Opinnäytetyön Loppuseminaari 18.4.2013

Opinnäytetyön
Loppuseminaari
18.4.2013
Opinnäytetyön nimi:
Ryhmälähetysten uudet menetelmät
Kim Vuorela
TI09TIVE
Toimeksiantaja yritys: KYMP Oy
Ohjaava opettaja: Martti Kettunen
Työ liittyy hankkeeseen: Sopimus opinnäytetyöstä tehty: Kyllä
Arvioitu valmistumispäivä: 31.5.2013
Lähdeluettelo
IPTV-järjestelmät. Saatavissa:
http://www.tlu.ee/~matsak/telecom/lasse/ipTV/index.html
Suleva, L. 2011. IPTV:n asettamat vaatimukset verkolle ja palvelun toteutus
SimuNetissä. Opinnäytetyö. Kymenlaakson ammattikorkeakoulu.
Kankare, V. IPTV alueverkkojen näkökulmasta 12/2008. Saatavissa:
http://papaya.ictlab.kyamk.fi/~amake/SimuNet/SimuNet_IPTV_aluedataverkos
sa_Kankare_20091207.PDF
Martin R. IPTV: Video’s latest test frontier. 5/2006. Saatavissa:
http://www.tmworld.com/design/design-and-prototyping/4386451/IPTVVideo-s-latest-test-frontier
Video-On-Demand. Saatavissa:
http://www.cs.tut.fi/tlt/stuff/vod/VoDOverview/vod.html
IGMP, Internet Group Management Protocol. Saatavissa:
http://www.networksorcery.com/enp/protocol/igmp.htm
Blanchet, M. 2008. Migrating to IPv6. Wiley Publishing, Inc. Eastbourne
Opinnäytetyön
nimi menetelmät
| Olli Opiskelija
Ryhmälähetysten
uudet
| Kim Vuorela
8.5.2013
2
Lähdeluettelo
McFarland, S. Sambi, M. Sharma, N. Hooda, S. 2011. IPv6 for Enterprise
Networks. Cisco Press. Indianapolis
Comer D. 2002. TCP/IP, IT Press. Helsinki.
Jaakohuhta, H. 2005, Lähiverkot – Ethernet. Ethernet-tekniikan soveltaminen
käytännössä. IT-Press. Helsinki.
Casad, J. Willsey, B. 1999. TCP/IP Trainer. IT-Press. Helsinki.
Overview of IP Multicast. Saatavissa:
http://www.cisco.com/en/US/tech/tk828/technologies_white_paper09186a00
80092942.shtml
Vatanen, M. 2010. Operaattoritasoisen reitityksen ja VPLS:n toteutus
spidernetiin. Opinnäytetyö. Jyväskylän ammattikorkeakoulu.
Andersson, L. Experience with the Label Distribution Protocol. 10/2007.
Saatavissa: http://www.ietf.org/rfc/rfc5037.txt
Opinnäytetyön
nimi menetelmät
| Olli Opiskelija
Ryhmälähetysten
uudet
| Kim Vuorela
8.5.2013
3
Lähdeluettelo
Anycast RP – Cisco Systems. 2013. Saatavissa:
http://www.cisco.com/en/US/docs/ios/solutions_docs/ip_multicast/White_pa
pers/anycast.html
Anycast DNS – Part 1, Overview. 2010. Saatavissa:
http://www.netlinxinc.com/netlinx-blog/45-dns/118-introduction-to-anycastdns.html
Multimedia Appliances. 2013. Saatavissa:
http://www.vpod.tv/products/multimedia-appliances/
Pignataro, C. Kazemi, R. Dry, B. 2002. Label Distribution Protocol (LDP):
Overview. Saatavissa: http://flylib.com/books/en/4.280.1.44/1/
Tunneling. 2002. Saatavissa:
http://peiontrack.blogspot.fi/2012/04/tunneling_22.html
Opinnäytetyön
nimi menetelmät
| Olli Opiskelija
Ryhmälähetysten
uudet
| Kim Vuorela
8.5.2013
4
Johdanto
Tämä opinnäytetyö on tehty Kymenlaakson
ammattikorkeakoulun
tietoverkkolaboratorioympäristössä.
Ciscon mukaan verkossa olevien laitteiden ja
yhteyksien määrä tuplaantuu seuraavan viiden
vuoden aikana. Vuoteen 2016 Internet-liikkeen
määrä tulee olemaan 1,3 tsetatavua, eli triljoona
gigatavua. Käytännössä tästä liikenteestä osa
tullaan hoitamaan ryhmälähetysliikenteenä.
