Output file ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TRƯƠNG CÔNG ÁI IP MULTICAST VÀ ỨNG DỤNG LUẬN VĂN THẠC SĨ Hà Nội – 2009 LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn TS Ngô Khánh Vân, ngƣời đã tận[.]
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TRƯƠNG CÔNG ÁI IP MULTICAST VÀ ỨNG DỤNG LUẬN VĂN THẠC SĨ Hà Nội – 2009 LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn TS Ngô Khánh Vân, ngƣời tận tình hƣớng dẫn, bảo tơi suốt thời gian dài thực đề tài Tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS Nguyễn Văn Tam, công tác Viện công nghệ thông tin, bảo cho tơi lời khun q báu để hồn thiện luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn thầy cô trƣờng Đại Học Công Nghệ, Đại Học Quốc Gia Hà Nội giảng dạy, truyền đạt tạo điều kiện học tập tốt cho suốt thời gian học tập nhƣ trình thực luận văn Hà Nội, tháng 08 năm 2009 Trƣơng Công Ái I MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DANH SÁCH HÌNH VẼ DANH SÁCH CÁC BẢNG MỞ ĐẦU 1 Đặt vấn đề Đối tƣợng mục tiêu luận văn Hƣớng tiếp cận Kết cấu luận văn CHƢƠNG CƠ BẢN VỀ IP MULTICAST 1.1 Mở đầu 1.2 Các thành phần tham gia vào truyền thông multicast 1.3 Địa multicast 1.4 Cây phân phối multicast 1.4.1 Cây nguồn 1.4.2 Cây chia sẻ 10 1.5 Chuyển tiếp multicast 13 1.6 Đƣờng trục multicast 15 1.7 Giao thức quản lý nhóm Internet 17 1.7.1 Giao thức IGMPv1 17 1.7.1.1 Thông điệp Host Membership Report 18 1.7.1.2 Thông điệp Host Membership Query 19 1.7.2 Giao thức IGMPv2 19 1.7.2.1 Lựa chọn router truy vấn 20 1.7.2.2 Thông điệp rời nhóm 21 1.7.2.3 Truy vấn cho nhóm 21 1.7.3 Giao thức IGMPv3 21 I 1.7.3.1 Lọc liệu 21 1.7.3.2 Thông điệp IGMPv3 Host Membership Query 22 1.7.3.3 Thông điệp IGMPv3 Host Membership Report 23 CHƢƠNG 25 ĐỊNH TUYẾN MULTICAST 25 2.1 Giao thức định tuyến multicast véctơ khoảng cách 25 2.1.1 Tìm kiếm hàng xóm 25 2.1.2 Trao đổi thông báo định tuyến 26 2.1.3 Cắt nhánh 29 2.1.4 Ghép nhánh 30 2.2 Giao thức PIM Dense Mode 32 2.2.1 Tìm kiếm hàng xóm 32 2.2.1.1 Thông điệp Hello 32 2.2.1.2 Router đƣợc định 32 2.2.1.3 Cây phân phối multicast 33 2.2.2 Cắt nhánh 34 2.2.3 Cơ chế xác nhận 36 2.2.4 Ghép nhánh 37 2.3 PIM Sparse Mode 38 2.3.1 Mơ hình tham gia 38 2.3.2 Cây chia sẻ 39 2.3.2.1 Tham gia chia sẻ 39 2.3.2.2 Cắt nhánh chia sẻ 42 2.3.3 Cây đƣờng ngắn 44 2.3.3.1 Tham gia đƣờng ngắn 44 2.3.3.2 Cắt nhánh đƣờng ngắn 46 2.3.4 Thông điệp Join/Prune 47 2.3.5 Đăng ký nguồn liệu 48 2.3.5.1 Thông điệp PIM Register 48 2.3.5.2 Thông điệp PIM Register – Stop 49 2.3.6 Chuyển từ chia sẻ sang đƣờng ngắn 49 I 2.4 Giao thức Multicast Open Shortest Path First 53 2.4.1 Định tuyến multicast vùng 53 2.4.2 Định tuyến multicast nhiều vùng 55 2.4.3 Định tuyến multicast vùng tự trị 58 CHƢƠNG 60 SỬ DỤNG ACCESS GRID XÂY DỰNG 60 HỆ THỐNG HỘI NGHỊ TRUYỀN HÌNH DỰA TRÊN IP MULTICAST 60 3.1 Các khái niệm chung dịch vụ hội nghị truyền hình 60 3.1.1 Hệ thống hội nghị