Was ist Multicast? Definition, Vor- und Nachteile • BUOM

21. Oktober 2021

Medienorganisationen verfügen über mehrere Systeme, mit denen sie Inhalte bereitstellen können. Multicast ist eine Option, die viele Organisationen nutzen. Das Erlernen dieses Systems kann Ihnen helfen, Medien gleichzeitig an mehrere Benutzer bereitzustellen. In diesem Artikel definieren wir Multicast, beschreiben seine Vor- und Nachteile und stellen eine Liste der Schritte zur Implementierung bereit.

Was ist Multicast?

Multicast ist eine Methode zum Verschieben von Medienströmen von einer Quelle zu mehreren Zielen im selben Netzwerk. Bei Multicast-Netzwerken handelt es sich in der Regel um Rundfunkstationen, Kabelsystem-Hubs, Satelliten-Repeater und Internetprotokollsysteme. Sie können Multicast mit traditionellem Broadcast vergleichen, bei dem eine Übertragungsquelle Daten über einen einzelnen Medienstrom gleichzeitig an mehrere Empfänger sendet, und Unicast, bei dem ein Datenstrom unabhängig von anderen Daten gesendet wird.

Vorteile von Multicast

Hier sind einige Vorteile der Verwendung von Multicast:

• Weniger Bandbreitenbedarf. Multicast reduziert den Bandbreitenverbrauch bei der Übertragung von Video, Sprache oder Daten über ein Netzwerk. Die Bandbreitenanforderungen sind geringer, da Multicast nur einen Datenstrom und nicht mehrere Datenströme sendet.

• Nahtloser Migrationspfad: Multicast ist mit der bestehenden Single-Stream-Technologie kompatibel und erfordert keine separaten Hardware-Käufe für neue Netzwerkbenutzer.

• Einheitliche Servicequalität. Multicast beeinträchtigt nicht die Qualität der Daten in einem bestimmten Stream, selbst wenn diese gleichzeitig an mehrere Ziele übermittelt werden. Dieses System zerlegt diese Daten in kleinere Teile, die unabhängig voneinander parallel gesendet werden, ohne dass die endgültige Qualität beeinträchtigt wird.

• Effizientere Nutzung der Netzwerkbandbreite: Die Multicast-Bandbreitennutzung ist fest, unabhängig davon, ob sich ein oder mehrere Empfänger im Netzwerk befinden. Dadurch wird ungenutzte Bandbreite bei hohem Datenverkehr frei, wenn mehr Benutzer über das Netzwerk verbunden sind.

• Verbesserte Skalierbarkeit: In einem herkömmlichen Netzwerk, in dem jedes Gerät seine eigenen Daten überträgt, ist die Skalierung auf mehr Geräte schwieriger. Multicast ermöglicht einem einzelnen Quellknoten die Übertragung unabhängiger Datenströme über ein Netzwerk mit mehreren Zielen und verbessert so die Leistung und Skalierbarkeit.

• Erhöhte Fehlertoleranz. In einem Multicast-Netzwerk kann ein Quellknoten für mehrere Flüsse verwendet werden, was die Fehlertoleranz erleichtert. Wenn ein Thread an einem Standort mit mehreren Servern ausfällt, kann der Rest der Multicast-Gruppe weiterhin Nachrichten über die verbleibenden Threads empfangen.

• Mehr Anwendungen: Multicast verbessert die Kommunikation zwischen mehreren Benutzern oder Geräten in einem Netzwerk, indem es die gleichzeitige Ausführung mehrerer Anwendungen ermöglicht. Multicast ermöglicht es Benutzern auch, zu kommunizieren, ohne ihre individuellen IP-Adressen (Internet Protocol) zu kennen.

Nachteile von Multicast

Multicast hat einige Nachteile:

Einige Skalierbarkeitseinschränkungen

Je mehr Benutzer sich mit dem Netzwerk verbinden, desto geringer wird die für jeden Benutzer verfügbare Bandbreite, sodass die Multicast-Technologie möglicherweise unwirksam wird. Beispielsweise kann ein einzelner Videostream Daten effizient an alle Clients übertragen, die sie benötigen, aber ein Gerät verfügt möglicherweise über weniger Bandbreite als andere. Durch Erhöhen der allen Benutzern zur Verfügung stehenden Gesamtbandbreite kann dieses Problem gelöst werden.

Nicht kompatibel mit bestehender Verschlüsselung

Multicast verschlüsselt Daten nicht und ist daher in Umgebungen, in denen eine Verschlüsselung erforderlich ist, möglicherweise nicht verfügbar. Mit der Weiterentwicklung dieser Technologie könnte jedoch verschlüsseltes Multicast möglich werden. Anschließend können Benutzer verschlüsselte Medien abrufen und automatisch darauf zugreifen.

