Введение

Техника компьютерных сетей, обеспечивающая связь "один ко многим" в компьютерных сетях.

В компьютерных сетях мультикаст – это тип групповой связи, при котором передача данных осуществляется одновременно группе целевых компьютеров. Мультикаст может быть распределением "один ко многим" или "многие ко многим". Мультикаст отличается от физического уровня связи "точка-многоточка". Групповая связь может быть реализована как мультикаст на уровне приложений, так и мультикаст в InfiniBand. Мультикаст с сетевой поддержкой также может быть реализован на уровне сети Интернет с использованием IP-мультикаста. В IP-мультикасте реализация концепции мультикаста происходит на уровне IP-маршрутизации, где маршрутизаторы создают оптимальные пути распространения для датаграмм, отправляемых на адрес назначения мультикаста. Мультикаст часто используется в IP-приложениях потокового мультимедиа, таких как IPTV и многоточечная видеоконференцсвязь.

Эфир

Ethernet-кадры, у которых в наименее значимом бите первого октета адреса назначения установлено значение 1, рассматриваются как многоадресные и рассылаются во все точки сети. Этот механизм обеспечивает многоадресную передачу на уровне канального уровня. IP-мультикаст использует этот механизм для реализации передачи "один ко многим" для IP в сетях Ethernet. Современные контроллеры Ethernet фильтруют принимаемые пакеты для снижения нагрузки на процессор, проверяя хеш многоадресного адреса назначения по таблице, инициализированной программным обеспечением, которая определяет, отбрасывать многоадресный пакет или принимать его целиком. Многоадресная передача Ethernet доступна во всех сетях Ethernet. Многоадресные сообщения распространяются в пределах домена широковещания сети. Для управления доставкой многоадресных сообщений Ethernet может использоваться протокол множественной регистрации.

ИП

IP-мультикаст – это технология организации связи "один ко многим" по IP-сети. Узлы-получатели отправляют сообщения о присоединении и выходе из группы по протоколу управления группами Интернета (IGMP), например, в случае IPTV при переключении между телевизионными каналами. IP-мультикаст масштабируется для большого числа получателей, не требуя предварительного знания их количества или идентификации. Мультикаст эффективно использует сетевую инфраструктуру, поскольку источник отправляет пакет только один раз, даже если он должен быть доставлен множеству получателей. Узлы сети самостоятельно реплицируют пакет для доставки его нескольким получателям, когда это необходимо. Наиболее распространенным протоколом транспортного уровня для работы с мультикаст-адресацией является протокол пользовательских данных (UDP). UDP по своей природе не гарантирует надежность доставки – сообщения могут быть потеряны или доставлены в произвольном порядке. Для обеспечения надежной мультикаст-передачи поверх UDP или IP реализованы механизмы обнаружения потерь и повторной передачи в различных промежуточных программах, например, в тех, которые реализуют протокол Real Time Publish Subscribe (RTPS) стандарта Data Distribution Service (DDS) от Object Management Group (OMG), а также в специализированных транспортных протоколах, таких как Pragmatic General Multicast (PGM). IP-мультикаст всегда доступен в пределах локальной подсети. Для обеспечения работы IP-мультикаста в более широкой области требуется мультикаст-маршрутизация. Многие сети, включая Интернет, не поддерживают мультикаст-маршрутизацию. Функциональность мультикаст-маршрутизации доступна в сетевом оборудовании корпоративного уровня, но обычно требует настройки сетевым администратором для активации. Протокол управления группами Интернета (IGMP) используется для управления доставкой IP-мультикаста.

Слой приложений

Услуги многоадресной накладки на уровне приложений не основаны на IP-многоадресной передаче или многоадресной передаче на уровне канального уровня. Вместо этого они используют несколько одноадресных передач для эмуляции многоадресной передачи. Эти сервисы предназначены для групповой коммуникации на уровне приложений. Internet Relay Chat (IRC) реализует единое остовное дерево во всей своей накладной сети для всех конференц-групп. Менее известная технология PSYC использует собственные стратегии многоадресной передачи для каждой конференции. Некоторые технологии peer-to-peer используют концепцию многоадресной передачи, известную как peercasting, при распространении контента среди множества получателей. Явный многоадресный (Xcast) – это еще одна стратегия многоадресной передачи, которая включает адреса всех целевых получателей в каждом пакете. В связи с этим, учитывая ограничения максимального размера пакета, Xcast нельзя использовать для многоадресных групп с большим количеством получателей. Модель Xcast обычно предполагает, что станции, участвующие в коммуникации, известны заранее, чтобы деревья распространения могли быть созданы и ресурсы выделены сетевыми элементами до начала фактического трафика данных.

Беспроводные сети

Беспроводная связь (за исключением радиосвязи точка-точка с использованием направленных антенн) по своей природе является широковещательной средой. Однако услуга связи может быть унитарной (unicast), многоадресной (multicast) или широковещательной (broadcast) в зависимости от того, предназначены ли данные отдельному узлу, определенной группе узлов или всем узлам в зоне покрытия сети, соответственно.