truyền hình 61 3.1.2 Các thành phần hội nghị truyền hình 62 3.2 Giao thức RTP 63 3.2.1 Khuôn dạng RTP header 63 3.2.2 Các ứng dụng sử dụng RTP 64 3.2.2.1 Thoại hội nghị đơn giản 64 3.2.2.2 Thoại truyền hình hội nghị 66 3.2.2.3 Bộ trộn biên dịch 66 3.3 Đồng luồng hình ảnh âm 67 3.4 Sử dụng Access Grid xây dựng hội nghị truyền hình 69 3.4.1 Các thành phần Access Grid 69 3.4.2 Sử dụng Access Grid client để tham gia vào hội nghị truyền hình 72 KẾT LUẬN 75 HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO II DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Viết đầy đủ Từ viết tắt Nghĩa tiếng Việt ABR Area Border Router Router biên vùng AG Access Grid Phần mềm hỗ trợ xây dựng ứng dụng hội nghị truyền hình AS Autonomous System Vùng tự trị ASBR Autonomous System Router biên vùng tự trị Border Routers DR Designated Router Router đƣợc lựa chọn DVMRP Distance Vector Multicast Giao thức định tuyến multicast véc- Routing Protocol tơ khoảng cách Internet Group Giao thức quản lý nhóm Internet IGMP Management Protocol LAN Local Area Network Mạng nội LSA Link-State Advertisement Thông điệp quảng bá trạng thái liên kết MABR Multicast Area Border Router biên vùng multicast Router MBONE Multicast Backbone Đƣờng trục multicast MOSPF Multicast Open Shortest Giao thức định tuyến multicast dựa Path First thuật toán đƣờng ngắn MCU Multipoint Control Unit Bộ điều khiển đa điểm OSPF Open Shortest Path First Giao thức định tuyến unicast dựa thuật toán đƣờng ngắn II PIM PIM-DM PIM-SM RAT Protocol Independent Giao thức định tuyến multicast độc Multicast lập Protocol Independent Giao thức định tuyến multicast độc Multicast Dense Mode lập theo mơ hình tập trung Protocol Independent Giao thức định tuyến multicast độc Multicast Sparse Mode lập theo mơ hình phân tán Robust Audio Tool Công cụ truyền âm ứng dụng hội nghị truyền hình RIP Routing Information Giao thức thơng tin định tuyến Protocol RPF Reverse Path Forwarding Kiểm tra đƣờng dẫn ngƣợc RP Rendezvous Point Điểm hẹn RTCP Real Time Transport Giao thức điều khiển truyền thông Control Protocol thời gian thực Realtime Transport Giao thức truyền thông thời gian Protocol thực SPT Shortest Path Tree Cây đƣờng ngắn TTL Time To Live Thời gian tồn gói tin VIC Video Conference Ứng dụng video hội nghị RTP truyền hình III DANH SÁCH HÌNH VẼ Hình 1.1: Truyền thông unicast multicast Hình 1.2: Các thành phần tham gia vào truyền thơng multicast Hình 1.3: Định dạng địa IP lớp D Hình 1.4: Ánh xạ địa IP multicast sang địa MAC Hình 1.5: Cây đƣờng ngắn host A Hình 1.6: Cây đƣờng ngắn host B 10 Hình 1.7: Cây chia sẻ 11 Hình 1.8: Cây chia sẻ hai chiều 12 Hình 1.9: Cây chia sẻ chiều sử dụng SPT 12 Hình 1.10: Cây chia sẻ chiều sử dụng định tuyến unicast 13 Hình 1.11: Giới hạn TTL 14 Hình 1.12: Cơ chế đƣờng hầm liên kết ốc đảo multicast 15 Hình 1.13: Đóng gói IP multicast theo chế tunneling 16 Hình 1.14: Cơ chế đƣờng