Internet Group Management Protocol (IGMP)

Internet Group Management Protocol (IGMP) ermöglicht die Kommunikation zwischen Multicast-Sendern und -Empfängern.

Die Eos-Kommunikation in Multikonsolen-Sessions basiert auf Multicast-Datenverteilung und sowohl Streaming ACN (sACN) als auch v4 von Art-Net verwenden Multicast, um Adresswerte zu übertragen. Die Konfiguration eines Steuerungsnetzwerks zur Verwaltung der effizienten Verteilung von Multicast-Datenverkehr reduziert unnötige Datenübertragungen und stellt sicher, dass die Daten nur die vorgesehenen Ziele erreichen. Siehe Warum Multicast. Netzwerke, die nicht korrekt für Multicast konfiguriert sind, können möglicherweise keine Multicast-Daten übertragen. In einem unkonfigurierten System werden Multicast-Daten als Broadcast-Daten behandelt.

Überblick

Für die Multicast-Übertragung in einem Netzwerk muss IGMP-Software auf einem Managed Switch vorhanden sein. Alle IGMP-Versionen und -Einstellungen müssen auf allen Switches in einem Entertainmentsteuerungsnetzwerk gleich sein.

Wenn Geräte Daten an ein Universum senden oder von diesem empfangen wollen, senden sie Multicast-Pakete. IGMP-fähige Managed Switches reagieren dynamisch auf Anfragen nach Informationen zu Universen, indem sie jeweils IGMP-Gruppen erstellen. Jede Gruppe enthält eine Liste aller Geräte, die Informationen über dieses Universum empfangen. Wenn neue Daten an ein Universum gesendet werden, verteilt der Switch die Informationen auf alle Geräte in der Multicast-Gruppe für dieses Universum.

Beispiel: Eos sendet Informationen über einen Switch an zwei DMX-Gateways. Gateway 1 ist Universum 1 zugewiesen und generiert ein Multicast-Paket, indem Daten zu Universum 1 angefordert werden. Dies führt dazu, dass der Switch IGMP-Gruppe A erstellt, die Gateway 1 als Abonnent von Information zu Universum 1 enthält. Gateway 2 ist Universum 2 zugewiesen, das in ähnlicher Weise das Hinzufügen zu der neu erstellten IGMP-Gruppe B auslöst. Wenn Eos Informationen an Universum 1 sendet, leitet der Switch die Daten von Universum 1 an Gateway 1. Wenn Eos Informationen an Universum 2 sendet, nutzt der Switch Gruppe B, um die Daten an Gateway 2 zu leiten.

In größeren Nicht-Entertainmentsteuerungsnetzwerken wird IGMP normalerweise durch einen Router verwaltet. IGMP wird generell nicht von nicht verwalteten Switches oder Netzwerk-Hubs generiert oder verwaltet.

IGMP-Gruppen

Netzwerk-Switches können eine unterschiedliche Anzahl an IGMP-Gruppen verwalten. Die Anzahl der Gruppen, die in einem System benötigt werden, basiert auf der Anzahl an Geräten, Universen und Verbindungen im Netzwerk.

Jeweils eine IGMP-Gruppe wird für Folgendes benötigt:

• Jedes Gerät der Eos-Familie und jedes ETCnomad-Gerät.
• Jedes sACN- und Art-Net4-Universum.
• Jedes DMX- oder Show Control Gateway.
• Jede Concert-Verbindung.

IGMP-Abfrager

Ein IGMP-Abfrager ist ein Gerät, das Abfragenachrichten sendet, um herauszufinden, welche Geräte zu welchen Multicast-Gruppen gehören. Dies ist eine wichtige Aufgabe, die dazu beiträgt, dass korrekte und aktuelle Informationen zur Multicast-Mitgliedschaft im gesamten Netzwerk zur Verfügung stehen. Sofern keine anderen Geräte angegeben wurden, empfiehlt ETC die Verwendung eines Managed Netzwerk-Switch als IGMP-Abfrager in Entertainmentsteuerungsnetzwerken.

