IP マルチキャスト通信と Xcast

早稲田大学後藤研究室Xcast 班

マルチキャストとは

　送信者が送出する１つのデータグラムをネットワーク上の複数のノードに適切に複製しながら配布する技術1 対多の通信（テレビ放送など）や多対多の通信（ビデオ会議など）に利用

マルチキャストとは (cont.)

CISCOSYSTEMS

CISCOSYSTEMS

CISCOSYSTEMS

送信

受信

受信

受信

受信

ルータ

ルータ

ルータ

ユニキャストの場合

マルチキャストとは (cont.)

CISCOSYSTEMS

CISCOSYSTEMS

CISCOSYSTEMS

送信

受信

受信

受信

受信

ルータ

ルータ

ルータ

マルチキャストの場合

マルチキャストの利点

3Mbps の動画を 100 人に流す場合

一人あたり 200kbps の動画で 6 人でビデオ会議をする場合

ユニキャスト ： 300Mbps

マルチキャスト： 3Mbps

ユニキャスト　 ：下り 1.0Mbps　　　　　　　　　　上り 1.0Mbps

マルチキャスト：下り 1.0Mbps　　　　　　　　　　上り 200kbps

マルチキャストの仕組み

クラス D のアドレスを使用 (IPv4 の場合 )アドレスはホストではなくグループにつく

送信者はそのアドレスに対してデータを流す受信者は受信したいグループアドレスを選べばデータが流れてくる

テレビのチャンネルのようなもの

マルチキャストはすばらしい

一刻も早く使いたい世界でも日本でもマルチキャストをエンドユーザに届けようとしているグループがある

Mbone Diployment Working Group of the IETFhttp://antc.uoregon.edu/MBONED

JP-Mbone homepagehttp://ahohakobe.ipc.chiba-u.ac.jp/misc/JP-MBONE

しかしマルチキャストは広まっていない

マルチキャストは難しい

マルチキャストは・送信者所在管理・アドレス管理・受信者生存確認・経路集約といった問題がありあまり普及していな

い

マルチキャストは絶望的か

マルチキャストの応用領域は大きく２つに分かれる

　・ one-to-many ( 放送型 )　　ライブ中継など　・ few-to-few ( プライベート型 )　　ビデオ会議、ネットワーク対戦型

ゲーム

few-to-few 型の特徴

グループのメンバーを１つ１つ個別に識別しなければならない

　・ビデオ会議なら送られてきたデータが誰からきたかを判別して適切なウィンドウに表示しなければならない

few-to-few 型の特徴 (cont.)

アプリケーションが本当にやりたいことすべての通信相手に同じパケットを送ることグループを作ってアドレスを割り当てるのは手段にすぎない

それならパケットにあて先をすべてはっきり書いたらどうか

XCAST (Explicit Multicast)

XCAST の仕組み

IP ヘッダの拡張ヘッダに宛先を書く

IPv4 では途中のすべてのルータが XCAST に対応していなくてはならない

実装は主に IPv6 で行われている

メールに例えると通常のマルチキャストはメーリングリスト、Xcast は To や Cc に直接複数のアドレスを書く

XCAST の特徴

メリット　・新たな経路管理プロトコルは不要　・アドレスの管理、割り当ても不要　・誰かに設定を依頼する必要がない　・多数のグループが存在可能

デメリット　・受信者の数に限りがある　・ルータの経路テーブル参照回数が増

える

XCAST の仕組みと実装

XCAST非対応ルータが分岐点でも宛先のほうに送信するその先の XCAST 対応ルータが改めて分岐させる

XCAST非対応ルータがあっても（経路が冗長になるが）データグラムの到達性が保証される

XCAST のデータグラムの流れ

CISCOSYSTEMS

CISCOSYSTEMS

CISCOSYSTEMS

送信者 S

受信者 X

受信者 Y

受信者 Z

SRC:S DST:X拡張ヘッダ Y,Z

XCAST非対応ルータ

XCAST非対応ルータ

XCAST　対応ルータ

XCAST6 でビデオ会議

NetBSD での実装