hầm liên kết MRouter 16 Hình 1.15: Thơng điệp IGMPv1 18 Hình 1.16: Thơng điệp IGMPv2 19 Hình 2.1: Tìm hàng xóm DVMRP 26 Hình 2.2: Trao đổi định tuyến DVMRP bƣớc 27 Hình 2.3: Trao đổi định tuyến DVMRP bƣớc 27 Hình 2.4: Trao đổi định tuyến DVMRP bƣớc 28 Hình 2.5: Cắt nhánh DVMRP bƣớc 29 Hình 2.6: Cắt nhánh DVMRP bƣớc 30 Hình 2.7: Ghép nhánh DVMRP bƣớc 31 Hình 2.8: Ghép nhánh DVMRP bƣớc 31 Hình 2.9: Cây phân phối PIM-DM 34 Hình 2.10: Cắt nhánh PIM-DM bƣớc 35 Hình 2.11: Cắt nhánh PIM-DM bƣớc 35 Hình 2.12: Cắt nhánh PIM-DM bƣớc 36 Hình 2.13: Xác nhận PIM-DM 37 III Hình 2.14: Ghép nhánh PIM-DM 38 Hình 2.15: Tham gia chia sẻ PIM bƣớc 39 Hình 2.16: Tham gia chia sẻ PIM bƣớc 40 Hinh 2.17: Tham gia chia sẻ PIM bƣớc 41 Hình 2.18: Tham gia chia sẻ PIM bƣớc 41 Hình 2.19: Tham gia chia sẻ PIM bƣớc 42 Hình 2.20: Tham gia chia sẻ PIM bƣớc 42 Hình 2.21: Cắt nhánh chia sẻ bƣớc 43 Hình 2.22: Cắt nhánh chia sẻ bƣớc 43 Hình 2.23: Cắt nhánh chia sẻ bƣớc 44 Hình 2.24: Tham gia đƣờng ngắn bƣớc 45 Hình 2.25: Tham gia đƣờng ngắn bƣớc 45 Hình 2.26: Tham gia đƣờng ngắn bƣớc 46 Hình 2.27: Cắt nhánh đƣờng ngắn bƣớc 46 Hình 2.28: Cắt nhánh đƣờng ngắn bƣớc 47 Hình 2.29: Cắt nhánh đƣờng ngắn bƣớc 47 Hình 2.30: Chuyển sang SPT bƣớc 50 Hình 2.31: Chuyển sang SPT bƣớc 50 Hình 2.32: Cắt bỏ nguồn khỏi chia sẻ bƣớc 51 Hình 2.33: Cắt bỏ nguồn khỏi chia sẻ bƣớc 52 Hình 2.34: Cắt bỏ nguồn khỏi chia sẻ bƣớc 52 Hình 2.35: Vùng MOSPF chứa nguồn thành viên nhóm G 54 Hình 2.36: Cây đƣờng ngắn MOSPF SPT cho mạng N3 N4 55 Hình 2.37: Thơng điệp nhóm tóm tắt vùng đƣờng trục 56 Hình 2.38: Cây đƣờng ngắn SPT vùng đƣờng trục 57 Hình 2.39: Nguồn vùng khơng phải đƣờng trục 58 Hình 2.40: Lƣu lƣợng multicast xuống miền MOSPF 59 Hình 3.1: Thành phần hội nghị truyền hình 62 Hình 3.2: Khn dạng RTP header 63 Hình 3.3: Các thành phần Access Grid 69 Hình 3.4: Desktop node 70 III Hình 3.5: Office node 71 Hình 3.6: Room node 71 Hình 3.7: Mối quan hệ multicast Access Grid 72 Hình 3.8: Profile Dialog 72 Hình 3.9: Điền địa virtual venue để kết nối 72 Hình 3.10: Venue client 73 Hình 3.11: Cửa sổ video 73 Hình 3.12: Cửa sổ audio 74 23 Group Address 32 bit Đƣợc gán giá trị 0.0.0.0 gói tin truy vấn gán địa nhóm thơng điệp cho nhóm cụ thể Các thông điệp Membership Report thông điệp Leave Group mang địa nhóm trƣờng Reserved (Dành bit Chứa giá trị gửi bị bỏ qua nhận bit Gán giá trị để chi rõ router nhận dừng riêng) Suppress cập nhật thời gian nhận truy vấn Querier’s bit Chỉ gói datagram mong đợi mạng Robustness IGMP lấy lại QRV-1 gói datagram bị Variable (QRV) Querier’s Query bit Chỉ khoảng thời gian tính giây mà router đợi hai truy vấn thông thƣờng Interval Code(QQIC) Number of 16 bit Sources Source Addresses Chỉ số lƣợng địa nguồn chứa thông điệp truy vấn 32 bit Chứa địa IP nguồn multicast 1.7.3.3 Thông điệp IGMPv3 Host Membership Report Host sử dụng thông điệp IGMPv3 Host Membership Report để