Author(s):
Amaral, António Manuel Nunes Carvalho 
Date: 2006
Persistent ID: http://hdl.handle.net/10773/1888
Origin: RIA - Repositório Institucional da Universidade de Aveiro
Subject(s): Engenharia electrónica; Redes de comunicações; Protocolos de redes; Multicasting
Description
Actualmente a maioria das aplicações que usam Internet baseiam-se no
modelo de comunicação ponto-a-ponto. No entanto, os recentes avanços
tecnológicos e o aparecimento de aplicações cada vez mais sofisticadas
fizeram surgir a necessidade de transmitir informações para grupos de
participantes (comunicações ponto-multiponto e multiponto-multiponto), como
por exemplo, áudio e vídeo conferência para encontros remotos, programas de
entretenimento, entre muitos outros. Por outro lado, a evolução da Internet,
actualmente baseada no protocolo IPv4, para o protocolo IPv6, deverá ser feita
de uma forma progressiva recorrendo a mecanismos de transição e as
comunicações multicast terão que ter em consideração este factor.
O IETF (Internet Engineering Task Force) definiu dois modelos de transmissão
multicast. Inicialmente foi definido o modelo ASM (Any Source Multicast) e
mais recentemente, o modelo SSM (Source Specific Multicast). Actualmente
existem soluções protocolares que permitem garantir as comunicações
multicast em redes IPv4 e em redes IPv6, usando os dois modelos, mas
poucas soluções existem que permitam garantir as comunicações multicast em
redes mistas IPv4/IPv6. Do ponto de vista de gestão do encaminhamento, a
Internet encontra-se dividida em Sistemas Autónomos (SAs). De entre os
vários protocolos de encaminhamento multicast, a família de protocolos PIM
(Protocol Independent Multicast) é, actualmente, a mais utilizada pois permite
resolver as questões do encaminhamento multicast dentro de um Sistema
Autónomo (encaminhamento intra-domínio) e, em alguns casos, entre
diferentes Sistemas Autónomos (encaminhamento inter-domínio).
Esta dissertação aborda o problema de como providenciar comunicações
multicast em redes IPv4, em redes IPv6 e em redes mistas IPv4/IPv6. Na
primeira parte, é abordado o endereçamento IP multicast bem como o
problema da atribuição e divulgação de endereços. Na segunda parte, são
descritos os protocolos IGMP e MLD de adesão a sessões multicast e
apresentados cenários práticos que validam os protocolos estudados. Na
terceira parte, é abordado o funcionamento dos protocolos de
encaminhamento multicast da família de protocolos PIM e apresentados
cenários práticos de encaminhamento multicast intra-domínio. Na última parte,
são descritos mecanismos de transição e apresentados cenários práticos que
permitem comunicações multicast em redes mistas IPv4/IPv6 e finalmente, são
estudados os problemas e soluções existentes para o encaminhamento
multicast inter-domínio.
ABSTRACT: Presently most applications used in the Internet, are based on point-to-point
communications. However, the recent technological advances and new
sophisticated applications are causing an increasing need to transmit
information to groups of participants (multicast communications), such us audio
and video conferences used for remote meetings, entertainment programs,
etc… Moreover, it is known that the evolution of the current Internet, based on
IPv4 protocol, to the future IPv6 Internet will be based on transition scenarios,
and multicast should consider this fact.
Two models have been proposed by the IETF (Internet Engineering Task
Force) for multicast communications. The first one is ASM (Any Source
Multicast) model and second one, more recently proposed, is the SSM (Source
Specific Model) model. Presently, many solutions exist to support multicast on
IPv4 only networks and IPv6 only networks using each of the two models.
However, there are not many solutions to support multicast on mix IPv4/IPv6
networks. In the point of view of routing management, the Internet is composed
by different Autonomous Systems, each one administrated by an individual
network operator. From all available multicast routing protocols, the PIM family
of protocols is by far the most used one since it solves the multicast routing
problems inside an Autonomous System (intra-domain multicast routing) and
also in some cases between different Autonomous System (inter-domain
multicast routing).
This dissertation addresses the issue of how to provide the support of multicast
communications in IPv4 networks, IPv6 networks and mixing IPv4/IPv6
scenarios. First, it analyses multicast IP addressing issues like types and
formats, how they are assigned and how they are announced. Next, the IGMP
and MLD protocols are described together with a set of laboratory experiments
validating how they work. Then, the PIM family of multicast routing protocols is
described together with a set of intra-domain laboratory experiments used to
validate these protocols. In the last part, a study of available IETF transition
mechanisms and a set laboratory scenarios is presented to validate solutions
that allows multicast communications in mix IPv4/IPv6 networks and, finally, a
study of multicast inter-domain routing issues and available solutions finishes
this work. Mestrado em Engenharia Electrónica e Telecomunicações
