Мултикаст

Во компјутерските мрежи, мултикаст (анг. multicast (еден-до-повеќе (one-to-many) или повеќе-за-повеќе (many-to-many) одн. повеќекратна дистрибуција) е група на комуникација, каде информацијата е адресирана до група дестинациски копјутери истовремено. Multicast не треба да се меша точка-до-повеќе точки комуникација на физичкиот слој.

Групна комуникација може да биде или multicast на апликациско ниво или мрежа со помош на multicast, каде што второто овозможува изворот ефикасно да се испрати воеден пренос до групата. Копиите автоматски се создадени во други мрежни елементи, како на пример насочувачи, преклопници и мобилна мрежа на базни станици, но само до мрежни сегменти кои моментално содржат членови на групата.

Мрежа со помош на multicast може да се спроведе на мрежниот слој со користење на IP Multicast, кој е често најмен во Интернет Протокол (IP) апликации на стриминг медиуми, како што се Интернет ТВ со закажана содржина (но не на барање на медиумите) и multipoint видео, но и за невидлива дистрибуција на резервни слики на диск, до повеќе компјутери истовремено. Во IP Multicast-имплементацијата на концептот на multicast-от се јавува на IP рутирачкото ниво, каде што насочувачите создаваат оптимални дистрибуциски патеки за датаграми, испратени до одредена multicast дестинациска адреса.

Мрежа со помош на multicast може исто така да биде имплементирана во податочното ниво, користејќи еден-до-повеќе адресирање и преклопување, како што е Етернет multicast адресирањето, Асинхрониот режим на трансфер (АТМ) и point-to multipoint виртуелните кола (P2MP) или InfiniBand Multicast.

IP мултикаст

IP multicast е техника за повеќекратна комуникација (one-to-many) преку IP инфраструктурата во една мрежа. Дестинациските јазли праќаат пораки за приклучување и напуштање, како во случајот на Интернет ТВ кога корисникот менува од еден канал на друг. IP multicast скалира до поголема популација на примачи, со тоа што не бара претходно знаење за кои и колку приемници има. Мulticast-от користи мрежна инфраструктура ефикасно, со тоа што од изворот бара да испрати пакет само еднаш, па и да треба да е доставен до поголем број приемници. Јазлите во мрежата се грижат за реплицирањето на пакетот и неговото пристигнување до повеќе приемници кога е потребно. 

Најчест протокол од транспортниот слој,кој се користи кај мултикас адресирањето е User Datagram Protocol (UDP). По природа, UDP не е сигурен, односно пораките моѓе да бидат изгубени или доставени со изгубен редослед. Со додавање на механизми за откривање загуби и реемитување, сигурен мултикаст се спроведува на врвот на IP или UDP, од страна на разни middleware производи, како оние кои имплементираат Real-Time Publish-Subscribe (RTPS), Protocol of the Object Management Group (OMG), Data Distribution Service (DDS) стандарди, како и со специјален транспортен протокол како што е Pragmatic General Multicast (PGM).

IP multicast-от е широко распореден во претпријатијаа, трговски берзи и мрежи за испорака на мултимедијални содржини. Честа употреба на претпријатието на IP multicast е за IPTV апликации, како што се учењето на далечина и телевизиски состаноци на компании.

Почнувајќи од 2006 година, најмногу вложување за искачувањe на multicast до големи мрежи е сконцентрирано на поедноставен начин на single-source multicast, кое што се чини дека е повеќе послушен при пресметки.

Сепак, големите дрѓавни барања во насочувачите прават апликации со користење на голем број дрва, кои се неспособни за работа при користење IP multicast. Заземајќи присутни информации како пример, каде што секој човек има потреба да зачува барем едно дрво од своите претплатнци, ако не и повеќе. Сè уште нема таков механизам, кој ќе дозволи моделот на IP multicast-от да скалира и до милиони испраќачи и милиони multicast групи. А со тоа и сè уште не е можно да се направат multicast апликациите целосно практични. Од овие, но и од економски причини, IP multicast-от во принцип, не се користи во комерцијалниот Интернет backbones.

