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1 protocole de routage Cécile Munier Christine Krauth Fabien Fischer.

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1 1 protocole de routage Cécile Munier Christine Krauth Fabien Fischer

2 2 INTRODUCTION Aujourdhui le multimédia occupe une place importante dans les données transmises. Laudio, par exemple ne supporte aucun retard de transmission et les paquets doivent être transmis dans lordre. Ces données transmises nécessitent une large bande passante cest pour cette raison quil a fallu adapter des protocoles au temps réel avec une bonne qualité de service.

3 3 Exemple : bande passante audio

4 4 Application : télé-séminaire Multicast un seul flux d'information

5 5 Définitions Unicast (ou point à point) : permet à toute machine den joindre une autre où quelle soit dans le réseau. Une connexion est ouverte pour chaque interlocuteur même si linformation à leur transmettre est identique (vers un seul destinataire). Broadcast : permet à toute machine sur le réseau de joindre toutes les machines du réseau auquel elle appartient et ceci avec une seule instance de linformation (vers tous les équipements du LAN). Multicast : une seule instance des informations à transmettre est émise par lémetteur, les routeurs multicast se chargent ensuite de véhiculer ces données vers les récepteurs désirant recevoir cette information (les stations sétant abonnées à un groupe multicast donné).

6 6 Avantages et inconvenients Unicast : redondance dinformations qui a pour effet daugmenter le trafic proportionnellement au nombre de connexions mais elles atteindront seulement les stations qui devront recevoir les données. Broadcast : pas de duplication de linformation mais les données atteindront même les stations qui nont pas à recevoir ces données.

7 7 Une adresse multicast ne peut être que destinataire. Les sources ont toujours une adresse unicast. Le niveau Liaison de données n'utilise pas ARP : mécanisme de multicast multicast Une source nest pas obligatoirement membre du groupe auquel elle envoie un flux multicast.

8 8 Intérêt multicast Multicast : reprend les avantages de ces deux modes de diffusion. Permet la communication de groupe - un vers plusieurs - plusieurs vers plusieurs - abonnement et désabonnement dynamiques Utilisation meilleure de la bande passante - quand il y plusieurs flux les mêmes données ne circulent pas plusieurs fois sur le même lien solution : utilisation dadresses de groupes

9 9 Une station cliente doit être à l écoute d une adresse IP multicast. Le groupe multicast a une adresse multicast de classe D > Réservation de plages d'adresses spécifiques : * : utilisation locale sur le LAN : tous les hosts multicast du LAN : tous les routeurs multicast du LAN 239.*.*.* : "administatively scoped addresses toutes les autres adresses ont une portée non limitée Les groupes multicast

10 10 Le groupe multicast n'est pas limité au réseau local – routage vers les adresses de groupe : routage multicast commençant par sont réservées aux protocoles de routage ainsi quaux tâches de bas niveau comme la découverte de passerelles et lobtention d informations sur les groupes. commençant par 239 sont réservées aux diffusions sur le réseau local par convention.

11 11 Envoi de paquets ApplicationUDP IP Ethernet inchangé mapping0x E ______________________________ 23 bits de droite de IP destination 24eme bit = 0

12 12 Mbone : Multicast Backbone La partie de l Internet utilisant le multicast est appelée Mbone. Il est en place depuis Définition : Le Mbone est un réseau virtuel consistant en des portions d Internet supportant le multicast appelées « islands ». Les données multicast transitant sur des portions ne supportant pas le multicast sont considérées comme des données unicast. Ce procédé est appelé « tunneling », il consiste à encapsuler les datagrammes IP multicast dans les datagrammes IP unicast. Virtual Internet backbone for Multicast IP

13 13 Les outils : - pour annoncer la diffusion de programmes multimédia (SDR) - pour assister les utilisateurs à rejoindre les groupes (SDR) - pour suivre ou diffuser les programmes audio vidéo (VAT, VIC..) Topologie : - maillage des réseaux régionaux par des machines "mroutées" à travers des tunnels. - étoiles au niveau du réseau du site. - hiérarchie. Application : - transmettre de façon multicast de laudio et de la vidéo en direct pour retransmettre des conférences, des images des astronautes travaillant dans lespace.

14 14

15 15 La topologie du MBone routeur multicast routeur multicast

16 16 La topologie du MBone routeur multicast routeur multicast Tunnel multicast

17 17 LES PROTOCOLES Le protocole de gestion des groupes multicast est: - IGMP ( Internet Group Management Protocol ) Les protocoles de routage multicast utilisés sont : - DVMRP ( Distance Vector Multicast Routing Protocol) - PIM (Protocol - Independant Multicast) Les protocoles de transport utilisés sont: - RTP (Real Time Transport Protocol) - RTCP (Real Time Transport Control Protocol) (implémentés dans lapplication)

18 18 Les protocoles de gestion IGMP IGMP est un protocole de transport au-dessus d IP. Ses messages sont véhiculés dans des datagrammes IP. Protocole d'interaction entre le routeur multicast du LAN et les stations hôtes du LAN. Permet aux hôtes de s'abonner à un groupe et de dire au routeur : envoyez une copie du paquet à cette adresse

