Do que se trata o artigo:

Neste artigo serão apresentadas as principais características das redes IP multicast. Estas suportam as comunicações multiponto, demandadas pelas novas aplicações da Internet, tais como: IPTV, videoconferência, ensino a distância, entre outras. Para tanto, serão abordados os protocolos de gerenciamento de grupos de usuários e os algoritmos de roteamento utilizados para o encaminhamento dos pacotes IP multicast.


Em que situação o tema é útil:

Os tópicos abordados serão fundamentais para a compreensão dos conceitos básicos relativos à manutenção e à operação das redes IP multicast. Estas possuem características distintas das transmissões unicast, comumente observadas em aplicações de correio eletrônico e navegação na web. Portanto, podem servir tanto para o embasamento teórico visando à implantação deste recurso nas redes das organizações, quanto à análise e avalição do funcionamento de serviços já em produção.

Resumo DevMan:

O suporte ao recurso de comunicação multiponto está se tornando cada vez mais comum nas redes de dados modernas, especialmente porque este tipo de transmissão faz o melhor uso de seus recursos e reduz o consumo de banda nos enlaces entre os segmentos de rede. Entretanto, a implementação e a manutenção deste serviço requer conhecimentos específicos de sua arquitetura de operação, que envolve protocolos de gerenciamento de grupos usuários e de roteamento de pacotes multicast. Além disso, são fundamentais os conceitos sobre a hierarquização e a alocação dos endereços IP, possibilitando o desenvolvimento de projetos segundo as diversas recomendações e normalizações existentes.

O serviço IP multicast pode ser caracterizado como um conjunto de protocolos e mecanismos que tornam possível o envio de mensagens simultâneas para um grupo de usuários em uma rede de dados IP. Esse serviço tem sido requisitado pelas aplicações multimídia emergentes da Internet, viabilizadas principalmente pelo aumento da disponibilidade de redes com alta capacidade e alto desempenho. Entre outras vantagens da comunicação multiponto, destaca-se o melhor uso dos recursos da rede, pois os fluxos de dados são otimizados, sobretudo quando comparados à transmissão ponto-a-ponto (unicast).

Neste artigo, serão detalhadas a alocação dos endereços IP, sua organização em classes distintas e o subconjunto reservado às redes multicast. Também será relatada a arquitetura genérica deste serviço, contextualizada em duas partes com funções distintas. A primeira parte tratará do gerenciamento de grupos de usuários, com a apresentação dos protocolos responsáveis pelas ações relacionadas à composição dos grupos, tais como: a manipulação de informações dos participantes, a inclusão e a exclusão de seus usuários. Já a segunda parte, descreverá a infraestrutura de distribuição de pacotes, na qual serão expostos os protocolos de roteamento IP multicast, que coordenam os recursos de processamento e comunicação; são esses protocolos que tornam possível o encaminhamento de mensagens entre os servidores e os consumidores do conteúdo multicast.

Introdução ao IP multicast

As redes surgiram a partir da necessidade da troca de dados entre pessoas e computadores, possibilitando o acesso a documentos, imagens, planilhas, arquivos de áudio e vídeo, entre outros. Em setembro de 1981 foi publicada a especificação do protocolo IPv4 (Internet Protocol version 4), doravante designado simplesmente IP. Desde o início, esse protocolo se caracterizou pela simplicidade de implantação, interoperabilidade e robustez, sendo atualmente o padrão adotado nas comunicações pela Internet.

Nas redes IP, cada dispositivo conectado (desktops, notebooks, celulares, servidores etc.) utiliza um identificador denominado endereço IP. Composto por 32 bits (4 octetos), cada byte usualmente é representado na forma decimal (0 a 255), separado por pontos, embora também possa ser adotada a notação binária, conforme ilustrado na Figura 1.

Figura 1. Possíveis representações de um endereço IP.

Inicialmente, o conjunto total de endereços IP (pouco mais de 4 bilhões) foi agrupado em cinco categorias distintas, com a finalidade de atender às necessidades das redes de computadores com diferentes tamanhos (Tabela 1). Destarte, endereços de classe A foram utilizados por grandes empresas, com até 16,7 milhões de dispositivos; já aquelas com até 65 mil, empregaram endereços de classe B. A classe C atendeu pequenas organizações, com cerca de 250 equipamentos. Por fim, os endereços de classe D e E foram reservados, respectivamente, para aplicações multicast e pesquisas.

Categoria

Endereço inicial

Endereço final

Número total de dispositivos endereçáveis ...

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