Multicast

Multicast — bitta jo‘natuvchidan ma’lum guruhga a’zo bir nechta qabul qiluvchiga trafik uzatish modeli. Tarmoq paketni har qabul qiluvchi uchun manbadan qayta yuborish o‘rniga, kerakli nuqtalarda nusxalaydi.

Multicast IPTV, real vaqt media, moliyaviy ma’lumot tarqatish, routing protokollari va service discoveryda ishlatiladi.

Multicast barcha hostlarga yuboriladigan broadcastdan farq qiladi. Paket faqat guruhga a’zo qabul qiluvchilarga yetkaziladi.

Multicast manzil

IPv4 multicast diapazoni:

224.0.0.0/4

Bu 224.0.0.0 dan 239.255.255.255 gacha bo‘lgan manzillarni qamrab oladi.

IPv6 multicast prefiksi:

ff00::/8

IPv6 broadcastdan foydalanmaydi. Ko‘p discovery va neighbor funksiyalar multicast orqali bajariladi.

Guruh a’zoligi

Receiver ma’lum multicast guruhga qo‘shiladi.

IPv4da IGMP, IPv6da MLD ishlatiladi.

Receiver switch yoki routerga:

Men 239.10.10.10 guruhini qabul qilmoqchiman.

mazmunida xabar beradi.

Sender guruhga a’zo bo‘lishi shart emas. U destination multicast manzilga packet yuboradi.

IGMP

IGMP router va IPv4 hostlar orasida guruh a’zoligini boshqaradi.

Asosiy tushunchalar:

membership report;
membership query;
leave group;
querier;
group timer.

IGMPv3 source-specific membershipni qo‘llaydi. Receiver faqat ma’lum senderdan kelgan trafikni so‘rashi mumkin.

MLD

MLD IPv6 multicast group membershipni boshqaradi. U ICMPv6 asosida ishlaydi.

MLDv2 source filtering imkoniyatiga ega.

IPv6 tarmog‘ida ICMPv6ni to‘liq bloklash MLD va boshqa muhim funksiyalarni buzadi.

Multicast routing

Oddiy unicast routing destinationga eng yaxshi yo‘lni topadi. Multicast routing senderdan receiverlar tomon loop-free distribution tree quradi.

Keng tarqalgan protokol:

PIM Sparse Mode;
PIM Dense Mode;
PIM Source-Specific Mode.

PIM unicast routing jadvalidan manbaga boradigan yo‘lni aniqlashda foydalanadi.

Reverse Path Forwarding

Router multicast packet kelgan interfeys manbaga boradigan eng yaxshi unicast yo‘lga mos kelishini tekshiradi.

Bu RPF check deb ataladi.

Packet noto‘g‘ri interfeysdan kelsa, loopning oldini olish uchun tashlanadi.

RPF destination multicast manzilga emas, source manzilga qaraydi.

Distribution tree

Source tree

Har sender uchun alohida eng qisqa yo‘l daraxti.

Belgilanishi:

(S,G)

Bu yerda S — source, G — group.

Afzalligi — optimal yo‘l. Kamchiligi — ko‘p senderda state ko‘payadi.

Shared tree

Bir nechta sender trafikni umumiy Rendezvous Point orqali boshlaydi.

Belgilanishi:

(*,G)

State kamroq bo‘lishi mumkin, lekin dastlabki yo‘l optimal emas.

Rendezvous Point

PIM Sparse Mode’da RP sender va receiver tomonlarini uchrashtiradigan mantiqiy nuqta.

Senderning first-hop routeri trafikni RPga ro‘yxatdan o‘tkazadi. Receiver tomon routerlar RP tree’ga join yuboradi.

Keyinchalik trafik shortest-path treega o‘tishi mumkin.

RP uchun redundancy va discovery mexanizmlari kerak.

SSM

Source-Specific Multicast receiverga aniq source va group juftligini tanlash imkonini beradi.

