סקירה כללית על Multicast

בדף הזה תוכלו לקרוא סקירה כללית על שידור מרובה משתתפים ב- Google Cloud.

מולטיקאסט הוא סוג של תקשורת ברשת שמאפשרת למקור (יצרן מולטיקאסט) לשלוח את אותם נתונים לכמה יעדים (צרכני מולטיקאסט) בו-זמנית. כדי לקבל תנועה, צרכני multicast צריכים קודם להצטרף לקבוצת ה-multicast שאליה יצרן ה-multicast שולח תנועה. החברות בקבוצת Multicast מנוהלת באמצעות Internet Group Management Protocol (‏IGMP).

Google Cloud מספק תמיכה בשידור מרובה משתתפים מבוסס-ענן כשירות מנוהל. אתם יכולים להשתמש ברשתות של ענן וירטואלי פרטי (VPC) כדי לארח מכונות וירטואליות של Compute Engine שפועלות כמפיקות וכצרכניות של שידורי מולטיקאסט. סקירה כללית של מודל המשאבים לשידור מרובה כתובות ב- Google Cloud והטופולוגיות שאפשר להגדיר זמינה במאמר מודל משאבים וטופולוגיות של שידור מרובה כתובות.

במסמך הזה וב-multicast API נעשה שימוש במונחים multicast producer ו-multicast consumer כדי להתייחס למשאבים שמעורבים בשליחה וקבלה של תעבורת מולטיקאסט. מפיקים של שידורי מולטיקאסט נקראים גם מפרסמים, שולחים או מקורות של שידורי מולטיקאסט. צרכני Multicast נקראים גם מנויי Multicast, מקלטים או מאזינים.

מפרטים

המאפיינים של שידור מולטיקאסט ב- Google Cloud הם:

  • ‫IGMPv2 לניהול חברות בקבוצות Multicast: Google Cloud משתמש ב-IGMPv2 לניהול חברות בקבוצות Multicast כפי שמוגדר ב-RFC 2236. אפליקציות מולטיקאסט שעוברות אלGoogle Cloud יכולות להמשיך להשתמש ב-IGMPv2 כדי להצטרף לקבוצות מולטיקאסט ולצאת מהן. מידע נוסף זמין במאמר איך IGMPv2 עובד.
  • הפצה של multicast בתוך אזור, בין אזורים: Google Cloud תומכת בהפצת תנועה לצרכני multicast באותו אזור שבו נמצא יצרן ה-multicast. צרכני multicast יכולים להיות ממוקמים באזורים שונים מהמפיק של ה-multicast. אפשר גם להגביל את ההפצה רק לאזור מסוים, כך שהיצרן של שידור מרובה משתתפים והצרכנים של שידור מרובה משתתפים יהיו באותו אזור.
  • יתירות של תשתית שידור מרובה משתתפים באמצעות דומיינים: Google Cloud משתמשים בדומיינים של שידור מרובה משתתפים כגבול אמינות, כאשר כל דומיין משתמש בתשתית נפרדת כדי להפיץ תנועה של שידור מרובה משתתפים. מידע נוסף זמין במאמר בנושא דומיינים של שידור מרובה משתתפים.

איך פועל IGMPv2

ברשימה הבאה מוסבר איך פרוטוקול IGMPv2 פועל אחרי הגדרת שידור מרובה משתתפים:

  • מפיקים של שידורי מולטיקאסט יכולים לשלוח תנועה לקבוצת מולטיקאסט בלי להצטרף לקבוצה.
  • לצרכני multicast, כדאי לעיין במאמרים הבאים:
    • נתבים של שידור מרובה משתתפים שולחים הודעות שאילתה כללית של IGMP אל 224.0.0.1 כדי לקבוע את הקבוצות שאליהן צרכני השידור המרובה רוצים להצטרף.
    • כדי לקבל הודעות שאילתה כללית של IGMP, צריך להגדיר IGMP עבור צרכן מולטיקאסט. אחרי שמגדירים את צרכן ה-Multicast ל-IGMP, הוא מקבל באופן רציף הודעות כלליות של שאילתות IGMP תקופתיות.
    • כדי להצטרף לקבוצת multicast, צרכן ה-multicast מגיב בדוח חברות ב-IGMP. כתובת ה-IP של היעד בדוח חברות ב-IGMP היא כתובת ה-IP של קבוצת ה-Multicast. אם צרכן המולטיקאסט מפסיק להגיב, הוא מוסר אוטומטית אחרי שלוש שאילתות שלא נענו.
    • כדי לעזוב קבוצת מולטיקאסט, צרכן המולטיקאסט שולח הודעת IGMP leave אל 224.0.0.2.