Nicht immer zuverlässig

Obwohl die Multicast-Übertragung oft zuverlässiger ist als die Unicast-Übertragung, kann es dennoch zu einem Ausfall kommen, wenn einer der einzelnen Datenströme ausfällt. Wenn beispielsweise ein Benutzer im Netzwerk offline geht oder ein vorübergehender Ausfall seiner IP-Adresse auftritt, ist dieser Datenfluss für die Multicast-Gruppe möglicherweise nicht mehr vorhanden. Es gibt jedoch Multicast-Fälle, die es ermöglichen, den Stream auch dann fortzusetzen, wenn einige Benutzer die Verbindung verlieren.

Multicast vs. Unicast

Der Hauptunterschied zwischen Unicast und Multicast ist ihr Zweck. Bei Unicast hat jeder Empfänger im selben Netzwerk die gleiche IP-Adresse, während bei Multicast jedes Gerät oder jeder Benutzer im Netzwerk seine eigene IP-Adresse hat.

Ein Multicast-Dienst enthält mehrere separate Streams, die gleichzeitig über ein Netzwerk an mehrere Ziele gesendet werden. Multicast-Dienste werden von Cloud-Dienstanbietern angeboten, die diese Art der Kommunikation in verschiedenen Formen hosten können, z. B. Videokonferenzen, Dateiübertragungen und systemweites Teilen. Unicast-Dienste enthalten nur einen Stream, der an einen Empfänger gesendet wird.

Multicast vs. Broadcast

Sowohl Multicast als auch Broadcast beinhalten das gleichzeitige Senden mehrerer Datenströme über ein Netzwerk an mehrere Ziele. Der Hauptunterschied besteht darin, wie sie Daten senden. Bei Multicast können nur die durch die Quelle des Streams angegebenen Benutzer Informationen empfangen, während bei Broadcast alle mit dem Stream verbundenen Benutzer Informationen empfangen können.

4 Schritte zur Implementierung von Multicast

Hier ist eine Liste der Schritte, die Sie befolgen können, um Multicast zu implementieren:

1. Entscheiden Sie, welche Multicast-Technologien Sie in Ihrer Anwendung oder Umgebung verwenden möchten.

Es sind verschiedene Multicast-Protokolle zu berücksichtigen. Diese beinhalten:

• Internet Group Management Protocol (IGMP): Dieses Protokoll verwaltet und steuert Netzwerk-Multicasting. Es funktioniert in lokalen Netzwerken (Local Area Networks), Sie können es aber auch in Weitverkehrsnetzwerken (Wide Area Networks) verwenden.

• Protocol Independent Multicast (PIM): Dieses Protokoll läuft auf Endsystemen wie Hosts und Routern. Der Hauptvorteil von PIM gegenüber IGMP besteht darin, dass keine Empfängerstatusverfolgung erforderlich ist, was die End-to-End-Latenz in einer Multicast-Sitzung reduziert.

2. Konfigurieren Sie einen Medienserver, der das Protokoll und seine API-Parameter unterstützt.

Um einen Medienserver einzurichten, wählen Sie einen aus, der angeblich die erforderlichen Protokoll- und API-Parameter (Application Programming Interface) unterstützt. Die meisten Medienserver können die üblicherweise für Multicast verwendeten Protokolle unterstützen. Beispielsweise können Sie einen Medienserver so konfigurieren, dass er mehrere Multicast-Protokolle wie PIM, IGMP und RTMP unterstützt.

3. Erstellen Sie einen Multicast-Kanal auf dem Medienserver.

Ein Kanal ist eine logische Verbindung zwischen sendenden und empfangenden Anwendungen. Sie können einen Kanal anhand einer eindeutigen Kennung identifizieren. Wenn der Medienserver beispielsweise PIM als Multicast-Protokoll unterstützt, wird die eindeutige Kennung der PIM-Gruppe zugewiesen.

4. Richten Sie eine Audio- oder Video-Player-Anwendung ein, um Daten vom Kanal zu empfangen

Befolgen Sie die Schritte, um mithilfe der von Ihrem Medienserver unterstützten API eine einfache Audio- oder Videoplayer-Anwendung zu erstellen. Weitere Informationen finden Sie in der Dokumentation Ihres Medienservers oder Anbieters. Sobald Sie fertig sind, können Sie von Ihrem Medienserver aus ein Multicasting an Benutzer durchführen.