IPv4 SSM uchun keng tarqalgan diapazon:

232.0.0.0/8

Receiver (S,G)ga qo‘shiladi.

Afzalliklari:

RP talab qilmaydi;
source aniq;
xavfsizlik va policy sodda;
state tushunarli.

IGMPv3 yoki MLDv2 kerak.

ASM

Any-Source Multicast receiver guruhga qo‘shiladi va istalgan senderdan trafik olishi mumkin.

Bu model RP va shared treega tayanishi mumkin.

Bir guruhga ruxsatsiz sender trafik yuborishi ehtimoli bor. Source filtering va tarmoq policy muhim.

IGMP snooping

Layer 2 switch oddiy multicast frame’ni barcha portlarga flood qilishi mumkin.

IGMP snooping switchga IGMP xabarlarini kuzatib, qaysi portlarda receiver borligini bilish imkonini beradi.

Switch multicast MAC table yaratadi va trafikni faqat kerakli portlarga uzatadi.

IGMP snooping routing qilmaydi. U Layer 2 forwardingni optimallashtiradi.

Querier

VLANda multicast router bo‘lmasa, IGMP query yuboruvchi qurilma bo‘lmasligi mumkin. Guruh state’i eskiradi yoki switch multicastni noto‘g‘ri flood qiladi.

Ba’zi switchlar IGMP snooping querier sifatida ishlashi mumkin.

Bir VLANda qaysi qurilma querier ekanini aniqlash muhim.

Multicast MAC

IPv4 multicast IP manzil Ethernet multicast MACga xaritalanadi.

Mapping barcha 28 guruh bitini to‘liq sig‘dirmaydi. Turli multicast IP manzillar bitta MACga mos kelishi mumkin.

Switch faqat MAC asosida ishlasa, ortiqcha trafik ayrim portlarga yetishi mumkin. IGMP snooping IP group state bilan aniqlikni oshiradi.

TTL va scope

Multicast packetdagi TTL uning qanchalik uzoqqa tarqalishini cheklaydi.

IPv6 multicast manzilning o‘zida scope maydoni mavjud:

interface-local;
link-local;
site-local;
global.

Router va administrativ policy multicast chegarasini boshqaradi.

Multicast va NAT

Oddiy NAT multicastni unicast connection kabi tarjima qilmaydi.

Internetdagi multicast va xususiy tarmoq multicastini bog‘lash uchun:

tunnel;
multicast gateway;
application relay;
provider service

kerak bo‘lishi mumkin.

QoS

Real vaqt multicast video packet loss va jitterga sezgir.

QoS siyosati:

DSCP marking;
priority yoki guaranteed queue;
policing;
bandwidth reservation;
receiver admission;
multicast rate limit

ni qo‘llashi mumkin.

Bitta multicast oqim ko‘p receiverga tarqalgani uchun upstream bandwidth tejaladi, ammo access segmentlarda umumiy yuk saqlanadi.

Xavfsizlik

Multicastning o‘zida barcha holat uchun built-in autentifikatsiya mavjud emas.

Xavflar:

ruxsatsiz sender;
ruxsatsiz receiver;
group flooding;
state exhaustion;
soxta IGMP;
multicast DoS.

Himoya:

ACL;
source-specific multicast;
IGMP filtering;
PIM neighbor authentication, mavjud bo‘lsa;
rate limit;
segmentatsiya;
encryption ilova darajasida.

Diagnostika

Multicast ishlamasa:

group address;
source address;
IGMP yoki MLD membership;
querier;
IGMP snooping;
PIM neighbor;
RP;
RPF check;
(S,G) va (*,G) state;
TTL;
ACL;
QoS;
packet loss

tekshiriladi.

Sender packet yuborishi va receiver join qilishi yetarli emas. Ular orasidagi barcha routerlarda multicast forwarding holati bo‘lishi kerak.

Bog‘liq tushunchalar

IGMP, MLD, PIM, RPF, Rendezvous Point, SSM, ASM, IGMP snooping, Multicast group, Unicast, Broadcast