IGMP General Query» (по умолчанию — каждые 60 секунд), чтобы проверить, что в каждой группе еще имеются члены. Если для некоторой группы ответ не поступает в течение установленного для нее тайм-аута, то соответствующая строка удаляется из кэш-таблицы, и маршрутизатор считает, что членов этой группы в сети больше нет.

Локальная сеть может иметь несколько хостов, заинтересованных в получении трафика одной и той же группы, но маршрутизатору достаточно подтверждения только от одного хоста для того, чтобы продолжить передавать трафик в сеть для этой группы. Основываясь на информации, полученной с помощью IGMP, маршрутизаторы могут определять, в какие подключенные к ним сети необходимо передавать групповой трафик.

Чтобы хост смог получать трафик группового вещания, недостаточно установить на нем протокол IGMP, с помощью которого хост может отправить сообщение своему маршрутизатору о желании присоединиться к группе. Помимо этого, надо сконфигурировать сетевой интерфейс хоста так, чтобы он стал захватывать из локальной сети кадры, несущие в себе пакеты группового вещания для той группы, к которой присоединился хост.

Чтобы стало понятнее, как работает IPTV, рассмотрим небольшой пример (рисунок 6.9). Для работы IPTV необходим роутер, поддерживающий multicast (далее MR). Он будет отслеживать членство того или иного клиента в определенной группе, т.е. постоянно следить, какому клиенту какой отправлять TV-канал. В сети есть сервер (Мulticast источник), подключённый к роутеру MR. Этот сервер вещает TV-каналы, например:

Предположим, что клиент включает канал News, тем самым, сам не подозревая, он отправляет запрос на MR для подключения к группе 224.12.0.1. С точки зрения протокола IGMP это сообщение«IGMP Report224.12.0.1”. После получения Multicast Router’ом данного сообщения, MR регистрирует его, и Ethernet коммутатор (SW) приступает к копированию широковещательных пакетов, предназначенных для данной группы, в порт, к которому подключен клиент. Клиент начинает получать трафик.

Рисунок 6.9 – Принцип работы IGMP

Если клиент переключается на другой канал, то он сначала отправляет уведомление MR, что он отключает канал News, т.е. покидает эту группу. Для IGMP это сообщение “LEAVE 224.12.0.1” (ВЫЙТИ из группы 224.12.0.1). А затем опять шлёт сообщение «IGMP Report» для нужного канала.

Маршрутизатор MR получив сообщение “LEAVE” для какой-либо группы, должен убедиться, что больше никаких других получателей этого канала нет, посылает сообщение «IGMP Group Specific Query» дважды. И если ни один STB не откликнется, то MR перестаёт передавать трафик этой группы.

Кроме того, MR периодически (каждые 60 секунд) опрашивает всех: «к какой группе кто подключен?», для выяснения состава групп в текущей момент времени, чтобы отключать тех клиентов, с которыми оборвалась связь. При этом MR использует запрос «IGMP General Query»(Общий запрос). Если на 3 подряд «Query» не было с интерфейсов MR ответа «IGMP Report» для какой-то группы, MR удаляет этот канал из своей таблицы мультикастовой маршрутизации — перестаёт посылать трафик этого канала до тех пор, пока к этой группе не подключится, хотя бы один клиент.

После присоединения к необходимой группе, клиентское оборудование начинает принимать поток данных по протоколу UDP на порт 1234.

Таким образом, переключение каналов с дистанционного пульта-«ленивчика», столь привычное и простое для пользователей традиционного те­левидения, представляет сложность для сети IPTV. Всякий раз, когда пользо­ватель IPTV переключает канал, в сети начинает кипеть работа:

1) Во-первых, пользователя следует отключить от группы Multicast.

2) Во-вторых, подключить его к новой группе Multicast.

3) В-третьих, если канал вещания вообще отсутствует в данный момент, так как его никто не смотрит, значит, нужно инициировать вещание и создать новую группу Multicast.

Итак, повторим ещё раз:

IGMP Report — посылается клиентом при подключении, если клиент хочет получать трафик конкретной группы или в ответ на запрос маршрутизатора о членствеIGMP Query.

IGMP General Query — посылается маршрутизатором периодически, чтобы проверить, какие группы сейчас нужны.

IGMP Group Sepcific Query — посылается маршрутизатором в ответ на сообщение Leave, чтобы узнать есть ли другие получатели в этой группе. В качестве адреса получателя указывается адрес мультикастовой группы.

