В компьютерных сетях многоадресная передача — это тип групповой связи, при котором передача данных адресована группе компьютеров назначения одновременно. [1] Многоадресная передача может осуществляться по схеме «один ко многим» или «многие ко многим» . [2] [3] Многоадресная передача отличается от связи «точка-много точек» на физическом уровне .
Групповая связь может быть многоадресной рассылкой на уровне приложений [1] или многоадресной рассылкой с поддержкой сети, где последняя позволяет источнику эффективно отправлять данные группе за одну передачу. Копии автоматически создаются в других сетевых элементах, таких как маршрутизаторы , коммутаторы и базовые станции сотовой сети , но только в сетевых сегментах, которые в данный момент содержат членов группы. Многоадресная рассылка с поддержкой сети может быть реализована на канальном уровне с использованием адресации «один ко многим» и коммутации, такой как многоадресная адресация Ethernet , асинхронный режим передачи (ATM), виртуальные каналы «точка-многоточка» (P2MP) [4] или многоадресная рассылка InfiniBand . Многоадресная рассылка с поддержкой сети также может быть реализована на уровне Интернета с использованием многоадресной рассылки IP . В многоадресной рассылке IP реализация концепции многоадресной рассылки происходит на уровне маршрутизации IP, где маршрутизаторы создают оптимальные пути распространения для датаграмм, отправленных на адрес назначения многоадресной рассылки.
Многоадресная передача часто используется в приложениях потокового мультимедиа на основе интернет-протокола (IP) , таких как IPTV и многоточечные видеоконференции .
Кадры Ethernet со значением 1 в младшем бите первого октета адреса назначения рассматриваются как кадры многоадресной рассылки и рассылаются во все точки сети. Этот механизм представляет собой многоадресную рассылку на канальном уровне. Этот механизм используется многоадресной рассылкой IP для достижения передачи «один ко многим» для IP в сетях Ethernet. Современные контроллеры Ethernet фильтруют полученные пакеты для снижения нагрузки на ЦП, просматривая хэш адреса назначения многоадресной рассылки в таблице, инициализированной программным обеспечением, которое контролирует, отбрасывается ли многоадресный пакет или полностью принимается.
Ethernet multicast доступен во всех сетях Ethernet. Multicast охватывает широковещательный домен сети. Multiple Registration Protocol может использоваться для управления доставкой Ethernet multicast.
IP multicast — это метод для связи один-ко-многим по IP-сети. Узлы назначения отправляют отчет о членстве в Internet Group Management Protocol и оставляют групповые сообщения, например, в случае IPTV, когда пользователь переключается с одного телеканала на другой. IP multicast масштабируется на большую популяцию получателей, не требуя предварительного знания о том, кто или сколько получателей есть. Multicast эффективно использует сетевую инфраструктуру, требуя от источника отправить пакет только один раз, даже если его нужно доставить большому количеству получателей. Узлы в сети заботятся о репликации пакета для достижения нескольких получателей только при необходимости.
Наиболее распространенным протоколом транспортного уровня для использования многоадресной адресации является протокол пользовательских дейтаграмм (UDP). По своей природе UDP не является надежным — сообщения могут быть потеряны или доставлены не по порядку. Благодаря добавлению механизмов обнаружения потерь и повторной передачи надежная многоадресная передача была реализована поверх UDP или IP различными продуктами промежуточного программного обеспечения , например, теми, которые реализуют протокол Real-Time Publish-Subscribe (RTPS) стандарта Data Distribution Service (DDS) Object Management Group ( OMG ), а также специальными транспортными протоколами, такими как Pragmatic General Multicast (PGM).
Многоадресная IP-рассылка всегда доступна в локальной подсети. Для предоставления многоадресной IP-рассылки на более широкой территории требуется многоадресная маршрутизация . Многие сети, включая Интернет, не поддерживают многоадресную маршрутизацию. Функциональность многоадресной маршрутизации доступна в сетевом оборудовании корпоративного уровня, но обычно ее должен настраивать администратор сети. Протокол управления группами Интернета используется для управления многоадресной доставкой IP.
Службы многоадресной рассылки на уровне приложений не основаны на многоадресной рассылке IP или многоадресной рассылке на уровне канала передачи данных . Вместо этого они используют несколько одноадресных передач для имитации многоадресной рассылки. Эти службы предназначены для групповой коммуникации на уровне приложений. Internet Relay Chat (IRC) реализует единое связующее дерево в своей оверлейной сети для всех групп конференций. [5] Менее известная технология PSYC использует пользовательские стратегии многоадресной рассылки для каждой конференции. [6] Некоторые одноранговые технологии используют концепцию многоадресной рассылки, известную как одноранговая рассылка, при распространении контента нескольким получателям.
