Conceptos Fundamentales de IP Multicast: Direcciones y Protocolos

Introducción a IP Multicast

Es necesario establecer lo que se denomina grupo multicast.

Este grupo tiene una dirección IP asociada a una dirección IP.

IPv4 asocia las direcciones de tipo D a la multidifusión.

La dirección IP tiene 32 bits y las de tipo D son aquellas en las cuales los 4 bits más significativos son 1110 (224.0.0.0 a 239.255.255.255).

Protocolos Multicast

Protocolos de Transmisión Multidifusión en IP:

• IP Multicast o IGMP (Internet Group Management Protocol)

Protocolos de Enrutamiento Multidifusión en IP:

• PIM DM (Protocol Independent Multicast Dense Mode)
• PIM SM (Protocol Independent Multicast Sparse Mode)
• MBGP (Multicast Border Gateway Protocol)
• MSDP (Multicast Source Discovery Protocol)
• DVMRP (Protocolo de Enrutamiento Multitransmisión por Vector Distancia)
• MOSPF (Multicast Open Shortest Path First)

Protocolos de Multidifusión en Internet:

• IP Multicast
• Internet Relay Chat
• NNTP (Network News Transport Protocol)
• PSYC (Protocol for Synchronous Conferencing)
• Peercasting usando conexiones punto a punto

El Nivel de Internet (Capa 3)

Conocido como Nivel de Internet (Capa 3).

Nivel donde se emplean los algoritmos de encaminamiento.

Para implementar este nivel se utilizan los siguientes protocolos:

• IP (Internet Protocol)
• ICMP (Internet Control Message Protocol)
• IGMP (Internet Group Management Protocol)

También en este nivel encontramos otros protocolos de resolución de direcciones:

• ARP (Address Resolution Protocol)
• RARP (Reverse Address Resolution Protocol)
• BOOTP (Bootstrap Protocol)

Direcciones Multicast

Clase D y Estructura de Direcciones

El espacio de direccionamiento IP se distribuye en tres grupos o clases de direcciones: las direcciones de clase A, B y C. Hay una cuarta clase, la clase D, reservada para las direcciones multicast. La clase D tiene reservado el rango de direcciones IPv4 entre la 224.0.0.0 y la 239.255.255.255.

Los 4 bits de mayor peso de la dirección IP permiten direccionar entre el valor 224 y el 239. Los 28 bits restantes de menor peso están reservados para el identificador del grupo multicast, tal y como se muestra en el siguiente gráfico:

Mapeo de Direcciones Multicast IPv4 a Direcciones Físicas

Se han definido varios documentos RFC (Request For Comments) que especifican la forma de realizar este mapeo:

• Correspondencia de direcciones multicast IPv4 a direcciones físicas Ethernet: RFC 1112.
• Correspondencia a redes FDDI: RFC 1390.
• Correspondencia a redes Token-Ring: RFC 1469.

En las redes Ethernet, que son las redes más comunes, el mapeo se realiza colocando en los 24 bits de mayor peso de la dirección Ethernet los valores 01:00:5E. El siguiente bit siempre tiene un valor de 0 y los 23 bits de menor peso restantes contienen el valor de los 23 bits de menor peso de la dirección multicast IPv4.

Rangos de Direcciones Multicast

• 224.0.0.0 - 239.255.255.255: Bloques de control para red local.
• 224.0.1.0 - 224.0.1.255: Bloques de control para Internet.
• 224.0.2.0 - 224.0.255.0: Bloques AD-HOC.
• 224.1.0.0 - 224.1.255.255: Grupos multicast estándar.
• 224.2.0.0 - 224.2.255.255: Bloques SDP/SAP.

Direcciones Multicast IPv4 Especiales

Por ejemplo, la dirección multicast IPv4 224.0.0.5 se correspondería con la dirección física Ethernet 01:00:5E:00:00:05.

Hay algunas direcciones multicast IPv4 especiales:

• La dirección 224.0.0.1 identifica a todos los hosts de una subred. Cualquier host con capacidades multicast que se encuentre en una subred deberá unirse a este grupo.
• La dirección 224.0.0.2 identifica a todos los routers con capacidades multicast de una subred.
• El rango de direcciones 224.0.0.0 - 224.0.0.255 está reservado para protocolos de bajo nivel. Los datagramas destinados a direcciones dentro de este rango nunca serán encaminados por routers multicast.