19 19 le routeur envoie toutes les 60 secondes une sollicitation aveugle à (query ) à quel(s) groupe(s) voulez vous vous abonner ? et attend les réponses le(s) hôte(s) renvoie(nt) un IGMP report (request) qui indique ladresse du ou des groupes qui lintéressent si le routeur ne reçoit aucune réponse pour un groupe donné - il arrête la réemission des paquets multicast de ce groupe - le groupe est réputé sans abonné local

20 20 - Quand lhôte reçoit la sollicitation (query), le routeur fixe un délai aléatoire de réponses pour éviter que toutes les réponses arrivent au même moment. - Quand un hôte du groupe a répondu, les autres nont plus besoin de répondre. Le routeur définit une temporisation sur les abonnements aux groupes multicast avant de solliciter à nouveau tous les hôtes. Un routeur est élu entre tous les routeurs : cest le Dominant Router (DR) ou Designated Router il est seul à émettre les IGMP Queries Election du DR la plus petite le DR nest pas forcément le routeur qui transmet les paquets multicast.

21 21 Les protocoles de routage les plus employés sont aujourdhui : - DVRMP ( Distance Vector Multicast Routing Protocol) - PIM (Protocol - Independant Multicast) Leur rôle est de créer des chemins efficaces à travers le réseau (délivrance efficace des données multicast et économie de la bande passante). Les protocoles de routage

22 22 DVRMP Protocole orienté « forte densité de clients » : - Ce protocole suppose quil y a des membres des groupes multipoint sur la plupart des réseaux et que labsence de membres constitue l exception pour laquelle il y aura transfert dinformation entre routeurs. - Principe : Création dun arbre de diffusion pour chaque source S (machine émettrice). Larbre est construit depuis la source S vers les membres du groupe R (machines réceptrices) par inondation (envoi de datagrammes multicast à tous les routeurs) suivie d un élagage. DVRMP est un algorithme de routage de type RPM (Reverse Path Muticasting), limplémentation la plus connue est Mrouted.

23 23 Exemple:Mrouted sous Unix C est une application chargée de gérer les tables de routage et les fonctions du système pour la retransmission des datagrammes multicast entre réseaux. Agit en mode dense : flooding + pruning 1 - on inonde (flooding ) tout l'arbre multicast. 2 - ceux qui ne sont pas intéressés le disent. 3 - ils sont élagués de larbre (pruning ) ou se raccrochent ensuite (graft). Pour éviter les boucles => algorithme RPF Reverse Path Forwarding

24 24 Reverse Path Forwarding (RPF) un routeur transmet un paquet multicast –si le datagramme est reçu sur linterface utilisée pour envoyer un paquet unicast vers la source (reverse ) Test RPF : –Oui : paquet retransmis, on inonde –Non : paquet est mis à la poubelle un paquet est retransmis vers toutes les interfaces du routeur SAUF linterface RPF dentrée

25 25 Reverse Path Forwarding (RPF) D multicast Source A B C E

26 26 Reverse Path Forwarding (RPF) Source A B C D E unicast multicast Paquets multicast non retransmis

27 27 DVMRP utilise son propre routage unicast variante de RIP pour déterminer le critère RPF et décider de retransmettre un datagramme multicast. Le routage Unicast est nécessaire pour localiser les Sources multicast. Les paramètres du protocole sont : - le nombre de sauts (hops) - les métriques et les seuils (Threshold ). Association dun métrique et dun seuil (threshold) à chaque tunnel.

28 28 Tunnels DVMRP : Structure logique faisant abstraction de la topologie physique sous-jacente du réseau. Le seuil indique si un datagramme multicast peut être réémis en le comparant à son TTL. Obligation dutiliser des tunnels car certains routeurs ne font pas du multicast.

29 29 PIM Protocole orienté « faible densité de clients » : - Ce protocole suppose que les membres du groupe multipoint sont très dispersés et peu nombreux par rapport au nombre de réseaux desservis. - Principe : Création dun arbre de diffusion partagé par tous les membres dun groupe G. Chaque membre doit joindre l arbre explicitement vers un routeur qui maintient des informations sur la source S et le groupe G. Cette technique nengendre pas de trafic supplémentaire pour maintenir larbre de diffusion.

30 30 Les stations hôtes Par défaut, le driver d'une station écoute deux adresses Ethernet : la sienne et celle de broadcast (FF...FF) Les autres adresses Ethernet doivent être explicitement programmées dans le driver. Au minimum, il faut écouter : –équivalent Ethernet de –équivalent Ethernet du répertoire des sessions Mbone

31 31 Exemple:sur un campus sur un campus: –redistribuer les flux multicast pour éviter les flux inutiles –Participer au Fmbone (partie française du Mbone) –préférer PIM aux tunnels quand cela est possible

32 32 Sur le campus réseau régional

33 33 La technologie du multicast a été adoptée par de nombreuses entreprises comme la NASA ou Microsoft. Les premiers champs dutilisation du multicast sont la visioconférence en temps réel mais aussi la distribution de fichiers, la mise à jour de librairies de virus, la mise à jour de BDD. Depuis 1998, la topologie de FMbone tente de se calquer au mieux à la topologie de RENATER.


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