Мултикаст на апликациско ниво

Површината на сервисите на апликациско ниво одн. Multicast-over-unicast (кои не засновани врз основа на IP multicast или datalink multicast) за групни комуникации на апликациско ниво се применуваат насекаде. Особено Internet Relay Chat (IRC), што е повеќе прагматично и се скалира подобро за поголеми групи, отколку за помали. IRC имплементира единечен spanning tree по неговата површининска мрежа за сите конференциски групи. Сепак, тоа води до неопотимално насочување за некои од овие групи. Освен тоа, IRC чува голема количина на дистрибуирани држави кои го граничат растот на една IRC мрежа, што води до фракционирање на неколку мрежи, кои не се межусебно поврзани. Некои помалку познати PSYC технологии користат сопствени multicast стратегии при конференција. Исто така, некои peer-to-peer технологии вработуваат концепт multicast при дистрибуирање на содржина до повеќе приматели, познат како peercasting.

Explicit Multi-Unicast (Xcast) е алтернативна multicast стратегија која овозможува прием на адреси од сите дестинациски адреси, со секој пакет. Како таква, со оглед на големината на еден IP пакет, која е лимитирана. Xcast моделот обино претпоставува дека има станици кои учествуваат во комуникацијата и дека се познати пред време, па така дистрибуирањето на дрва може да се генерира, како и средствата- доделени од страна на мрежни елементи при вистински сообраќај на податоци.

Мултикаст преку безжични мрежи и кабелски ТВ уреди

Безжични комуникации (со исклучок на точка-до-точка радио врскит), како и автобуската мрежна кабелска телевизија се инхерентно електронски медиуми, односно multipoint канали, особено ако антената е со повеќе дирекции и радио/ТВ трансмитерите опфаќаат регион за пренесување на мрежа, што праќа иста содржина. Сепак, комуникациската услуга која се нуди може да биде unicast, multicast како и broadcast, во зависност на тоа дали пакетот е адресиран до еден или до група ресивери во покриената мрежа, соодветно.

Во дигиталната ТВ, концептот за multicast услугата понекогаш се однесува на заштита на содржината од страна на радиодифузната енкрипција, односно шифрирана содржина во текот на едно simplex емитување, наменета само за гледачите кои ја плаќааѕ истата таа телевизија. Во тој случај, податоците се пренесуваат до сите приемници, но адресирани само до некоја одредена група.

Концептот на интерактивен мултикаст, како на пример користење на IP multicast, може да биде искористено и преку ТВ преносни мрежи за да се подобри ефикасноста, да се понудат повеќе ТВ програми или да се намали потребиот спектар. Интерактивниот мултикаст значи дека ТВ програми се испраќаат само преку предаватели, каде што има гледачи и тоа се пренесуваат само најпопуларните програми. Тој се потпира на дополинтелен канал на интеракција (повратен канал), каде корисникот го менува ТВ каналот. Интерактивниот мултикаст бил понуден како ефикасен начин на преносна шема DVB-H и DVB-T2 терестријални,дигитални телевизиски системи. Сличен концепт е вклучен пренос преку кабелски ТВ мрежи, каде само моменталните најпопуларни содржини се наоѓаат во кабелската ТВ мрежа.

ТВ порталите ја претвораат Сателитската: DVB-S, DVB-S2; Кабелската: DVB-C, DVB-C2 и Антенската ТВ: DVB-T, DVB-T2 во IP за дистрибутивно користење на unicast и multicast во домот, во угостителството и во претпријатијата.

Друг сличен концепт е мобилната ТВ, одн. Ова подразбира ТВ дистрибуција преку 3G мобилните мрежи, користејќи мрежа со помош на мултикаст, која е понудена од страна на Multimedia Broadcast Multicast Service (MBMS) сервисот, или преку 4G/LTE мобилните мрежи со услугата eMBMS (enhanced-подобрена MBMS).

Размерливи видео multicast во апликации од интерактивни multicast, каде што една подгрупа на гледачите добиваат дополнителни податоци, со што истовремено се зголемува резолуцијата на видеото.

Други мултикаст технологии

Во оптичка мрежна решетка, заштита на multicast lightpaths е еден од лкучните проблеми. Нај пправилен напреден пристап да се заштити мултикаст дрвото е да се воспостави врска-disjoint резерви на дрво, кое ќе воспоставува посебна заштита. Многу полесно е да се најде arc-disjoint патека, засекој лист на јазел во светлечкото дрво. Суштината на заштита на мултикаст сесијата е да се најде резервна патека за секој дестинациски јазол кога на линкот на патеката која работи на тоа, не успее некој јазол.