👨‍👩‍👦 Multicast

Multicasting é um método ou técnica de transmissão de um pacote de dados para múltiplos destinos ao mesmo tempo. Durante uma transmissão Multicast, o transmissor envia os pacotes de dados somente uma vez, ficando a cargo dos receptores captarem esta transmissão e reproduzi-la.

Algo interessante no multicast é que ele é mais utilizado em IPV6 já que o IPV6 não tem suporte a broadcast.

Alguns conceitos-chave

Endereços de Grupo Multicast: Em redes IP, os destinatários multicast são identificados por endereços de grupo multicast. Esses endereços estão dentro de um intervalo específico de endereço IP, geralmente no intervalo de 224.0.0.0 até 239.255.255.255
Transmissor: Um transmissor ou remetente multicast envia os dados para um endereço de grupo multicast específico. Os pacotes de dados enviados por um remetente multicast são distribuídos para todos os membros do grupo multicast
Membros do Grupo: Os membros do grupo multicast são sistemas na rede que desejam receber os dados do remetente multicast. Eles se juntam a um grupo multicast especificando o endereço de grupo correspondente
Árvore de Distribuição: A comunicação multicast utiliza árvores de distribuição para encaminhar os pacotes de dados de maneira eficiente. Existem dois tipos principais de árvores de distribuição: baseada na fonte e árvore compartilhada. Onde a árvore de distribuição baseada na fonte é criada de cada transmissor para os receptores e a árvore de distribuição compartilhada é criada a partir de um roteador multicast utilizada por todos os membros do grupo
Protocolos de Roteamento Multicast: Para permitir a entrega eficiente de pacotes multicast na rede, os protocolos de roteamento multicast, como PIM (Protocol Independent Multicast) e o IGMP (Internet Group Management Protocol), são usados. Esses protocolos determinam como os pacotes multicast são encaminhados pela rede e como os membros do grupo multicast são gerenciados
Eficiência: é mais eficiente em termos de largura de banda do que o broadcast, porque os pacotes multicast são entregues apenas aos membros interessados do grupo. Isso reduz o tráfego desnecessário na rede
Aplicações: transmissão de vídeo e áudio em tempo real, atualizações de software em rede, distribuição de feeds de dados financeiros e muito mais. Ele é especialmente útil em cenários onde a mesma informação precisa ser entregue a um grande número de receptores simultaneamente

Endereços de grupo multicast

IP multicast address range	Descrição	Roteáveis
224.0.0.0 até 224.0.0.255	Multicast local	Não
224.0.1.0 até 224.0.1.255	Multicast de gerenciamento	Sim
224.0.2.0 até 224.0.255.255	AD-HOC bloco 1, aplicativos que não se encaixam em nenhuma outra finalidade descrita	Sim
224.1.0.0 até 224.1.255.255	Reservado
224.3.0.0 até 224.4.255.255	AD-HOC bloco 2	Sim
225.0.0.0 até 231.255.255.255	Reservado
232.0.0.0 até 232.255.255.255	Bloco reservado para uso	Sim
233.0.0.0 até 233.251.255.255	GLOP, multicast público atribuído estaticamente para editores e provedores de serviços de internet	Sim
233.252.0.0 até 233.255.255.255	AD-HOC bloco 3	Sim
234.0.0.0 até 234.255.255.255	Baseado em prefixo Unicast	Sim
235.0.0.0 até 238.255.255.255	Reservado
239.0.0.0 até 239.255.255.255	Escopo administrativo, para uso privado dentro de uma organização	Sim

Vamos fazer um programa C# (🔨 mão no código)

Requisitos funcionais

Criar um servidor UDP que escolhe em qual grupo multicast ele vai se juntar
criar um cliente UDP que envia mensagens para o grupo multicast escolhido

O código está implementado neste mesmo repositório no github (na pasta samples/introducao-a-back-end/capitulo-1/ip/multicast) mas vou destacar algumas partes aqui.

Caso queria baixar o cliente/servidor basta baixar o executável neste link. O servidor é o padrão e basta executar o arquivo, já o cliente tem que passar como parâmetro em um terminal a flag emissor=true.

código que aguarda o ReadLine, perguntando em qual grupo multicast você quer participar

Código aguarda o Console.ReadLine, perguntando em qual grupo multicast você quer participar e após isso observe o código IPAddress.Parse que converte o que o usuário escreveu para um objeto do tipo IPAddress concatenando o IP 239.0.0. isso sinaliza que o IP é um IP multicast no range de escopo administrativo utilizado para uso privado dentro de uma organização.

código que inicializa o servidor UDP

Código acima inicializa o servidor UDP e se junta ao grupo multicast que o usuário escolheu. Observe que o IP do grupo multicast é passado com uma chamada de função JoinMulticastGroup que é uma função da classe UdpClient que é responsável por se juntar a um grupo multicast.

código que inicializa o cliente UDP

Código acima inicializa o cliente UDP e envia mensagens para o grupo multicast que o usuário escolheu. Observe que o IP do grupo multicast também é passado com uma chamada de função JoinMulticastGroup que é uma função da classe UdpClient que é responsável por se juntar a um grupo multicast. Outra detalhe para observar é que o IP destino utilizado no SendAsync é o IP do grupo multicast e não um endereço de host como por exemplo 10.1.1.51.