Multicast Nedir?

Ağlarımız için seçebileceğimiz üç tür trafik vardır:

Unicast (one-to-one)
Broadcast (one-to-all)
Multicast (one-to-many)

Unicast: Bir cihazın başka bir cihaza doğrudan veri göndermesi için kullanılan bir iletişim yöntemidir.

Broadcast: Bilgisayar ağlarında bir cihazın veri paketlerini ağdaki tüm cihazlara gönderdiği bir iletişim yöntemidir.

Multicast: Bir ağda bir kaynaktan gelen verinin, belirli bir gruptaki birden fazla cihaza gönderilmesini sağlayan bir iletişim yöntemidir. Bu sayede, her cihazın ayrı ayrı veri isteği yapması yerine tek bir Multicast grubuna abone olarak veri transferi sağlanır. Bu özellikle, çok sayıda uç noktası olan ağlar için TV, kamera gibi büyük veri akışlarının olduğu yapılar için tercih edilir. Böylece ağ bant genişliği daha verimli kullanılır ve veri trafiği yoğunluğu azaltılır.

Ancak Multicast yayınların yönetimi ve yapılandırılması, Unicast ve Broadcast yayınlara göre daha karmaşıktır. Multicast, özel bir IP adres aralığı olan 224.0.0.0/4 ile belirlenir. Ayrıca, ağ bileşenlerinin Multicast trafiğini yönlendirmek ve kontrol etmek için IGMP (Internet Group Management Protocol) kullanılır. Multicast yayınlarının yönetimi, cihazların Multicast gruplarına katılımı, ağ trafiğinin optimizasyonu ve diğer özellikleri gibi birçok faktörü içerir.

Örneğin, bir video kaynağı Unicast trafik kullanarak her bir kullanıcının ayrı veri talebinde bulunması durumunda, aynı yayın için kaç alıcı talep ederse bant genişliği tüketimi de aynı oranda artar.

Aşağıdaki topolojide, beş alıcının video kaynağına erişmek istediğini varsayarsak, Unicast trafik kullanarak toplamda 2 Mb/sn x 5 = 10 Mbps trafik oluşur.

Multicast yayın örneği incelendiğinde, kaynak her bir paketin tek bir kopyasını beş istemciye gönderdiğinde trafik 2 Mb/sn olarak sabit kalır. Başka bir deyişle, beş alıcının yanı sıra yüz alıcının da olması durumunda bile, 2 Mbps trafik oluşacaktır.

Broadcast trafik yapısı gereği, multicast yayın tipine benzese de aralarında fark bulunmaktadır. Broadcast, kaynaktan bir veri paketinin ağdaki tüm cihazlara gönderilmesi anlamına gelir. Bu yöntemde gönderilen veri paketi, ağdaki tüm cihazlar tarafından işlenir ve istemci olan tüm cihazlar bu veriyi alır. Broadcast yöntemi, büyük ağlarda çok fazla trafik yarattığı için performans sorunlarına neden olabilir.

Sonuç olarak, Unicast ve Broadcast iletişimlerine kıyasla, Multicast trafiği ağ bant genişliği kullanımını optimize eder ve kaynakların daha verimli kullanılmasını sağlar.

Multicast Teknolojisi ve Protokolleri

Multicast, L2 katmanında IGMP ve L3 katmanında PIM protokolleri ile birlikte çalışır.
Multicast, UDP temellidir.

IGMP, ağ içinde Multicast trafiğinin yönetimini sağlar. PIM ise bu trafiğin farklı ağlar arasında yönlendirilmesini gerçekleştirir.
Multicast adresi her zaman hedef (Destination) adres olarak kullanılır.
(Source adresi olamaz. Anahtarlar multicast adresini öğrenip MAC tablolarına yazamaz.)
Multicast trafiği, belirli bir grup adresi kullanarak hedef alıcıları tanımlar ve bu adresler, 224.0.0.0 ile 239.255.255.255 arasındaki IP adres aralığında bulunur.

Multicast, ağ bant genişliği kullanımını optimize ederek Uplinklerdeki trafik yükü azaltılır.

Multicast, ağ bant genişliği kullanımını optimize eder ve uplinklerdeki trafik yükünü azaltır.

Multicast trafiği, birden fazla alıcıya tek yönlü iletişim sağlar ve tek bir veri paketi gönderilir.

Multicast, tek bir kaynak veya göndericinin, birden fazla multicast alıcısına veri iletmesini sağlar.
Multicast, RTP (Video), IPTV, ses ve video konferanslar, ve online oyunlar gibi birçok uygulamada yaygın olarak kullanılır.

Not: YouTube gibi video paylaşım platformları, kullanıcıların talepleri ve izledikleri içerikler farklılık gösterdiğinden, Multicast yayın kullanmayı tercih etmezler. Bu platformlar, her kullanıcının özelleştirilmiş içerik deneyimine odaklanmak için Unicast iletim modelini tercih ederler.

Multicast terminolojisinde kullanılan temel kavramlar;

Multicast Source(Kaynak): Multicast yayın akışını oluşturan sistemlerdir. Yayın akışının hedef adresi, multicast adreslerinin bulunduğu IP bloğudur.
Receiver(Alıcı): Belirli bir veya birden fazla multicast grubuna bağlanmak isteyen sistemlerdir. Source tarafından yayınlanan akışı almak için tasarlanmışlardır.
FHR (First Hop Router): Multicast Source'un bağlı olduğu ilk router'dır.
Yayının ilk adımını atan ve multicast trafiği yönlendiren bir cihazdır.
LHR (Last Hop Router): Receiver'ın bağlı olduğu ilk router'dır. Multicast trafiği, Receiver'a yönlendiren ve akışın son aşamasında rol oynayan router'dır.