rõ nhóm multicast mà muốn gia nhập, với địa nhóm kèm theo danh sách địa nguồn mà host muốn nhận liệu multicast nguồn host không muốn nhận Thông điệp IGMPv3 Host Membership Report chứa dãy ghi nhóm Mỗi nhóm chứa địa nhóm multicast danh sách liên kết nguồn Thông điệp IGMPv3 Host Membership Report đƣợc gửi tới địa 224.0.0.22, địa dành riêng cho router multicast hỗ trợ IGMPv3 24 Bảng 1.4: Các trƣờng thông điệp IGMPv3 Host Membership Report Tên trƣờng Độ dài Mô tả Type bit Xác định kiểu thơng điệp có giá trị: 0x12 cho IGMPv1 Host Membership Report 0x16 cho IGMPv2 Host Membership Report 0x22 cho IGMPv3 Host Membership Report Reserved bit Chứa giá trị gửi bị bỏ qua nhận Checksum 16 bit Dùng để kiểm tra lỗi trình truyền liệu Reserved 16 bit Chứa giá trị gửi bị bỏ qua nhận Number of 16 bit Chứa số lƣợng nhóm ghi thơng điệp Records Group Records Variable Mỗi ghi địa IP cho nhóm multicast tham gia hay rời danh sách nguồn nhận liệu không nhận liệu 25 CHƢƠNG ĐỊNH TUYẾN MULTICAST Các giao thức định tuyến multicast đƣợc chia làm ba loại gồm: giao thức hoạt động theo mơ hình tập trung (dense mode) nhƣ DVMRP PIM-DM, giao thức hoạt động theo mơ hình phân tán (sparse mode) nhƣ PIM-SM giao thức hoạt động theo mơ hình trạng thái liên kết (link-state) nhƣ MOSPF Các giao thức dense mode hoạt động theo chế quảng bá loại bỏ router cho mạng tồn máy nhận liệu multicast, chúng gửi liệu xuống tất mạng nhận đƣợc thông báo dừng gửi liệu Với chế giao thức dense mode phù hợp với mạng máy tính nhỏ, lƣu lƣợng multicast đƣợc truyền tới hầu hết máy mạng Các giao thức sparse mode hoạt động theo cách ngƣợc lại, router không gửi liệu lên mạng trừ nhận đƣợc yêu cầu gửi liệu từ máy nhận Điều làm giảm liệu dƣ thừa truyền mạng, giúp cho giao thức sparse mode phù hợp với mạng lớn, với số lƣợng máy tham gia nhận liệu nhiều nhƣng nằm rải rác mạng 2.1 Giao thức định tuyến multicast véctơ khoảng cách Giao thức định tuyến multicast véctơ khoảng cách (Distance Vector Multicast Routing Protocol – DVMRP) giao thức định tuyến multicast đƣợc sử dụng phổ biến DVMRP đƣợc phát triển dựa giao thức định tuyến unicast Routing Information Protocol (RIP) với số thay đổi đề phù hợp với chế multicast 2.1.1 Tìm kiếm hàng xóm Tìm kiếm router hàng xóm q trình quan trọng router sử dụng giao thức DVMRP cần phải trì danh sách router hàng xóm để thực chuyển tiếp multicast Điều đặc biệt DVMRP hoạt động mạng đa truy cập nhƣ mạng Ethernet, mạng có nhiều router DVMRP tham gia Để thực điều đó, thơng điệp thăm dị DVMRP 26 Probe đƣợc router gửi cách định kỳ tới địa all-DVMRP-router (224.0.0.4) Trên hình 2.1 thể chế tìm kiếm hàng xóm thơng qua hoạt động router Hình 2.1: Tìm hàng xóm DVMRP Các bƣớc hoạt động chế tìm kiếm đƣợc minh họa hình 2.1 gồm: Đầu tiên router gửi gói tin thăm dò, lúc router chƣa phát đƣợc hàng xóm danh sách hàng xóm gói tin rỗng Router nhận đƣợc thông điệp thăm dị từ router 1, thêm