ارسال ویدئو در شبکه و نیاز به IGMP Snooping در سوییچ

پروتکل لایه 3 شبکه، IGMP که مخفف Internet Group Management Protocol است، به دستگاه‌های مختلف موجود در شبکه اجازه می‌دهد که یک آدرس IP یکسان را به اشتراک بگذارند تا بتوانند اطلاعات یکسانی دریافت کنند. این پروتکل به میزبان‌ها اجازه می‌دهد که عضوی از یک شبکه چندبخشی (Multicasting) شوند و بتوانند از پروتکل اینترنت نسخه 4 (IPv4) استفاده کنند. اما IGMP چگونه این کار را انجام می‌دهد؟

در حالی که استفاده از Multicasting IP مزایا و فواید بالایی دارد، چالش‌هایی را نیز به همراه خواهد داشت. یکی از این چالش‌ها Multicasting Flooding است. بدین معنا که وقتی داده‌های یکسانی را برای چندین گیرنده به صورت همزمان و بدون حفظ و ذخیره لینک‌های جداگانه ارسال می‌کنیم، سوییچ یا روتر به وظیفه اصلی خود که ارسال این داده برای تمام زیرشبکه‌های موجود است، عمل می‌کند. این امر باعث می‌شود سیل عظیمی از داده‌ها برای تمام سیستم‌ها ارسال شود (حتی آن سیستمی که نیازی به این داده ندارد) و این باعث سربار شدید اطلاعات می‌شود. در شبکه‌هایی که از Multicasting IP برای ارسال ویدئو استفاده می‌کنند، این امر باعث کاهش سرعت پخش و بعضاً Drop Frame می‌شود. پروتکل IGMP برای حل این مشکل راهکاری را ارائه می‌دهد.

در حقیقت IGMP برای کمک به جلوگیری از این سیل داده‌ها، از هر میزبان یا هاست در شبکه می‌خواهد که انتخاب کنند که آیا در بخش Multicasting قرار دارند یا خیر؟ (به زبان ساده‌تر آیا نیاز به جریان داده‌ها دارند یا خیر؟) همچنین این پروتکل یک مکانیزم نیز برای روترها در نظر می‌گیرد که آیا Hostهای زیرمجموعه این روتر نیز نیاز به جریان داده‌های Multicast دارد یا خیر…

راه‌کار اصلی IGMP Snooping

با استفاده از IGMP Snooping تمام میزبان‌ها و هاست‌ها در یک Subnet به همدیگر وصل می‌شوند. لذا این پروتکل به سوییچ‌های لایه 2 این امکان را می‌دهد تا شرایط IGMP هر درخواست را (که در لایه 3 ذخیره می‌شود) مشاهده کرده و تشخیص دهد که کدام هاست در Subnet نیاز به این اطلاعات دارد و بدین ترتیب تمام شبکه در معرض سیلاب اطلاعات قرار نگیرند.

استفاده از IGMP Snooping باعث می‌شود که سوییچ لایه 2 کاری بیشتر از یک سوئیچینگ معمولی انجام دهد [باید قادر باشد که بسته‌های داده را در لایه 3 رمزگشایی کند تا بتواند دستورات Multicasting را بازیابی کند] لذا سوییچ‌هایی که از IGMP Snooping استفاده می‌کنند باید پردازنده قوی‌تری نسبت به سوییچ‌های معمولی داشته باشند. پیاده‌سازی IGMP Snooping بر روی سوییچ با پردازنده ضعیف باعث ایجاد عقب‌افتادگی در بسته‌های داده می‌شود که موجب می‌شود تا یا برخی از بسته‌های به طور خودکار از بین بروند یا داده‌ها به تمام میزبان‌ها ارسال شود که باز هم موجب سیلاب اطلاعاتی در تمام میزبان‌ها می‌شود.

در هنگام استفاده از تجهیزات ارسال ویدئو در شبکه به دلیل استفاده از Multicasting IP باید دقت شود که سوییچ شما حتماً IGMP Snooping را پشتیبانی کند و البته پردازنده نسبتاً قوی‌تری نسبت به مدل‌های معمولی داشته باشند. لازم به ذکر است که با توجه به کیفیت ارسال تصاویر و رزولوشن کاری، پردازنده قوی‌تری نیز مورد نیاز خواهد بود.

چند نمونه از سوییچ‌های ساده و خانگی که از IGMP Snooping پشتیبانی می‌کنند، در زیر آورده شده است: