Что такое multicast в телевизоре
Обновлено: 16.05.2024
Современный человек на каждом шагу сталкивается с большим потоком визуальной и звуковой информации: домашнее телевидение, рекламные цифровые билборды, мультимедийные системы в поездах и самолетах, информирование в аэропортах и вокзалах и многое другое. Все эти системы требуют быстрой и эффективной передачи данных от одного источника до множества получателей. Такой же принцип работы используется при осуществлении видеоконференций, а в промышленном секторе востребован в системах видеонаблюдения и звукового аварийного оповещения.
На схеме изображена система, в которой источник информации отправляет три одинаковых экземпляра данных для трех получателей на их индивидуальные IP-адреса. Именно так выглядит одноадресная (unicast) рассылка.
Даже человеку, далекому от сетевых технологий, понятно, что в такой сети источнику приходится формировать несколько идентичных пакетов. А если получателей не три, а сотни или тысячи? В подобных системах необходимо применить совершенно другой подход – многоадресную (multicast) рассылку.
Multicast обеспечивает доставку трафика группе клиентов на IP-адрес группы многоадресной рассылки. Схема передачи данных выглядит следующим образом:
Независимо от того, сколько клиентов заинтересованы в получении данных, сервер-источник будет отправлять только один пакет, тем самым избегая излишнего дублирования. Плюсы такого подхода очевидны:
- рациональное использование пропускной способности;
- экономия вычислительных возможностей сервера;
- снижение нагрузки на сеть.
Более подробно рассмотрим механизм работы многоадресной рассылки.
Инструменты технологии multicast
Static Multicast – отслеживание и добавление статических многоадресных MAC-адресов вручную для фильтрации многоадресного трафика. Некоторые устройства не поддерживают динамическую регистрацию в мультикаст-группе, но в то же время способны получать многоадресный трафик. Чтобы это было возможно, такие устройства нужно зарегистрировать вручную: создать запись с групповым адресом и номерами портов в таблице многоадресной рассылки маршрутизатора.
IGMP (Internet Group Management Protocol) – протокол управления многоадресной передачей данных. Используется для динамической регистрации узлов-получателей в многоадресной группе. С его помощью хосты-клиенты оповещают маршрутизатор о своем желании получать многоадресный трафик (т.е. подписаться на рассылку). На сегодняшний день существует три версии данного протокола, все они совместимы между собой.
Механизм работы IGMP
Роутер получает IGMP-Report и заносит в свою таблицу мультикаст маршрутизации информацию о том, что на данном интерфейсе присутствуют клиенты, заинтересованные в получении трафика.
Групповой IP-адрес . Сервер-источник отправляется пакеты не на индивидуальные IP-адреса узлов, а на IP-адрес группы (выделенные специально для этих целей адреса в диапазоне от 224.0.0.0 до 239.255.255.255).
Групповой MAC-адрес . Для того, чтобы передавать кадры по локальной сети, каждому групповому IP-адресу должен соответствовать групповой MAC-адрес. Он всегда начинается с префикса 01:00:5Е, а оставшаяся часть формируется из 23 младших бит IP-адреса группы по определенному алгоритму.
Функция IGMP Snooping используется для того, чтобы избежать перенаправления трафика на все, даже не заинтересованные в его получении, узлы, т.е. для предотвращения флуда.
Маршрутизация Multicast трафика
Зачастую стоит задача транслирование многоадресного потока данных через несколько подсетей, разделенных маршрутизаторами. Каждый интерфейс маршрутизатора является широковещательным доменом, поэтому многоадресные пакеты маршрутизироваться между ними не будут. Именно для таких систем используют специализированные протоколы многоадресной маршрутизации. Например, протокол PIM.
PIM ( Protocol Independent Multicast ) – набор протоколов многоадресной маршрутизации, которые строят путь передвижения многоадресного трафика от сервера до клиентов через маршрутизаторы. Имеет два основных режима - Dense и Sparse , отличающихся принципом работы.