địa IP router vào danh sách router hàng xóm giao diện nhận gói tin Router gửi thơng điệp thăm dị lên mạng, có chứa địa IP router danh sách hàng xóm Router nhận đƣợc thông điệp từ router thêm địa IP router vào danh sách hàng xóm Và chu kỳ gửi gói tin tiếp theo, router gửi thông điệp lên mạng với địa IP router danh sách hàng xóm Khi router nhận đƣợc thơng điệp thăm dị địa IP có danh sách hàng xóm, router biết có kết nối hai chiều đƣợc thiết lập thành cơng hàng xóm, hai router trao đổi liệu với 2.1.2 Trao đổi thông báo định tuyến Các thông báo định tuyến DVMRP đƣợc gửi cách định kỳ theo cách giống với giao thức định tuyến unicast RIP Một điểm khác biệt quan trọng 27 DVMRP quảng bá đƣờng với subnet mask cho phép DVMRP hoạt động đƣợc giao thức classless Trên hình 2.2 thể mạng multicast bao gồm router sử dụng DVMRP kết nối với Hình 2.2: Trao đổi định tuyến DVMRP bƣớc Trong bảng định tuyến router có chứa số đƣờng mà router học đƣợc thông qua giao diện S0 Giả sử router gửi thơng điệp thơng báo trƣớc nhƣ hình 2.3 Hình 2.3: Trao đổi định tuyến DVMRP bƣớc 28 Thông báo định tuyến từ router chứa hai đƣờng đƣợc gửi tới router Router thêm thực thể cho mạng 204.1.16.0/24 vào bảng định tuyến nó, ngồi router có giá trị metric tới mạng 151.10.0.0 nhỏ nên router cập nhật thực thể có bảng định tuyến với giá trị metric giao diện E0 Sau router phản hồi cách gửi thơng điệp thăm dị lên mạng để tới router Trong gói tin gửi tới router 2, router sử dung kỹ thuật Poison Reverse với hai đƣờng mà nhận cổng E0 cách thêm giá trị ngƣỡng (32) vào giá trị metric Kỹ thuật Poison Reverse DVMRP đƣợc sử dụng để thơng báo tới router có router khác phụ thuộc vào việc nhận liệu từ nhóm multicast Vì router biết router phía dƣới multicast nguồn liệu mong muốn nhận liệu multicast từ hai mạng thông qua router Router nhận thông báo thêm vào bảng định tuyến thực thể cho mạng 198.14.32.0/24 nhƣ hình 2.4 Hình 2.4: Trao đổi định tuyến DVMRP bƣớc Sau cập nhật bảng định tuyến router gửi thông báo Poison Reverse cho đƣờng 198.14.32.0/24 nhận từ router cách thêm ngƣỡng vào giá trị metric Điều cho router biết router phía dƣới nhận liệu multicast từ mạng nguồn 198.14.32.0/24 thông qua router 29 2.1.3 Cắt nhánh DVMRP sử dụng nguồn để điều khiển đƣờng luồng liệu, ban đầu liệu multicast đƣợc gửi xuống tất nhánh Để giảm lƣu lƣợng dƣ thừa cần có chế cắt nhánh mà khơng có máy nhận liệu Vì router khơng có máy nhận liệu kết nối trực tiếp, thông điệp DVMRP Prune đƣợc gửi ngƣợc lên multicast để yêu cầu dừng gửi liệu không mong muốn cắt bỏ nhánh khỏi multicast Trên hình 2.5 mơ tả mạng với nguồn hoạt động S gửi liệu multicast tới nhóm G Hình 2.5: Cắt nhánh DVMRP bƣớc Máy nhận tham gia vào nhóm multicast G nhận liệu từ S Các đƣờng mũi tên luồng lƣu lƣợng (S, G) ban đầu xuống multicast (đƣợc thể mũi tên đứt nét) trƣớc thực q trình cắt nhánh router C khơng phải router đƣợc chọn để gửi liệu (Designated Router – DR) cho mạng có máy nhận kết nối trở thành router Vì router C gửi thông điệp DVMRP Prune tới router B để yêu cầu dừng gửi liệu không cần thiết (S, G) Khi nhận đƣợc thông điệp router B phản hồi cách cắt bỏ đƣờng tới router C Lúc hai router X Y router gửi thơng điệp Prune tới router E để yêu cầu cắt khỏi multicast Router E biết có 30 router hàng xóm, hai router gửi thơng điệp cắt nhánh nên router E gửi thông điệp Prune cho lƣu lƣợng (S, G) lên router D Router D nhận thông điệp từ E cắt bỏ đƣờng tới router E nhƣ hình 2.6 Hình 2.6: Cắt nhánh DVMRP bƣớc 2.1.4 Ghép nhánh Mỗi thơng điệp cắt bỏ nhánh có giá trị thời gian timeout, nhánh bị cắt bỏ khỏi multicast sau hết thời gian timeout lại nhận liệu từ nguồn Tuy nhiên DVMRP hỗ trợ chế cho phép nhánh bị cắt bỏ ghép trở lại mà không cần phải đợi hết khoảng thời gian Để thực điều này, router gửi thông điệp DVMRP Graft tới router phía để thơng báo muốn đƣợc ghép trở lại multicast Sau router phía nhận đƣợc phản hồi lại thông điệp Graft-Ack chuyển tiếp lƣu lƣợng multicast xuống router phía dƣới Trên hình 2.7 tiếp tục mơ tả mạng nhƣ phần trƣớc, giả sử lúc máy nhận router Y tham gia vào nhóm multicast nhận liệu từ nguồn S gửi tới nhóm G Router Y biết trạng thái bị cắt bỏ khỏi multicast nguồn S gửi thơng điệp Graft tới router E Khi router E nhận đƣợc thông điệp, router E chuyển trạng thái cho cổng kết nối với router Y từ trạng thái cắt bỏ sang trạng thái chuyển tiếp liệu gửi thông điệp xác nhận Graft-Ack trở lại router Y 31 Hình 2.7: Ghép nhánh DVMRP bƣớc Sau router E tiếp tục gửi tới router D thông điệp Graft để yêu cầu nhận liệu multicast gửi tới nhóm G Cuối router D nhận đƣợc thông điệp từ router E phản hồi thơng điệp Graft-Ack chuyển tiếp liệu multicast qua giao diện để đến router E nhƣ hình 2.8 Hình 2.8: Ghép nhánh DVMRP bƣớc 32 2.2 Giao thức PIM Dense Mode Giao thức PIM (Protocol Independent Multicast) có tên giao thức multicast độc lập hoạt động độc lập với giao thức định tuyến IP unicast PIM không quan trọng giao thức đƣợc sử dụng để tạo bảng định tuyến unicast (bao gồm bảng định tuyến tĩnh) router, mà sử dụng thông tin từ bảng định tuyến unicast để thực q tình kiểm tra Reverse Path Forwarding (RPF) từ đƣa định gửi liệu Bởi PIM khơng phải trì liệu bảng định tuyến, khơng cần thực q trình gửi nhận thông báo cập nhật đƣờng bảng định tuyến router nhƣ giao thức khác, điều làm giảm đáng kể lƣu lƣợng truyền mạng PIM cấu hình để hoạt động theo hai chế dense mode sparse mode, phần tìm hiểu PIM dense mode (PIM – DM) bao gồm trình nhƣ: tìm kiếm hàng xóm, cắt bỏ ghép thêm nhánh phân phối multicast, chế xác nhận 2.2.1 Tìm kiếm hàng xóm 2.2.1.1 Thơng điệp Hello Cũng giống nhƣ giao thức DVMRP, PIM-DM sử dụng chế tìm kiếm hàng xóm để thiết lập mối liên kết với router hàng xóm Trong PIM-DMv1 thơng điệp tìm kiếm có tên Router Query đƣợc đóng gói thông điệp IGMP đƣợc gửi tới địa 224.0.0.2 (địa all-routers) Trong PIM-DMv2 thơng điệp thăm dị có tên Hello đƣợc gửi theo chu kỳ 30 giây tới địa 224.0.0.13 (địa all-PIM-routers) Trong thông điệp Hello chứa giá trị Holdtime để thông báo cho máy nhận biết khoảng thời gian hiệu lực kết nối hai máy bị hết thơng điệp Hello khác đƣợc gửi thời gian 2.2.1.2 Router định Ngồi việc thiết lập mối liên kết hàng xóm, thơng điệp PIM Hello đƣợc sử dụng để tìm router đƣợc định để gửi liệu (Designated Router – DR) cho mạng đa truy cập Thông qua thông điệp Hello router biết đƣợc router mạng có giá trị địa IP cao nhất, router đƣợc chọn làm 33 DR cho mạng Khi phân đoạn mạng có nhiều router tồn tại, ngƣời quản trị mạng thông thƣờng cần định router DR Tuy nhiên việc thay đổi địa IP router để định router DR thƣờng khó khăn thực Để thực điều này, thông điệp PIMv2 Hello thêm vào lựa chọn độ ƣu tiên DR-Priority Khi router có độ ƣu tiên cao đƣợc chọn làm DR, có hai hay nhiều router độ ƣu tiên giá trị IP đƣợc so sánh để bầu chọn 2.2.1.3 Cây phân phối multicast Bởi PIM-DM giao thức dense mode, nguồn (hay đƣờng ngắn nhất) đƣợc sử dụng để trình phân phối liệu tới máy nhận mạng Các nguồn đƣợc xây dựng cách sử dụng chế quảng bá loại bỏ (flood and prune) nguồn multicast bắt đầu truyền liệu Không nhƣ DVMRP giao thức sử dụng bảng định tuyến multicast riêng nó, PIMDM sử dụng thơng tin hàng xóm để xây dụng nguồn Trong PIMDM router kết nối với nguồn đƣợc cho đƣờng ngắn SPT hàng xóm PIM-DM khác nhánh phía duới nguồn liệu Cây SPT ban đầu quảng bá (broadcast tree) router gửi liệu tới tất hàng xóm nó, mà khơng biết router có tồn máy nhận liệu hay khơng Hình 2.9 thể ví dụ việc quảng bá liệu multicast mạng PIM-DM xuống quảng bá multicast Trong mạng hình 2.9, nguồn liệu multicast gửi liệu tới router A B từ gửi tiếp xuống router PIM-DM phía dƣới router C D Ta thấy luồng liệu ban đầu trƣớc có hoạt động cắt nhánh có nhiều đƣờng dƣ thừa, nhƣ router C nhận hai luồng liệu giống nhau, hay router C D gửi liệu tới phân đoạn mạng Cây quảng bá đƣợc điều chỉnh để loại bỏ dƣ thừa trình loại bỏ nhánh đƣợc hồn tất 34 Hình 2.9: Cây phân phối PIM-DM 2.2.2 Cắt nhánh Các router PIM-DM gửi thơng điệp cắt nhánh Prune lên router phía có điều kiện sau: liệu đến từ giao diện giao diện RPF hay router nhận thấy phân đoạn mạng phía sau khơng tồn máy nhận muốn nhận liệu từ nhóm multicast Trên hình 2.10, giả sử metric cho đƣờng từ router A đến C tốt đƣờng từ router B đến C, lúc router C gửi thơng điệp Prune tới router B liệu đến giao diện giao diện RPF nguồn Ở bƣớc tiếp theo, router B phản hồi lại thông điệp Prune đƣợc gửi từ C đƣờng từ router B đến router C bị loại bỏ khỏi multicast Ngoài router I router khơng có máy nhận liệu kết nối tới, gửi thơng điệp Prune tới router E Router E phản hồi lại cách loại bỏ đƣờng tới router I router E khơng có máy nhận liệu kết nối trực tiếp gửi liệu tới router C D Tuy nhiên máy nhận kết nối trực tiếp tới