In jedem Netzwerk kann es nur einen aktiven IGMP-Abfrager geben. Es können mehrere Backup-Abfrager so konfiguriert und gewählt werden, dass sie übernehmen, falls der aktive Abfrager ausfällt.

Der Abfrager sendet zwei verschiedene Nachrichten:

• Allgemeine Mitgliedschaftsabfrage – wird an alle Geräte gesendet, um herauszufinden, welche Geräte im Netzwerk Abonnenten welcher Multicast-Gruppen sind. Die Ziel-IP-Adresse lautet 224.0.0.1 in IGMP v1 und v2 und 224.0.0.22 in IGMP v3.
• Gruppenspezifische Mitgliedschaftsabfrage – wird an bestimmte Multicast-Gruppen gesendet, um herauszufinden, ob die jeweilige Gruppe Geräte im Netzwerk hat. Die Ziel-IP-Adresse ist die Multicast-Adresse für die Gruppe.

Bei IGMP-Version 3 kann der Abfrager auch Änderungen an Gruppenmitgliedschaften vornehmen, wenn er eine relevante Join- oder Leave-Nachricht von einem Host erhält.

IGMP-Host

Ein IGMP-Host ist jedes empfangende Gerät, das Teil einer Multicast-Gruppe für ein bestimmtes Universum sein möchte.

Hosts senden zwei verschiedene Nachrichten:

• Mitgliedschaftsberichte – werden gesendet, um den Netzwerk-Switch zu informieren, dass der Host einer Multicast-Gruppe beitreten möchte. Diese Berichte können als Reaktion auf eine Abfrage oder unaufgefordert gesendet werden. Dies Ziel-IP-Adresse ist die Multicast-Adresse, die der Host abonnieren möchte. Beispiel: Multicast-Adresse 239.255.0.1 für sACN-Universum 1.
• Gruppe verlassen – wird gesendet, wenn der Host eine Multicast-Gruppe verlassen möchte, einschließlich einer Liste der Quellen (oder Gruppen), die der Host nicht mehr abonnieren möchte. Die Ziel-IP-Adresse lautet 224.0.0.2 in IGMP v2 und v3.

Bei IGMP-Version 1 gibt es keinen Prozess zum Verlassen einer Gruppe. Der Host antwortet einfach nicht auf die Mitgliedschaftsanfrage für die entsprechende Gruppe. Am Abfrager tritt ein Timeout auf, wenn keine Antwort eingeht, und die Multicast-Adresse wird aus der IGMP-Gruppe entfernt.

IGMP konfigurieren

Nachrichten von IGMP-Abfragern können über die Werte für das Abfragerintervall und die Robustheit konfiguriert werden.

• Abfragerintervall – Zeitspanne zwischen einzelnen Übertragungen von allgemeinen Mitgliedschaftsanfragen
• Abfragerrobustheit – Anzahl an Paketen für allgemeine Mitgliedschaftsanfragen, die mit jeder Übertragung gesendet werden.

Paketweiterleitung

Bei der IGMP-Paketweiterleitung werden Multicast-Pakete, die nicht an bestimmte Ziele weitergeleitet werden (d. h. kein Gerät hat die Gruppe abonniert), an alle Geräte Broadcast. Es wurde beobachtet, dass bestimmte Geräte die IGMP-Registrierung nicht vollständig erfüllen oder keine modernen IGMP-Registrierungsanfragen senden. Wenn die Paketweiterleitung deaktiviert ist, treten diese Geräte keinen IGMP-Gruppen bei und empfangen keine Pakete (auch wenn Ping und andere Tools evtl. anzeigen, dass sie online sind).

In Systemen, in denen große Mengen Multicast-Daten generiert, aber nicht abonniert werden (z. B. vollständig gepatchtes System, in dem keine Gateways online sind), kann das Netzwerk mit Broadcast-Datenverkehr überschwemmt werden. Dies ist ein seltenes Szenario und muss in einem typischen Systemdesign nicht berücksichtigt werden.

Net3 Show Control und I/O-Gateways, CEM+-Prozessoren und andere ältere ETC-Geräte senden keine Registrierungsanfragen und erfordern eine auf Port- oder Switch-Ebene aktivierte IGMP-Paketweiterleitung.