IGMP Leave — посылается клиентом, когда тот хочет покинуть группу.

7 Пассивные оптические сети (PON) – переворот в широкополосном доступе

Оптоволокно на последней

миле: это надо PONять

Технология PON используется для реализации структур FTTH «волокно до жилища». Возможности технологии GPON удивляют в первую очередь тем, что доступ к ресурсам сети Интернет возможен на скорости до 1 Гб/с, что в двести раз выше, чем по медным линиям.

Сеть строится с помощью пассивных делителей оптической мощности (сплиттеров), не требующих питания и обслуживания. Особенностью технологии является 100% оптический канал от АТС до квартиры или офиса клиента, что позволяет повысить качество передачи сигнала (голоса, данных, видео) и в десятки раз увеличить скорость передачи данных.

Инфраструктура GPON отличается крайней неприхотливостью и безопасностью: не требует электропитания и может быть смонтирована в любом, даже неприспособленном помещении

Основные преимущества PON:

1 Простота и перспективность реализации распределительной инфраструктуры;

2 Отсутствие промежуточных активных узлов;

3 Быстрое развёртывание сети;

4 Простота сопряжения с любым внешним оборудованием;

5 Высокая гибкость при развитии и наращивании сети;

6 Независимое использование любых протоколов работы и технологий связи;

7 Повышенная надёжность;

8 Простота подключения новых абонентов и удобство обслуживания (подключение, отключение или выход из строя одного или нескольких абонентских узлов никак не сказывается на работе остальных);

9 Невысокая стоимость создания сети и т. д.

Дата добавления: 2016-02-09; просмотров: 779;

Источник

IGMP Proxy и Мультикаст: что это в роутере и как включить?

И так, чтобы раскрыть тему IGMP Proxy, PIM и мультикаста полностью – давайте начнём с самого начала. Вы, наверное, уже знаете, как передаётся эфирное телевидение. То есть у нас есть телевизионная вышка, которая путём радиоволн передаёт закодированный сигнал. А клиент в свою очередь принимает этот сигнал с антенны и видит картинку на телевизоре. Аналогично все происходит и путём кабельного ТВ. Только разница в том, что в кабельном идёт сигнал непосредственно по проложенному проводу к каждому приёмнику.

Но общее все же есть – сигнал одновременно поступает к всем клиентам. Когда вы включите телевизор, то вы увидите сигнал, который отправляется всем. Но если вы включите, например тот же самый YouTube, то там все по-другому. Каждому пользователю предоставляется свой пакет трафика.

И вот мы подошли к вопросу – что же такое мультикаст? Это технология, которая объединяет два этих подхода передачи трафикав. На первом уровне, пакет отправляется только в одном экземпляре, но только тому клиенту, который сделал на него запрос. Приёмников на самом деле может быть несколько.

Самый яркий пример мультикаста — это использования IPTV. Не все провайдеры предоставляют данную возможность, но щас она набирает обороты и возможно, кто-то уже пользуется этой услугой. Представим, что у нас есть два пользователя: Вася и Петя, который подключены к одному провайдеру. Так вот сервер IPTV, отправляет сигналы не всем пользователям, а только тем, кто в данный момент подключен.

Но самое главное, что Вася и Петя будут получать сигнал и пакеты только того канала, который в данный момент включен. Например, Вася смотрит «Первый канал», а Петя «СТС». Сервер четко отправляет пакеты информации только по тому каналу, который активен. Ещё один пример — это онлайн конференция, которой часто пользуются крупные компании. Ведь нет смысла раскидываться трафиком и отправлять всем, можно просто от одного разливать информацию к каждому клиенту.

Реализация

А теперь встаём следующая проблема – как это организовать. Представьте себе, что в сети у провайдера очень много узлов, коммутаторов, маршутизаторов, серверов и есть центральный сервер того же IPTV. Задача сервера отправить трафик таким образом, чтобы он максимально быстро через минимальное количество узлов дошёл до пользователя.

При этом нужно это сделать так, чтобы не образовалось кольцо – когда трафик начинает ходить по кругу и бесконечно. Поэтому путь пакетов будет выглядеть как дерево, да и топология будет использоваться подобная. То есть выходя пакет от сервера он подходит к одному из узлов. Дальше узел должен определить куда дальше отправлять пакет.

А теперь мы подобрались к протоколу IGMP (Internet Group Management Protocol) — это такой протокол, который позволяет быстро подключаться клиенту к ближайшему маршрутизатору. Он сообщает ему, что нужен трафик по тому или иному каналу. Если же запроса к маршрутизатору нет, то он просто простаивает и тем самым высвобождает ресурсы сети.