אפשר לראות יומנים של אירועים שקשורים לחברות בקבוצת מולטיקאסט, למשל כשהשכבהGoogle Cloud control plane קיבלה בקשת הצטרפות או הוסיפה בהצלחה צרכן מולטיקאסט לקבוצה. מידע נוסף זמין במאמר בנושא צפייה ביומני אירועים של חברוּת בקבוצות מולטיקאסט.

שיקולים לגבי מכונות שמשמשות כיוצרי multicast וכצרכני multicast

בקטע הזה מתוארים הגורמים שצריך לקחת בחשבון כשבוחרים סוג מכונה ב-Compute Engine עבור מכונות שמפיקות נתונים לשידור מרובה משתתפים ומכונות שצורכות נתונים כאלה. אם אתם משתמשים באפליקציות מולטיקאסט ששולחות או מקבלות נפח תנועה גבוה, כדאי לפעול לפי ההנחיות שבקטע הזה כדי לשפר את הביצועים ולמנוע בעיות כמו אובדן חבילות שנגרם כתוצאה מניצול יתר של משאבים.

הנה הנחיות:

  • כשיוצרים מופעים של יצרן או צרכן של שידור מרובה משתתפים, צריך להשתמש בסוגי מכונות מסדרת מכונות C4.
  • אפשר ליצור מכונות וירטואליות או מכונות Bare Metal.
  • הטבלה הבאה כוללת את המספר המינימלי הנתמך של vCPU ואת המספר המקסימלי הנתמך של חבילות לשנייה (pps) על סמך מספר ה-vCPU. כדי להשיג ביצועים אופטימליים, צריך לבחור סוג מכונה ומספר vCPU בהתאם לנפח התנועה הצפוי של שידורי מולטיקאסט.
  • העמודות maximum traffic flows מתאימות למספר קבוצות ה-multicast שמופע של יצרן או צרכן multicast יכול לשלוח או לקבל תנועה עבורן. לגבי מקורות מולטיקאסט, המגבלה היא תמיד 512, ללא קשר לסוג המכונה. לגבי צרכני מולטיקאסט, המגבלה תלויה במספר ה-vCPU. מידע נוסף מופיע במאמר בנושא מכסות ומגבלות של שידורי Multicast.

  • אם אתם משתמשים בסוג מכונה עם 48 vCPU או יותר, צריך ליצור את המכונה עם Tier_1 networking מופעל.

    סוגי מכונות מעבדים וירטואלים מספר החבילות המקסימלי לשנייה זרימות תנועה מקסימליות (יצרן מולטיקאסט) זרימות תנועה מקסימליות (צרכן מולטיקאסט)
    סוגי מכונות C4 32 140,000 512 128
    48 266,000 512 170
    96 533,000 512 340
    144 800,000 512 512
    288 1,600,000 512 1024

בנוסף לבחירת סוג מכונה על סמך ההנחיות שבקטע הזה, מומלץ להשתמש במעקף של ליבת הרשת, כמו DPDK, כפי שמתואר במאמר הפעלת עיבוד מהיר יותר של מנות רשת באמצעות DPDK.

מיקומים נתמכים

אפשר להשתמש בשידור מרובה משתתפים באזורים ובאזורי הזמינות הבאים: Google Cloud

אזור תחומים
europe-west2
  • europe-west2-a
  • europe-west2-b
europe-west3
  • europe-west3-a
  • europe-west3-b
us-central1
  • us-central1-b
  • us-central1-c
us-east5
  • us-east5-a
  • us-east5-b

חיוב

ברשימה הבאה מפורטים החיובים שחלים על תשתית ועל תנועה של Multicast. לפרטים על התמחור, אפשר לפנות לנציג המכירות של Google Cloud Google.