Организация многоадресной рассылки на маршрутизаторе Moxa
Типовая схема
Рассмотрим следующую типовую схему подключения сервера и клиентов, которые находятся в разных сегментах сети:
И так, чтобы раскрыть тему IGMP Proxy, PIM и мультикаста полностью – давайте начнём с самого начала. Вы, наверное, уже знаете, как передаётся эфирное телевидение. То есть у нас есть телевизионная вышка, которая путём радиоволн передаёт закодированный сигнал. А клиент в свою очередь принимает этот сигнал с антенны и видит картинку на телевизоре. Аналогично все происходит и путём кабельного ТВ. Только разница в том, что в кабельном идёт сигнал непосредственно по проложенному проводу к каждому приёмнику.
Но общее все же есть – сигнал одновременно поступает к всем клиентам. Когда вы включите телевизор, то вы увидите сигнал, который отправляется всем. Но если вы включите, например тот же самый YouTube, то там все по-другому. Каждому пользователю предоставляется свой пакет трафика.
И вот мы подошли к вопросу – что же такое мультикаст? Это технология, которая объединяет два этих подхода передачи трафикав. На первом уровне, пакет отправляется только в одном экземпляре, но только тому клиенту, который сделал на него запрос. Приёмников на самом деле может быть несколько.
Самый яркий пример мультикаста — это использования IPTV. Не все провайдеры предоставляют данную возможность, но щас она набирает обороты и возможно, кто-то уже пользуется этой услугой. Представим, что у нас есть два пользователя: Вася и Петя, который подключены к одному провайдеру. Так вот сервер IPTV, отправляет сигналы не всем пользователям, а только тем, кто в данный момент подключен.
Реализация
При этом нужно это сделать так, чтобы не образовалось кольцо – когда трафик начинает ходить по кругу и бесконечно. Поэтому путь пакетов будет выглядеть как дерево, да и топология будет использоваться подобная. То есть выходя пакет от сервера он подходит к одному из узлов. Дальше узел должен определить куда дальше отправлять пакет.
А теперь мы подобрались к протоколу IGMP (Internet Group Management Protocol) — это такой протокол, который позволяет быстро подключаться клиенту к ближайшему маршрутизатору. Он сообщает ему, что нужен трафик по тому или иному каналу. Если же запроса к маршрутизатору нет, то он просто простаивает и тем самым высвобождает ресурсы сети.
Также используется PIM (Protocol Independent Multicast) протокол – эта такая система, которая выстраивает адрес от сервера к конечному получателю через одну ветвь дерева. При этом система постоянно мониторит путь, чтобы менять его, если какой-то сегмент выключен или был перемещён.
Проще говоря, сервер транслирует только один сигнал каждого телевизионного канала. И пользователи получают только сигнал того канала, который запросили. Одновременно один сигнал могут получать и несколько приёмников. Именно для этого и нужен протокол IGMP.
Куда идёт пакет
Как включить на роутере
В роутере данная функция чаще всего нужна для нормального просмотра IPTV. По умолчанию эта функция уже включена, но можно проверить. Теперь я покажу как включить эту функцию на примере модели TP-Link.
В сетях IPv4 существуют разные типы связи между разными хостами в одной и той же сети, обычно для связи и передачи данных используется одноадресный трафик (трафик с одного компьютера на другой), однако существует также многоадресный IP-трафик или также известный как многоадресная рассылка, цель которой - отправлять информацию только тем компьютерам (клиентам), которые специально настроены для приема этого сетевого трафика. Сегодня в этой статье мы подробно объясним, что такое многоадресный трафик и почему он так важен сегодня в интернет-телевидении.
Что такое многоадресный трафик?
Некоторые очень популярные протоколы, которые используются с многоадресным трафиком, - это RTP (транспортный протокол в реальном времени), это протокол уровня приложения, который отвечает за передачу информации в реальном времени, такой как аудио и видео на телевизионной платформе или в видео. конференции этот протокол используется как в многоадресной, так и в одноадресной передаче. Он также часто используется в сочетании с RTSP (протокол потоковой передачи в реальном времени) и RTCP (протокол управления RTP).
