2.1 Τι είναι το Multicast και γιατί γίνεται ολοένα και πιο σημαντικό

 Η ικανότητα τηλεδιασκέψεων με πολυμέσα στα δίκτυα των υπολογιστών συγκέντρωνε αρκετό ενδιαφέρον ακόμα και από τις πρώτες μέρες του ARPANet. Δύο βασικά σημεία όμως ήταν τα κύρια εμπόδια για την εφαρμογή του. Το πρώτο ήταν το bandwidth που απαιτείται. Για να μεταδοθεί ήχος και video διαμέσου ενός δικτύου υπολογιστών πρέπει πρώτα να ψηφιοποιηθεί, δηλαδή να μετατραπεί από αναλογικό σήμα σε ψηφιακό. Τελικά η ποιότητα του ήχου και της κινούμενης εικόνας εξαρτάται από τον ρυθμό δειγματοληψίας και την ανάλυση. Όσο πιο μεγάλος είναι ο ρυθμός δειγματοληψίας και όσο καλύτερη είναι η ανάλυση τόσο καλύτερη θα είναι και η ποιότητα. Αυτή η συνθήκη όμως απαιτούσε πολύ μεγαλύτερες ταχύτητες από αυτές που υπήρχαν στα δίκτυα υπολογιστών. Περίπου στην τελευταία δεκαετία, οι βελτιώσεις στους αλγορίθμους συμπίεσης έχουν μειώσει δραματικά τις ανάγκες σε bandwidth. Σε συνδυασμό με τις νέες γενιές ακόμα πιο γρήγορων δικτύων άνοιξαν οι πόρτες προς τις διασκέψεις με πολυμέσα σε δίκτυο υπολογιστών.

 Δυστυχώς αυτό δεν έλυσε εντελώς το πρόβλημα του διαθέσιμου εύρους ζώνης. Τα πολυμέσα μπορούν να κωδικοποιηθούν, συμπιεστούν και να μεταδοθούν διά μέσω γρήγορων δικτύων από ένα κόμβο Α σε ένα κόμβο Β σε αναλογία με ένα μοντέλο point to point. Αυτό το γεγονός εισάγει ένα σημαντικό περιορισμό σε επικοινωνία πολλών χρηστών ταυτόχρονα, που ορίζεται ως η επικοινωνία ενός με πολλούς ή πολλών με πολλούς χρήστες. Προηγουμένως η πολλαπλή επικοινωνία αποτελούταν από τρία κύρια στάδια. Πρώτα το πακέτο της πληροφορίας (video, ήχος, κείμενο, κτλ.) αντιγραφόταν τόσες φορές όσοι ήταν και οι κόμβοι που συμμετείχαν στην διάσκεψη. Μετά κάθε πακέτο προωθούταν προς τον παραλήπτη και τέλος ο κόμβος δέκτης επανασύνδεε τα πακέτα από κάθε κόμβο αποστολής. Έτσι, αν ο κόμβος Α έστελνε ήχο και video ταυτόχρονα προς τους κόμβους Β και Γ, τότε θα υπήρχαν συνολικά τέσσερα κανάλια ροής ανεξάρτητων δεδομένων ήχου και video. Αν οι κόμβοι που παραλάμβαναν τα πακέτα ήταν τρεις τότε τα κανάλια των δεδομένων θα ήταν έξι. Αν μιλάμε για διάσκεψη μεταξύ πολλών αποστολέων και πολλών δεκτών τότε η ιδέα της διάσκεψης πολυμέσων φαντάζει μη εφικτή αφού δεν μπορεί να κλιμακωθεί σε μία τόσο ευρεία περιοχή όπως είναι το Internet.

Το δεύτερο σημείο το οποίο είναι εμπόδιο για τέτοιου είδους διασκέψεις είναι η ποιότητα της υπηρεσίας. Η μετάδοση σε πραγματικό χρόνο πολυμέσων, με αλληλεπίδραση μεταξύ των κόμβων που συμμετέχουν, απαιτεί ένα συγκεκριμένο επίπεδο ποιότητας από το δίκτυο των υπολογιστών. Σε ένα packet switched δίκτυο όπως είναι το Internet είναι δύσκολο να υπάρξει εγγύηση για χαμηλές καθυστερήσεις από άκρη σε άκρη. Το πρόβλημα είναι ότι εφαρμογές σαν την εικονοτηλεδιάσκεψη απαιτούν αυτές τις εγγυήσεις.

 Το multicasting προσφέρει την λύση στις απαιτήσεις για κλιμακοποίηση του δικτύου και για ποιότητα υπηρεσιών. Το multicasting είναι η μετάδοση μίας ροής δεδομένων σε πολλαπλούς προορισμούς. Ο κόμβος αποστολής δεν δημιουργεί αντίγραφα των πακέτων για κάθε ανεξάρτητο κόμβο λήψης. Μόνο μία ροή δεδομένων αποστέλλεται ανεξάρτητα από τον αριθμό των δεκτών. Ο προορισμός των δεδομένων είναι μια ειδική διεύθυνση ενός γκρουπ. Αν ένας κόμβος θέλει να λαμβάνει τα δεδομένα αυτά απλά “εγγράφεται” στο γκρουπ και γίνεται μέλος του. Αυτή η διαδικασία μειώνει έντονα την κυκλοφορία πακέτων στο Internet καθώς και την επεξεργαστική ισχύ και τον χρόνο στον κάθε router που εμπλέκεται στην μετάδοση. Πρέπει να σημειωθεί ότι οι αλγόριθμοι δρομολόγησης του multicast είναι οι μοναδικοί αλγόριθμοι που υπάρχουν αυτή την στιγμή που μπορούν να εγγυηθούν τις ελάχιστες δυνατές καθυστερήσεις για σωστές διασκέψεις πολυμέσων.

  Previous Contents Up Next