  • הזמנת משאבי תשתית של Multicast: החיוב על תשתית Multicast מתבצע בפרויקטים של מנהלי Multicast שמכילים הפעלות של דומיין Multicast. החיוב מתחיל כשיוצרים הפעלה של דומיין מרובה כתובות.
  • עיבוד נתונים של שידור מרובה משתתפים: החיוב על עיבוד נתונים של שידור מרובה משתתפים מתבצע בפרויקטים שבהם צרכני השידור המרובה מקבלים תנועה של שידור מרובה משתתפים.

אם אתם משתמשים ב-Network Connectivity Center‏ (NCC), חלים חיובים על Advanced Data Networking על תנועה שנשלחת ממפיקים של Multicast אל תשתית ה-Multicast. החיובים האלה לא חלים על התנועה שמשוכפלת על ידי תשתית השידור לקבוצות ומועברת לצרכני השידור לקבוצות.

מגבלות

אלו המגבלות של שימוש ב-Multicast ב- Google Cloud :

  • השימוש ב-Multicast זמין במספר מוגבל של אזורים, כפי שמתואר במאמר מיקומים נתמכים.
  • השימוש ב-Multicast נתמך רק במכונות Compute Engine ברשתות VPC. אין תמיכה בשידור Multicast עבור סוגים אחרים של נקודות קצה, או דרך אפשרויות קישוריות היברידיות כמו Cloud Interconnect או Cloud VPN שבהן אתם משתמשים כדי לגשת לרשתות מקומיות או לספקי שירותי ענן מרוחקים.
  • ‫Multicast תומך רק בסוגי המכונות שמתוארים במאמר שיקולים לגבי מכונות של צרכנים ומפיקים של multicast. אין תמיכה בסוגי מכונות אחרים לשימוש עם שידור מרובה משתתפים.
  • השימוש ב-Multicast אפשרי רק לתנועת נתונים ב-IPv4. אין תמיכה בתעבורת IPv6.
  • הפרוטוקול של שכבה 4 שנתמך ב-Multicast הוא UDP.
  • אל תשתמשו במרחב כתובות מרובה שידור (224.0.0.0/4) לתנועה שאינה מרובת שידור, כי זה עלול לגרום לבעיות כמו ניתוב שגוי של התנועה או טיפול שגוי בה.
  • העברה לרשת מרובה לא תומכת בפריימים גדולים. מומלץ להגדיר גודל של יחידת שידור מקסימלית (MTU) של 1,500 בייט. מידע נוסף על גדלי MTU של VPC זמין במאמר Maximum transmission unit.
  • אין תמיכה בתעבורת מולטיקאסט בין אזורים. אפשר להפעיל את אותו דומיין של שידור מרובה משתתפים באזורים שונים כדי לאפשר תעבורת נתונים של שידור מרובה משתתפים בין אזורים בתוך כל אזור, אבל ההגדרה הזו לא מאפשרת שליחת תעבורת נתונים של שידור מרובה משתתפים בין אזורים.
  • המספר הכולל של כתובות IP בטווח של קבוצות מולטיקאסט אחת או יותר שמשויכות לאותו דומיין לא יכול להיות גבוה מהמכסה של קבוצות מולטיקאסט לכל דומיין. בנוסף, מומלץ לקבץ כתובות IP של Multicast לטווחים במקום להזמין הרבה כתובות נפרדות. לדוגמה, אפשר להשתמש בטווח כתובות /24 במקום להזמין 256 כתובות /32.

  • התמיכה ברפליקציה של חבילות נתונים תלויה בשירות הרפליקציה של חבילות הנתונים:

    למידע על ההבדלים בין רפליקציה של חבילות נתונים של VPC לבין Network Security Integration Packet Mirroring, אפשר לעיין במאמר השוואה בין רפליקציה של חבילות נתונים של VPC לבין Network Security Integration Packet Mirroring.

  • כדי למנוע ירידה בביצועים או אובדן מנות, מומלץ שההגדרות של שידור מרובה משתתפים לא יעלו על הערכים הבאים עבור דומיין נתון של שידור מרובה משתתפים:

    • תפוקה מקסימלית מצטברת של מנות יוצאות לשנייה (pps) של ‎100,000,000 pps לכל אזור.
    • עד 500 צרכני multicast לכל קבוצת multicast בכל אזור.

מכסות ומגבלות

משאבי Multicast כפופים למכסות ולמגבלות שמתוארות במאמר מכסות ומגבלות של Multicast.

המאמרים הבאים