IP-адресация для многоадресной рассылки
IP-адресация многоадресного трафика имеет определенный диапазон, этот диапазон идет от IP-адреса 224.0.0.0 до 239.255.255.255 предназначены для явных многоадресных адресов, этот диапазон обычно называется классом D. Эти IP-адреса не назначаются традиционным одноадресным адресам. , это зарезервированный диапазон, кроме того, в указанном диапазоне есть другие поддиапазоны, которые не должны использоваться всеми приложениями, это следующие диапазоны:
- 224.0.0.0 - 224.0.0.255 (224.0.0 / 24) Блок управления локальной сетью: Этот диапазон IP-адресов обычно используется протоколами маршрутизации внутреннего шлюза, которые используют многоадресную связь, например RIP или OSPF. Эта адресация предназначена только для локальной многоадресной рассылки, поэтому маршрутизаторы не должны пересылать ее.
Остальная часть диапазона 224.0.0.0/8 была назначена различным приложениям на протяжении многих лет или только что была зарезервирована IANA. Диапазон 223.0.0.0/8 зарезервирован для использования с протоколом SSM. Диапазон 239.0.0.0/8 используется для управления, здесь операторы сети предоставляют услуги IPTV для телевидения через Интернет. Вы можете посетить документ RFC3171 где вы найдете все существующие и зарезервированные диапазоны адресации IP Multicast.
Для чего нужен многоадресный трафик?
Многоадресный трафик широко используется в услугах платного телевидения различных оптоволоконных операторов Испании, например, Movistar. Благодаря многоадресной IP-рассылке оператор может предлагать высококачественную потоковую передачу видео и аудио всем клиентам, которые его нанимают, декодер будет прослушивать IP-адрес специально от Multicast для получения всей информации, а маршрутизатор будет получать каналы, проконсультировавшись Это. через протокол RIPv2. Благодаря платформе Movistar TV все клиенты могут получать телесигнал в своих домах без каких-либо задержек, пикселизации или остановок, когда тысячи подключенных клиентов смотрят футбольный матч.
Другое использование многоадресного трафика - видеоконференции, хотя это не очень распространено. Многоадресный трафик также можно использовать в системах видеонаблюдения, где можно эффективно просматривать и записывать видеопоследовательности, снятые одной и той же камерой, что позволяет нам сэкономить большую полосу пропускания, не отправляя его в двух или трех экземплярах разным получателям, только пользователи, которым нужно это увидеть, увидят это без необходимости насыщать сеть.
Все больше российских провайдеров помимо услуг по предоставлению доступа в Интернет предлагают возможность смотреть телевидение стандарта IPTV. Давайте посмотрим какие плюсы мы получим от использования данного стандарта.
Преимущества IPTV перед обычным эфирным ТВ
Принимать телевидение в формате IPTV можно двумя способами — через специальную приставку, которую предоставляет провайдер или приобретается отдельно. Также IPTV можно воспроизводить с помощью программного плеера, такого как IP-TV Player. Данное приложение является надстройкой для популярного проигрывателя VLC. Для показа каналов укажите город и провайдера, предоставляющего услугу IPTV. В результате в программу загрузится список каналов, и можно будет смотреть видео.
Программные плееры для воспроизведения IPTV: VLC, IPTV Player, PC Player и т.п.
Самая актуальная проблема для пользователей при настройки IPTV через роутер — это правильно настроить этот стандарт в веб-интерфейсе wi-fi роутера для бесперебойной работы. Далеко не все роутеры подходят для этих целей.
Внимание! Список роутеров с поддержкой IPTV вы можете узнать, позвонив своему провайдеру или посмотрев на официальном сайте. Или воспользоваться моей подборкой.
Роутеры для работы IPTV: 54 Мбит/с беспроводные маршрутизаторы (серия G), 150 Мбит/с беспроводные маршрутизаторы (серия N), 300 Мбит/с беспроводные маршрутизаторы (серия N) и старше.