Также используется PIM (Protocol Independent Multicast) протокол – эта такая система, которая выстраивает адрес от сервера к конечному получателю через одну ветвь дерева. При этом система постоянно мониторит путь, чтобы менять его, если какой-то сегмент выключен или был перемещён.

Проще говоря, сервер транслирует только один сигнал каждого телевизионного канала. И пользователи получают только сигнал того канала, который запросили. Одновременно один сигнал могут получать и несколько приёмников. Именно для этого и нужен протокол IGMP.

Куда идёт пакет

Рассмотрим на примере. Вообще данная технология использует IP адреса 224.0.0.0-239.255.255.255 диапазона. Например, сервер отправляет один канал с адресом 224.2.2.4. Это канал «СТС». IGMP протокол, использующийся только в отрезке между клиентом и ближайшим маршрутизатором, который к нему подключен.

1. Так вот, пользовательская программа отправляет запрос на просмотр канала 224.2.2.4 ближайшему маршрутизатору.
2. Если в маршрутизаторе уже есть поток и через него идёт дерево канала, который запросил клиент – то пакеты сразу же отправляются пользователю, и он видит изображение.
3. Как только клиент выключит программу на маршрутизатор отправляется сигнал, о выходе из группы и сигнал более туда не идёт.
4. Но также маршрутизатор постоянно отправляет сигнал на ближайших включенных клиентов, чтобы удостовериться, что они ещё принимают трафик. Происходит это каждые 60 секунд. Клиент, который получил такой запрос, обязан отправить ответ или его отключат. Все это происходит в автономном режиме.

Как включить на роутере

В роутере данная функция чаще всего нужна для нормального просмотра IPTV. По умолчанию эта функция уже включена, но можно проверить. Теперь я покажу как включить эту функцию на примере модели TP-Link.

Заходим в «Сеть» – «IPTV» и включаем «IGMP Прокси». Также не забываем поставить галочку «IGMP Snooping» – функция, исключающая получение трафика от группы, к которой не принадлежит клиент. На новых прошивках данный пункт находится там же, только изначально надо нажать на вкладку «Дополнительные настройки». Обязательно нажмите на кнопку «Сохранить» в само конце.

Источник

Принципы организации Multicast-рассылки

Современный человек на каждом шагу сталкивается с большим потоком визуальной и звуковой информации: домашнее телевидение, рекламные цифровые билборды, мультимедийные системы в поездах и самолетах, информирование в аэропортах и вокзалах и многое другое. Все эти системы требуют быстрой и эффективной передачи данных от одного источника до множества получателей. Такой же принцип работы используется при осуществлении видеоконференций, а в промышленном секторе востребован в системах видеонаблюдения и звукового аварийного оповещения.

На схеме изображена система, в которой источник информации отправляет три одинаковых экземпляра данных для трех получателей на их индивидуальные IP-адреса. Именно так выглядит одноадресная (unicast) рассылка.

Даже человеку, далекому от сетевых технологий, понятно, что в такой сети источнику приходится формировать несколько идентичных пакетов. А если получателей не три, а сотни или тысячи? В подобных системах необходимо применить совершенно другой подход – многоадресную (multicast) рассылку.

Multicast обеспечивает доставку трафика группе клиентов на IP-адрес группы многоадресной рассылки. Схема передачи данных выглядит следующим образом:

Независимо от того, сколько клиентов заинтересованы в получении данных, сервер-источник будет отправлять только один пакет, тем самым избегая излишнего дублирования. Плюсы такого подхода очевидны:

• рациональное использование пропускной способности;
• экономия вычислительных возможностей сервера;
• снижение нагрузки на сеть.

Более подробно рассмотрим механизм работы многоадресной рассылки.

Инструменты технологии multicast

Static Multicast – отслеживание и добавление статических многоадресных MAC-адресов вручную для фильтрации многоадресного трафика. Некоторые устройства не поддерживают динамическую регистрацию в мультикаст-группе, но в то же время способны получать многоадресный трафик. Чтобы это было возможно, такие устройства нужно зарегистрировать вручную: создать запись с групповым адресом и номерами портов в таблице многоадресной рассылки маршрутизатора.