Tässä opinnäytetyössä tutkitaan
ryhmälähetysprotokollia sekä IPv4:llä, että
IPv6:lla. Näitä protokollia ovat mm. IGMP, MLD,
sekä Multicast LDP.
Työ itsessään selkeä jatko projektiopinnot –kurssin
projektityölle.
Opinnäytetyön
nimi menetelmät
| Olli Opiskelija
Ryhmälähetysten
uudet
| Kim Vuorela
8.5.2013
5
Ryhmälähetys
Ryhmälähetys
Tekniikka, joka mahdollistaa one-to-many–
tietoliikenneinfrastruktuurin.
Viesti lähetetään vain kerran.
Ei vaadi tehokkaita laitteistoja.
Hyödyntää UDP- ja PGM -protokollia
Käytetään pääasiassa videoneuvotteluissa ja
työpöytäohjelmissa.
Opinnäytetyön
nimi menetelmät
| Olli Opiskelija
Ryhmälähetysten
uudet
| Kim Vuorela
8.5.2013
6
Perinteiset
Ryhmälähetysmenetelmät
Internet Group Management Protocol (IGMP)
Protokolla, joka mahdollistaa asiakkaiden liittymisen
multicast-ryhmään.
Voidaan muuntaa välityspalvelimeksi.
Toimii vain IPv4-verkoissa.
Viestittäminen jakautuu kahteen vaiheeseen:
- IGMP –sanoman lähetys.
- IGMP –ryhmäkysely.
IGMP välityspalvelin
- Mahdollistaa IGMP -pyyntöjen lähetyksen isännän
puolesta.
- Toimii isäntien välityspalvelimena.
Opinnäytetyön
nimi menetelmät
| Olli Opiskelija
Ryhmälähetysten
uudet
| Kim Vuorela
8.5.2013
7
Perinteiset
Ryhmälähetysmenetelmät
Protocol-Independent Multicast (PIM)
Ryhmälähetys-reititysprotokollien perhe, joka on
suunniteltu IP –verkkoihin.
Mahdollistaa one-to-many ja many-to-many
tiedonsiirtomahdollisuudet.
Sisältää kaksi itsenäistä, toisistaan riippumatonta
protokollaa.
Sparse-mode
- Määrittää yhden reitittimen kohtauspaikaksi, jotta
lähettää liittymissanomansa.
voi
Dense-mode
- Varmistaa kuljetuksen. Tarkoitettu suuriin ja nopeisiin
verkkoihin.
SSM
- Tukee vain one-to-many –mallia. Pakettien lähetys
perustuu kanaviin, jotka sisältävät lähteen unicastosoitteen ja ryhmälähetysryhmän kohdeosoitteen.
Opinnäytetyön
nimi menetelmät
| Olli Opiskelija
Ryhmälähetysten
uudet
| Kim Vuorela
8.5.2013
8
Uudet ryhmälähetysmenetelmät
Multicast Listener Discovery (MLD)
IPv6 –reitittimet käyttävät MLD:tä löytääkseen
multicast-ryhmään haluavia laitteita.
Reitittimet informoivat muille reitittimille, mikäli
multicast-ryhmälle on kuuntelija.
MLD:tä käyttämällä ilmoitetaan, halutaanko
ryhmälähetys valituille ryhmille.
Hyödyntää kolmenlaisia viestejä ryhmälähetyksissä:
- Query –viestejä lähetetään, jotta laite oppisi
muiden multicast-kuuntelijoiden osoitteet.
- Report –viestejä lähetetään, kun kuuntelija
aloittaa ryhmälähetysosoitteiden kuuntelemisen.
- Done-viesti osoittaa isännälle, kun laite ei halua
enää vastaanottaa ryhmälähetyksen viestejä.
Opinnäytetyön
nimi menetelmät
| Olli Opiskelija
Ryhmälähetysten
uudet
| Kim Vuorela
8.5.2013
9
Uudet ryhmälähetysmenetelmät
Multicast Label Distribution Protocol (Multicast LDP)
Rakentaa ja ylläpitää LSP –tietokantoja, tiedonvaihto
kaksisuuntaista.
Lipputietojen vaihtoon MPLS-verkon sisällä.
Toimii MPLS –protokollan päällä, hyödyntää IGP –
protokollaa.
Informaationvaihdot suoritetaan TCP –yhteyden
välityksellä lähettämällä Protocol Data Uniteja, jotka
kehystetään TLV –merkkausta käyttäen.
Hyödyntää neljää eri viestikategoriaa.
1. Discovery
2. Session
3. Advertisement
4. Notification
Opinnäytetyön
nimi menetelmät
| Olli Opiskelija
Ryhmälähetysten
uudet
| Kim Vuorela
8.5.2013
10
Uudet ryhmälähetysmenetelmät
Anycast
Tarkoittaa viestin lähettämistä ryhmälle siten, että
viesti päätyy lähimmälle ryhmän jäsenelle.
Perustuen reitityksen tietoihin, anycast tunnistaa
lähimmän solmun ja kohdistaa viestin siihen.
Mahdollistaa palveluiden vastaanoton useista eri
lähteistä yhdellä IPv6 -osoitteella.
Opinnäytetyön
nimi menetelmät
| Olli Opiskelija
Ryhmälähetysten
uudet
| Kim Vuorela
8.5.2013
11
Käytännön toteutus
Alustava verkko:
DHCP:n ja NAT:n lisääminen osaksi verkkoa.
IP-osoitteen rajaaminen halutulle alueelle.
Kytkin käyttämään myös IPv6-osoitteita
# sdm prefer dual-ipv4-and-ipv6 default
# reload
Vlanien luominen kytkimeen.
Opinnäytetyön
nimi menetelmät
| Olli Opiskelija
Ryhmälähetysten
uudet
| Kim Vuorela
8.5.2013
12
Käytännön toteutus
IGMP:n lisääminen osaksi verkkoa.
#Interface Gi0/1
#ip igmp proxy-service
# ip pim sparse-dense-mode
#ip igmp mroute-proxy Gi0/2
#Interface Gi0/2
#ip igmp proxy-service
#ip pim sparse-dense-mode
#ip igmp mroute-proxy Gi0/1
ip igmp proxy-servicellä protokolla käyntiin.
ip sparse-dense-modella varmistetaan kuljetus, ei
niinkään verkon kuormituksen minimointi.
mroute-proxy -komento kohdistettiin osoittamaan
molempiin portteihin, muuten kuva pikselöityi
pahasti.
Opinnäytetyön
nimi menetelmät
| Olli Opiskelija
Ryhmälähetysten
uudet
| Kim Vuorela
8.5.2013
13
Käytännön toteutus
Multicast Listener Discoveryn lisääminen osaksi
verkkoa.
Luotiin MLD-ryhmät, joihin haluttiin liittyä.
Määritettiin MLD:n kyselykohtaiset arvot, sekä
ryhmän maksimikoko.
MLD –yhteyden määritys:
#interface Serial 0/1/0
#ipv6 mld static-group FF02::1
#ipv6 mld join-group FF02::1
#ipv6 mld query-max-response-time 20
#ipv6 mld query-timeout 150
#ipv6 mld-query interval 60
#ipv6 mld limit 100
Opinnäytetyön
nimi menetelmät
| Olli Opiskelija
Ryhmälähetysten
uudet
| Kim Vuorela
8.5.2013
14
Käytännön toteutus
Multicast Label Distribution Protokollan lisääminen
verkon osaksi
Multicast LDP ei vielä tue IPv6:tta, joten määritykset
IPv4:llä.
Ensin määritettiin LDP käyttöön.
#mpls label protocol ldp
#interface Serial 0/1/0
#mpls ip
Tunnel1 käynnistyy. Tämä tunneli toimii MPLS LDP:tä
käyttävien liityntäporttien viestikanavana.
#interface tunnel 1
#ip address 172.15.15.101 255.255.255.0
#tunnel destination 172.15.15.102
#mpls ldp neighbor 172.15.15.102 password SECRET
#mpls ldp explicit-null
#mpls ldp router-id Serial 0/1/0 force
Opinnäytetyön
nimi menetelmät
| Olli Opiskelija
Ryhmälähetysten
uudet
| Kim Vuorela
8.5.2013
15
Käytännön toteutus
MPLS LDP:n porttikohtaiset asetukset, sekä mpls
forwarding table.
Opinnäytetyön
nimi menetelmät
| Olli Opiskelija
Ryhmälähetysten
uudet
| Kim Vuorela
8.5.2013
16
Yhteenveto & jatkokehitys
IPv6:n tarjoamat haasteet ja tulevaisuus.
Vain pieni osa käytettyjen protokollien
potentiaalia.
Käteviä, helppokäyttöisiä protokollia.
IGMP jäämässä MLD:n varjoon IPv6:n yleistyessä.
MPLS LDP, opinnäytetyön aihe?
Opinnäytetyön
nimi menetelmät
| Olli Opiskelija
Ryhmälähetysten
uudet
| Kim Vuorela
8.5.2013
17