Для раздачи IPTV по беспроводному соединению без приставки (возможно использование такого соединения лишь тогда, когда сигнал не закодирован) теоретически можно использовать огромное количество роутеров, но на практике бесперебойной работы от роутера удается добиться лишь с альтернативной прошивкой. Netgear WNR 3500L стабильно работает с IPTV c прошивкой от tomato. Asus WL520g c прошивкой от oleg’а. Обращаю ваше внимание, что IPTV по кабелю и по воздуху — это различные методы реализации IPTV в квартире, IPTV по воздуху должен уметь обрабатывать ваш роутер и чтобы добиться работы IPTV, приходиться вмешиваться в прошивку маршрутизатора.
IPTV через роутер
Зачастую, для работы IPTV на компьютере через wi-fi роутер, на самом устройстве ничего настраивать не нужно. Обновите версию прошивки вашего устройства и впоследствии поддержка IPTV на роутере будет включена автоматически. Вам необходимо лишь выбрать устройство (маршрутизатор) с поддержкой IPTV (IGMP протокол).
IGMP (Internet Group Management Protocol) — это протокол управления групповой (multicast — мультикаст) передачей данных в сетях, основанных на протоколе IP. Протокол IGMP используется роутерами для организации сетевых устройств в группы. Тот, кто искал информацию по форумам, не раз сталкивался с понятием мультикаст. IGMP используется для поддержки потокового видео, что эффективно сказывается на реализации потока IPTV. Сразу проверьте, не блокирует файрвол, брандмауэр или антивирус этот протокол. Мультикаст, как правило, активируется опцией Enable multicast routing.
IPTV через приставку
Для того чтобы не искать проблемы передачи своего IP телевидения там, где ее нет, проверьте, работает ли телевидение без роутера. Для этого подключите компьютер к кабелю провайдера напрямую. Если IPTV не подаст жизненных признаков, то скорее всего проблема у вашего провайдера. Обратитесь в техническую поддержку. А в положительном случае прямого подключения, следует выяснить у тех. поддержки, достаточно ли мультикаста для работы IP телевидения.
Как настроить IPTV
Лично для меня, настройка IP телевидения по проводному соединению сводилась к нескольким шагам (на примере роутера Asus 520GU):
- Необходимо зайти в разделWAN, предварительно активировав DHCP
- перейти во вкладку Общее
- найти пункт Выбор порта IPTV STB — выбираем из списка тот порт, к которому будет подключена IPTV-приставка.
- Нажимаем Применить и все.
Настройка IPTV на роутере ASUS
Теперь я опишу 2 способа настройки IPTV через роутер RT-G32 B
Внимание! Описанную инструкцию по настройке IPTV можно использовать и на других моделях роутеров Asus для наглядности, и не только Asus в практическом и теоретическом применении.
1 способ. Перейдите в раздел ЛВС —> Маршрут и поставьте галочку “Включить многоадресную маршрутизацию” – “Yes”. Сохраняем – “Применить”.
В данном случае в локальную сеть будет транслироваться multicast поток для VLC плеера без изменений.
Преимущества данного способа:
1. Никаких дополнительных настроек VLC плеера производить не надо.
Недостатки:
1. Возможность подключения компьютера для просмотра IPTV только через витую пару (Ethernet-кабель).
2. Падение скорости интернет соединения на других компьютерах в локальной сети, в момент воспроизведения IPTV.
3. Сильная нагрузка на маршрутизатор.
4. Излишний multicast трафик внутри сети.
Преимущества данного способа:
- Возможность смотреть IPTV на компьютере по WiFi соединению.
- Остальные компьютеры в локальной сети не испытывают падения скорости при интернет-соединения.
- Роутер не перегружается.
- Multicast трафик во внутреннюю сеть не транслируется, а VLC плеер захватывает поток видео с wifi роутера.
- Необходимо изменить плейлист для используемого мультимедиа плеера.
На что стоит обратить внимание при подключении IPTV:
Использование IPTV приставки:
Активация опции Choose WAN Bridge Port и выбор одного или нескольких LAN портов роутера для подключения IPTV приставки.
Использование для просмотра IPTV ПК (проводное и беспроводное подключение)
Читайте также: