| Kommunikationsformen / Routing-Schemata |
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| Unicast
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| Broadcast
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| Anycast
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| Multicast
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| Geocast
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Multicast (englisch) bezeichnet in derTelekommunikation eineNachrichtenübertragung von einem Punkt zu einerGruppe und ist daher eine Form derMehrpunktverbindung (siehe auch:Gruppenruf). Die Technik wird gemäßOSI-Modell in derVermittlungsschicht (Layer 3) eingesetzt. Ihr Vorteil besteht darin, dass zeitgleichNachrichten an mehrereTeilnehmer oder an eine geschlossene Teilnehmergruppe übertragen werden können, ohne dass sich die hierfür verwendeteDatenübertragungsrate beimSender mit der Zahl derEmpfänger multipliziert. Der Sender benötigt beim Multicasting nur dieselbe Datenübertragungsrate wie für einen einzelnen Empfänger. Handelt es sich umpaketorientierteDatenübertragung, findet dieVervielfältigung der Datenpakete an jedem einzelnen Verteiler (Router,Switch oderHub) auf derRoute statt.
Der Unterschied zuBroadcast besteht darin, dass beim BroadcastInhalte verbreitet werden (hier: ganz überwiegend sog.Content), die – mit geeigneterEmpfangsausrüstung –jeder ansehen kann, wohingegen beim Multicast vorher eineAnmeldung beim Sender erforderlich ist.
Eine spezielle Ausprägung von Multicast istGeocast, bei der nur in einen räumlich abgegrenzten Bereich gesendet wird.
Multicast ist die übliche Bezeichnung für IP-Multicast, welches es ermöglicht, inIP-Netzen effizient Pakete an viele Empfänger zur gleichen Zeit zu senden. Das passiert mit einer speziellen Multicast-Adresse. InIPv4 ist hierfür der Adressbereich 224.0.0.0/4 (224.0.0.0 bis 239.255.255.255) und inIPv6 der Adressbereich FF00::/8 reserviert. Zusätzlich wird zur Koordination bei IPv4 das ProtokollIGMP oderCGMP (nur Cisco-Komponenten) benutzt. In IPv6 übernimmtICMPv6 die Steuerungsfunktion.
Bei der Übertragung überEthernet werden die IPv4- oder IPv6-Multicast-Adressen auf bestimmte Pseudo-MAC-Adressen abgebildet, um bereits durch die Netzwerkkarte eine Filterung nach relevantem Datenverkehr zu ermöglichen. Die Abbildung erfolgt dabei nach folgenden Regeln:
Eine gesteigerte Bedeutung erfahren die Multicast-Adressen in IPv6. Eine IPv6-Multicast-Adresse hat ein Präfix von FF00::/8 (1111 1111). Das zweite Byte der Adresse FF00::/16 definiert die Lebenszeit und den Geltungsbereich (scope). Dabei besitzt eine permanente Adresse einen Wert von "0", eine temporäre Adresse einen von "1" (flag). Der Gültigkeitsbereich einer Multicast-Adresse variiert vonnode,link,site,organization bis zuglobal und wird mit dem Parametern 1, 2, 5, 8 bzw. E angezeigt.
Beispiel: Präfix FF02::/16 ist eine permanente Multicast-Adresse für einen link
Multicasting macht die Broadcast-Adressen überflüssig. Soll z. B. ein Paket an alle Netzwerkgeräte eines Segmentes gesendet werden, wird eine spezielle Multicast-Adresse mit der Bedeutung „ALL Nodes“ verwendet.
Multicast wird auch im Zusammenhang mit Audio- und Videoübertragungen verwendet. Protokolle wie dasRTP nutzen diesen Mechanismus. Weiterhin unterstützen auch Routing-Protokolle wie das Routing Information Protocol (RIP) in der Version 2 oder Open Shortest Path First (OSPF) Multicasting. OSPF nutzt die Adressen 224.0.0.5 oder 224.0.0.6, um Informationen zu verteilen.
Daneben ist Multicast für ein funktionierendesAppleTalk-Netzwerk notwendig. Auch wird es eingesetzt beiService Location Protocol undMulticast DNS als Teilimplementierung vonZeroconf Multicast. Neben diesen zurzeit in derApple-Welt bevorzugt eingesetzten Protokollen wird Multicast inWindows-Systemen fürSSDP benutzt.
Da Multicast-Pakete von den meisten Routern im Internet nicht verarbeitet werden, werden multicastfähige Teilnetze über Tunnel zumMulticast Backbone (MBone) verbunden.
Im Kontext vonMobile IP benötigt Multicast spezifische Unterstützung, siehe RFC 5757.[1] Insbesondere im Kontext vonProxy-Mobile-IP hat die IETF einfach einsetzbare und zuverlässige Lösungen für mobilen Multicast entwickelt, siehe RFC 6224.[2]
IPsec realisiert sichere Kommunikation für Punkt-zu-Punkt-Kommunikation über dasInternet Protocol. Für verschlüsseltes Multicast gibt es jedoch ein Problem mit demSchlüsseltausch, da hier der Empfänger den Authentisierungs- und Verschlüsselungsalgorithmus festlegt. Bei Multicast muss das vom Sender erledigt werden, da er IP-Pakete mit demselben Algorithmus an mehrere Empfänger verschickt. Für die Lösung dieses Problems gibt es mehrere Verfahren.
Ein kritischer Gesichtspunkt bei der Abwicklung von Multicast-Datenverkehr ist die effiziente Zustellung der Pakete an die einzelnen Stationen auf der Grundlage von Routing-Protokollen. IP Multicast überträgt Daten von der Quelle zu einer Empfängergruppe über eine Baumstruktur. Unterschiedliche IP-Multicast-Routing-Protokolle nutzen dabei verschiedene Verfahren, um diesen Baum zu konstruieren. Ist dieser Verteilungsbaum einmal aufgebaut, fließt der gesamte Datenverkehr über ihn. Vier Multicast-Routing-Protokolle haben sich etabliert:
IP-Multicast-Routing-Protokolle lassen sich in zwei generelle Ansätze teilen:
Während DVMRP und MOSPF der ersten Klasse zuzurechnen sind, existieren für PIM Ausprägungen für beide Arten.
Internet Relay Chat bildet Netze, welche einen einfachenTCP-basierten Multicast-Baum realisieren. DasMessaging-ProtokollPSYC verwendet ein ähnliches Prinzip, wobei für jedenChatraum oder Kommunikationskanal ein eigener optimierter Multicast-Baum erzeugt wird. FürXMPP wird überlegt, wie Multicast nachgerüstet werden kann, was aber durch die bisherige Struktur sehr schwierig ist. Für verteilte Chat-Netze wurde mittlerweile allgemein eingesehen, dass sie nicht mittelsIP-Multicast realisiert werden können. Der Einsatz weiterer Multicast-Protokolle ist daher unumgänglich.
MitMultimedia Broadcast Multicast Service steht seit 2005 für das MobilfunksystemUMTS ein Verfahren zur Verfügung, das zur Ausstrahlung von Multimediainhalten über Multicast-Kanäle dient.