giao diện, router C D bỏ qua thông điệp Prune từ E Điều có nghĩa liệu từ nguồn tiếp tục đƣợc gửi tới router E E tiếp tục gửi thông điệp Prune lên router C D 35 Hình 2.10: Cắt nhánh PIM-DM bƣớc Tải FULL (89 trang): https://bit.ly/3JNyO51 Dự phịng: fb.com/TaiHo123doc.net Hình 2.11: Cắt nhánh PIM-DM bƣớc Trong chế cắt nhánh mạng đa truy cập, router PIM-DM mong muốn nhận thơng điệp Join từ hàng xóm để phản hồi lại thơng điệp Prune hàng xóm khác giao diện Router G H hình 2.12 ví dụ chế hoạt động 36 Hình 2.12: Cắt nhánh PIM-DM bƣớc G node khơng có máy nhận liệu kết nối tới gửi thông điệp Prune lên mạng tới router F Tuy nhiên thông điệp Prune đƣợc gửi tới địa all-PIM-router router H nhận đƣợc thơng điệp gửi tới F Bởi H có máy nhận u cầu nhận liệu, H gửi thông điệp PIM Join hủy bỏ thơng điệp Prune đƣợc gửi từ G Để đảm bảo trình Prune hoạt động hiệu router PIM-DM nhận thông điệp Prune không xử lý mà đợi giây để router khác gửi thông điệp Join Nếu sau khoảng thời gian này, router không nhận đƣợc thơng điệp Join thực q trình cắt nhánh 2.2.3 Cơ chế xác nhận Tải FULL (89 trang): https://bit.ly/3JNyO51 Dự phòng: fb.com/TaiHo123doc.net Trở lại mạng hình 2.12, nguồn liệu gửi tới máy nhận mạng Tuy nhiên vấn đề nữa, việc trùng lặp liệu đƣợc gửi router C D lên mạng để tới máy nhận Để giải vấn đề trên, PIM sử dụng chế xác nhận để bình chọn router DR cho nguồn multicast Cơ chế xác nhận hoạt động theo quy tắc sau: router nhận liệu multicast cổng mà cổng gửi liệu từ nguồn, router gửi thơng điệp PIM Assert tới cổng mà nhận liệu để tìm router đƣợc lựa chọn Trong thông điệp PIM Assert chứa giá trị metric tới nguồn, lúc 37 router mạng kiểm tra giá trị metric router có giá trị metric tốt đƣợc chọn làm router gửi liệu Các router khác ngừng gửi liệu loại bỏ cổng khỏi multicast Trong trƣờng hợp có nhiều router có metric, địa IP đƣợc kiểm tra router có địa IP cao đƣợc chọn Mạng hình 2.13 router C D gửi thông điệp PIM Assert lên mạng, giả sử router C D có metric router C có địa IP lớn Lúc router C đƣợc chọn làm router gửi liệu router D ngừng gửi liệu loại bỏ giao diện khỏi multicast Hình 2.13: Xác nhận PIM-DM 2.2.4 Ghép nhánh PIM-DM hỗ trợ khả ghép trở lại multicast nhánh bị cắt bỏ trƣớc Hình 2.14 thể mạng với máy nhận thứ tham gia vào nhóm multicast router I 6814704 ... multicast từ đƣợc ƣu điểm, nhƣợc điểm nhƣ khả áp dụng IP multicast vào ứng dụng Kết cấu luận văn Luận văn gồm phần mở đầu, 03 chƣơng kết luận Chƣơng 1: Trình bày vấn đề IP multicast nhƣ địa multicast, ... đầu cuối Nhiều ứng dụng hỗ trợ multicast ứng dụng đa phƣơng tiện, nhiên cịn có nhiều loại ứng dụng khác sử dụng công nghệ IP multicast cho mục đích khơng phải đa phƣơng tiện Các ứng dụng thời... trƣờng IP multicast 1.2 Các thành phần tham gia vào truyền thông multicast Để tham gia vào trình trao đổi liệu máy tính router cần hỗ trợ giao thức multicast, máy gửi hay nhận lƣu lƣợng multicast