Roteamento Multicast

Roteamento Multicast

1. Motivação

   • Com vistas a se obter maior qualidade e controle no roteamento dos pacotes, passou-se a utilizar o modo de encaminhamento multicast para troca de informações entre os roteadores
   • Grupos de roteadores que trocavam informações entre e permitiam uma qualidade maior na transmissão dos dados
   • Surgimento da MBone nos anos 90: rede virtual que utiliza de forma compartilhada os recursos físicos da Internet
     • Os roteadores que participam dessa rede possuem suporte ao IP Multicasting e seus protocolos
     • Tem-se como objetivo de uso o aumento de desempenho e qualidade do tráfego para comunicações em tempo real
     • Os protocolos de roteamento Multicast permitem aos roteadores do MBone mapearem os dispositivos e montar uma topologia própria do MBone

2. Distance Vector Multicast Routing Protocol (DVMRP)

   • Protocolo de roteamento utilizado para troca de informações entre roteadores com vistas a facilitar a troca de pacotes IP do tipo MULTICAST
   • Foi um dos primeiros mecanismos de roteamento multicast
   • Utiliza algoritmos de Vetor Distância para manter as informações da topologia atualizada
     • O algoritmo implementado é conhecido como Truncated Reverse Path
     • A ideia é montar a tabela de roteamento com a definição das rotas em um sentido inverso ou caminho inverso
     • Como característica dos protocolos de Vetor Distância, possui certas limitações em relação à escalabilidade da rede
     • Crescendo em complexidade e no consumo de recursos dos equipamentos de forma exponencial ou linear

3. Multicast OSPF (MOSPF)

   • O OSPF utiliza o método Broadcast para enviar informações dos estados de enlace
   • Com vistas a se determinar grupos para troca de informações de maneira mais restrita criou-se o MOSPF
     • As mensagens de estado de enlace são trocadas apenas entre os roteadores que fazem parte do grupo
     • O MSOPF utiliza a mesma base de dados construída pelo OSPF, porém acrescenta um novo tipo de anúncio de estado de enlace com foco na troca de informações entre os membros do grupo
   • O foco do MOSPF tem sido para ambientes sobre uma mesma administração, ou seja, de um mesmo provedor de serviços

4. Protocol Independent Multicast (PIM)

   • Características
     • Foco na comunicação entre diferentes sistemas autônomos com a mesma ideia de criação de grupos para troca de informações entre os roteadores de borda
     • Utiliza as tabelas de roteamento unicast já armazenadas nos dispositivos
       • Não gera uma maior sobrecarga na rede, com mais informações para cálculo e
     • Diferentemente do DVMRP e MOSP que possuem suas topologias próprias
   • Modos
     • Modo denso (PIM-DM)
       • Quase todos querem obter os dados do grupo
         • Foca na troca de informações mais intensa entre os roteadores
         • Muitos estão fornecendo e recebendo informações dos grupos MULTICAST em uma infraestrutura compartilhada
       • Busca otimizar a comunicação através da eliminação de possíveis caminhos inutilizados ou que não são as melhores alternativas para a comunicação
         • Quando um roteador recebe uma informação por um túnel da rede multicast e percebe que não é a melhor alternativa, este envia um pacote de retorno do tipo PRUNE para que o transmissor pare de enviar informações recebidas da origem em questão
         • Algoritmo RPF (Reverse Path Forwarding): permite a definição dos fluxos de mensagens no grupo de forma automática, com a entrada e saída de roteadores no grupo
           • Eficiente para redes pequenas, mas já para redes maiores, podemos ter problemas no procedimento de inundação
           • Definição de funcionamento do modo denso de forma bem direta: “O modo denso utiliza a técnica de repasse de caminho inverso – inundar e podar
     • Modo esparso (PIMSM)
       • Quase ninguém quer obter os dados do grupo
       • O volume é muito menor, ou seja, de uma estrutura física compartilhada, poucos fazem parte do grupo MULTICAST
         • Atuação distinta: no grupo, existem roteadores chamados de pontos de encontro que são utilizados pelos novos roteadores para estabelecer o túnel e participar do grupo
         • Desse modo, elimina-se o problema de inundação em redes grandes que ocorria no modo denso
         • Dessa forma, tem-se efetivamente um tráfego do tipo unicast entre os roteadores através de seus túneis individuais