Gruppendynamik im Netz

Das Routing in Multicast-Umgebungen ist relativ kompliziert. Neben klassischen Routing-Protokollen wie DVMRP sind Group-Management-Protokolle involviert. Die Basis bildet eine Spanning-Tree-Struktur.

Von: Joachim Zubke, Stefan BohNert

In Multicast-Netzen kommen zwei Arten von Protokollen zum Einsatz. Group-Management- und Routing-Protokolle. Vertreter der ersten Gruppe sind beispielsweise das "Internet Group Management Protocol" (IGMP) oder das proprietäre "Cisco Group Management Protocol" (CGMP). Diese Protokolle arbeiten auf der Ebene zwischen Host und Router. IGMP ist ein fester Bestandteil von IP und verwendet IP-Datagramme, die aus einem 20 Byte großen Header und einer IGMP-Message von 8 Byte bestehen. Zur Klasse der Multicast-Routing-Protokolle zählen unter anderem "Protocol Independent Multicast" (PIM) und das "Distance Vector Multicast Routing Protocol" (DVMRP). Sie transportieren den Multicast-Verkehr zwischen den Routern.

IGMP ist ein Protokoll, mit dem Host-Rechner die Router darüber informieren, welchen Multicast-Gruppen sie beitreten oder welche sie verlassen möchten. Das bedeutet, dieses Protokoll muss auf allen Host-Systemen implementiert sein, die IP-Multicasts empfangen wollen. Die Mitgliedschaft in einer Multicast-Gruppe ist "dynamisch", das heißt die Hosts können sie jederzeit erneuern oder beenden. Multicast-Router stellen über IGMP fest, ob sich Mitglieder von Multicast-Gruppen in einem der angeschlossenen Netze befinden. Bei IGMP handelt es sich um eine Erweiterung von IP. Deshalb ist das Protokoll auch auf der Netzwerkschicht (Network Layer) des OSI-Referenzmodelles angesiedelt.

Die Daten werden in Subnetze mit mindestens einem Mitglied einer Multicast-Gruppe weitergeleitet.

Empfängt ein Router Verkehr für eine Multicast-Gruppe, muss er wissen über welche Schnittstelle er die Daten weiterleiten soll. Für die Entscheidung ist maßgebend, ob Gruppenmitglieder oder weitere Router mit Gruppenmitgliedern im Subnetz vorhanden sind. Im Beispiel in Bild 1 empfängt ein Multicast-Router Verkehr für die Gruppe 239.255.134.7. In Subnetz 1 ist kein Gruppenmitglied vorhanden, so dass der Router die Daten dorthin nicht weiterleiten muss. In Subnetz 2 ist dagegen Host 3 Mitglied der Multicast-Gruppe 239.255.134.7, also wird der Multicast-Verkehr in Subnetz 2 übermittelt. Der Router muss nur wissen, dass mindestens ein Gruppenmitglied im Subnetz existiert. Für ihn ist irrelevant, wie viele Mitglieder die Gruppe hat, ob eines oder 100.

Der aktuelle Standard IGMPv2 wird durch den Internet-Draft "Internet Group Management Protocol, Version 3" erweitert. IGMPv3 unterstützt unter anderem "Group Source Report PDUs" (Protocol Data Units), die ein Filtern von Paketen nach Quellen erlauben. Bei IGMPv1 oder v2 ist dagegen nur der Empfang von allen Sendern für eine Multicast-Gruppe möglich. IGMPv3 ist zwar in der Entwicklung schon recht weit vorangeschritten, aber trotzdem lässt sich nur schwer einschätzen, welche Funktionen die endgültige Version enthalten wird. So gibt es unterschiedliche Auffassungen darüber, ob die Report-PDUs an die "All-Routers Multicast"-Adresse (224.0.0.2) statt die Gruppenadresse gesendet werden sollen.