IGMP (Internet Group Management Protocol) – протокол управления многоадресной передачей данных. Используется для динамической регистрации узлов-получателей в многоадресной группе. С его помощью хосты-клиенты оповещают маршрутизатор о своем желании получать многоадресный трафик (т.е. подписаться на рассылку). На сегодняшний день существует три версии данного протокола, все они совместимы между собой.

В рамках IGMP существует 3 типа сообщений:

1. Membership Query — запрос о принадлежности к группе
2. Membership Report — ответ о принадлежности к группе
3. Leave Group Message — сообщение о выходе из группы

Механизм работы IGMP

При запуске приложения на клиенте и указания группы рассылки в сеть будет отправлено сообщение IGMP Membership Report (IGMP Join): таким образом хост изъявляет о своем желании получать трафик для данной заданной группы. Такие пакеты могут жить только в пределах своей подсети.

Роутер получает IGMP-Report и заносит в свою таблицу мультикаст маршрутизации информацию о том, что на данном интерфейсе присутствуют клиенты, заинтересованные в получении трафика.

Клиенты начинают получать желаемый трафик. При этом маршрутизатор должен периодически проверять, находятся ли на данном интерфейсе заинтересованные получатели или их уже нет. Чтобы проверить это маршрутизатор отправляет на нисходящие интерфейсы запросы IGMP Query. Узел группы, получивший данный запрос, должен отправить IGMP Report, чтобы подтвердить свое желании о получении трафика. При получении маршрутизатором хотя бы одного ответа на IGMP Query он продолжает вещать в тот интерфейс, откуда пришел ответ, потому что это означает, что там все еще есть заинтересованные клиенты. Но если на несколько отправленных IGMP Query ответа так и не поступило, маршрутизатор удаляет данные об этом интерфейсе из своей таблицы и прекращает вещание.

Если получатель более не заинтересован в получении трафика, он может отправить сообщение IGMP Leave о выходе из группы на адрес группы, не дожидаясь запроса IGMP Query.

Групповой IP-адрес . Сервер-источник отправляется пакеты не на индивидуальные IP-адреса узлов, а на IP-адрес группы (выделенные специально для этих целей адреса в диапазоне от 224.0.0.0 до 239.255.255.255).

Групповой MAC-адрес . Для того, чтобы передавать кадры по локальной сети, каждому групповому IP-адресу должен соответствовать групповой MAC-адрес. Он всегда начинается с префикса 01:00:5Е, а оставшаяся часть формируется из 23 младших бит IP-адреса группы по определенному алгоритму.

IGMP Snooping – функция коммутаторов 2-го уровня, которая позволяем им изучать членов многоадресных групп, подключенных к их порам. Это осуществляется за счет прослушивания IGMP запросов и ответов, которые передаются между получателями и маршрутизаторами в многоадресной сети.

Функция IGMP Snooping используется для того, чтобы избежать перенаправления трафика на все, даже не заинтересованные в его получении, узлы, т.е. для предотвращения флуда.

Маршрутизация Multicast трафика

Зачастую стоит задача транслирование многоадресного потока данных через несколько подсетей, разделенных маршрутизаторами. Каждый интерфейс маршрутизатора является широковещательным доменом, поэтому многоадресные пакеты маршрутизироваться между ними не будут. Именно для таких систем используют специализированные протоколы многоадресной маршрутизации. Например, протокол PIM.

PIM ( Protocol Independent Multicast ) – набор протоколов многоадресной маршрутизации, которые строят путь передвижения многоадресного трафика от сервера до клиентов через маршрутизаторы. Имеет два основных режима — Dense и Sparse , отличающихся принципом работы.

При использовании Dense mode маршрутизатор предполагает, что заинтересованные получатели есть везде, поэтому начинает рассылать мультикаст трафик на все интерфейсы, кроме того, за которым числится источник (лавинная рассылка). Трафик будет отправляться во все порты до тех пор, пока маршрутизатор не получит специальное сообщение о прекращении вещания в этот интерфейс. Спустя время вещание продолжится до тех пор, пока не будет получено очередное сообщение.

Sparse mode использует совершенно противоположный подход. Заинтересованные в получении информации клиенты должны отправить специальное сообщение для того, чтобы начать получать трафик. Именно этот режим чаще всего используется на практике, т.к. позволяет избежать флуда и обеспечивает более эффективное взаимодействие между узлами многоадресной сети.

Организация многоадресной рассылки на маршрутизаторе Moxa

Типовая схема

Рассмотрим следующую типовую схему подключения сервера и клиентов, которые находятся в разных сегментах сети:

Источник