Явная многоадресная рассылка (Xcast) — это еще одна стратегия многоадресной рассылки, которая включает адреса всех предполагаемых пунктов назначения в каждом пакете. Таким образом, учитывая ограничения на максимальный размер передаваемых единиц , Xcast не может использоваться для многоадресных групп со многими пунктами назначения. Модель Xcast обычно предполагает, что станции, участвующие в коммуникации, известны заранее, так что деревья распределения могут быть сгенерированы, а ресурсы распределены сетевыми элементами до фактического трафика данных. [7]
Беспроводная связь (за исключением радиосвязи точка-точка с использованием направленных антенн ) по своей сути является широковещательной средой. Однако предоставляемая услуга связи может быть одноадресной , многоадресной или широковещательной в зависимости от того, адресованы ли данные отдельному узлу, определенной группе узлов или всем узлам в охваченной сети соответственно.
Беспроводные сети используют электромагнитные волны для передачи данных по воздуху, позволяя устройствам подключаться и общаться без физических кабелей. Эти сети бывают разных типов, включая Wi-Fi, Bluetooth, сотовые и спутниковые сети, каждая из которых служит разным целям.
Unicast : В одноадресной беспроводной связи данные передаются из одного источника в один конкретный приемник. Это типично для связи точка-точка, где устройство отправляет данные напрямую другому устройству. Примерами могут служить просмотр интернета или загрузка файлов.
Multicast : При многоадресной передаче данные отправляются из одного источника нескольким определенным получателям, часто определенной группе в сети. Это эффективно в таких сценариях, как потоковая передача в реальном времени, когда данные отправляются только один раз, но принимаются несколькими устройствами, заинтересованными в одном и том же контенте.
Широковещательная передача : Широковещательная передача данных подразумевает отправку данных из одного источника на все устройства в пределах действия сети. В этом случае каждое устройство получает одни и те же данные, независимо от того, запрошено ли это. Примерами широковещательной передачи данных являются некоторые экстренные оповещения и некоторые радиосообщения.
Вопросы безопасности : Беспроводные сети более уязвимы для угроз безопасности по сравнению с проводными сетями, в первую очередь потому, что их сигналы легче перехватить. Общие меры безопасности включают протоколы шифрования, такие как WPA3 для сетей Wi-Fi, брандмауэры и использование виртуальных частных сетей (VPN) для защиты связи.
Преимущества и проблемы : Беспроводные сети предлагают гибкость и мобильность, позволяя пользователям подключать устройства без привязки к физическому соединению. Однако на них могут влиять помехи от физических препятствий, факторов окружающей среды или даже других беспроводных устройств, что приводит к снижению скорости или проблемам с подключением. [8]
В цифровом телевидении понятие многоадресной службы иногда используется для обозначения защиты контента с помощью шифрования вещания , т. е. зашифрованного платного телевизионного контента по симплексному каналу вещания, адресованного только платным зрителям. В этом случае данные транслируются всем получателям, но адресованы только определенной группе.
Концепция интерактивной многоадресной передачи , например, с использованием IP-многоадресной передачи, может использоваться в сетях телевизионного вещания для повышения эффективности, предложения большего количества телевизионных программ или сокращения необходимого спектра. Интерактивная многоадресная передача подразумевает, что телевизионные программы отправляются только через передатчики, где есть зрители, и что передаются только самые популярные программы. Она опирается на дополнительный канал взаимодействия (обратный канал или обратный канал ), где пользовательское оборудование может отправлять сообщения о присоединении и выходе, когда пользователь меняет телевизионный канал. Интерактивная многоадресная передача была предложена в качестве эффективной схемы передачи в системах наземного цифрового телевидения DVB-H и DVB-T2 , [9] Похожая концепция — коммутируемая трансляция по сетям кабельного телевидения, где в кабельной сети доставляется только самый популярный в настоящее время контент. [10] Масштабируемая многоадресная передача видео в приложении интерактивной многоадресной передачи, где подмножество зрителей получает дополнительные данные для видео высокого разрешения.
Телевизионные шлюзы преобразуют спутниковое ( DVB-S , DVB-S2 ), кабельное ( DVB-C , DVB-C2 ) и наземное телевидение ( DVB-T , DVB-T2 ) в IP для распространения с использованием одноадресной и многоадресной передачи в домашних, гостиничных и корпоративных приложениях.
Другая похожая концепция — Cell-TV, которая подразумевает распространение телевидения по сотовым сетям 3G с использованием сетевой многоадресной рассылки, предлагаемой услугой Multimedia Broadcast Multicast Service (MBMS), или по сотовым сетям 4G/ LTE с услугой eMBMS (enhanced MBMS).
{{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь )