Cómo configurar tráfico Multicast en entornos AV sobre IP

AV sobre IP es una tecnología que permite la distribución de señales de audio y video a través de IP, es decir, de redes informáticas estándar, llamadas redes de área local (LAN).

En este artículo abordamos esta tecnología y cómo implementarla con éxito en cualquier tipo de red empresarial gracias a funcionalidades de la capa de conmutación como IGMP Snooping y L3 Multicasting.

También hay formación práctica con vídeo de su configuración en los Switches Smart Managed de D-Link

Esta tecnología ofrece grandes ventajas sobre los sistemas AV analógicos, que por ejemplo en un estudio de TV o en entornos con VideoWalls, necesitan costosos cableados coaxiales apantallados y equipos de procesado y distribución, mientras que al utilizar una red IP estándar se puede aprovechar la infraestructura de red informática, más versátil y escalable, y con un cableado, ya sea cobre o fibra, mucho más asequible que el coaxial para señales analógicas.  

Básicamente AV sobre IP funciona codificando las señales de audio y video en un formato digital compatible con los protocolos Ethernet IP mediante un codificador. Desde ahí ya son datos informáticos que se transmiten mediante switches de red para su distribución. En el extremo de red se encuentra un descodificador, que recupera las señales originales de audio y video para enviarse mediante interfaces estándar como HDMI hacia pantallas, video walls o mediante RCA o XLR a sistemas de sonido en el caso de amplificadores, micrófonos, mesas de mezclas, postproducción, etc.

La difusión en redes IP de estos escenarios se realiza con el llamado tráfico Multicast. Esta tecnología aporta múltiples ventajas, ya que permite enviar a múltiples receptores un único flujo de datos sin necesidad de duplicarlo, lo que redunda en:

• Una mayor eficiencia en la optimización del ancho de banda.
• No hay diferencias de calidad entre el tráfico recibido por todos los clientes.
• Escalable: la red está preparada para que crezca la demanda de clientes.
• Permite enviar los datos a los dispositivos receptores sin necesidad de conocer sus direcciones IP.

Pero el tráfico Multicast también tiene inconvenientes:

• Es tráfico UDP: no hay control de flujo ni retransmisiones, por lo que tiende a propagarse por toda la red, reduciendo el ancho de banda disponible para otros servicios. 
• El servidor no tiene forma de confirmar que los clientes reciben el tráfico correctamente.
• No dispone de mecanismos para evitar congestiones, como sí hace el protocolo TCP

Acelera el tráfico Multicast con IGMP Snooping y L3 Multicasting en la administración de los switches de red D-Link

Integrar en las redes AV sobre IP switches gestionables, como las gamas Smart y Managed de D-Link para habilitar funcionalidades como IGMP Snooping y L3 Multicasting.

Estas serian las que podemos encontrar en las interfaces de gestión WEB GUI de nuestros switches

• IGMP v1/v2/v3 Snooping
• IGMP Snooping Querier
• Host-based IGMP Snooping Fast Leave
• IGMP Proxy
• L3 Multicasting: PIM Sparse-Dense Mode

Estas características mejoran el rendimiento y la eficiencia en redes de audio y vídeo sobre IP, reduciendo la latencia y el uso de ancho de banda.

IGMP Snooping

Internet Group Management Protocol (IGMP Snooping) es una funcionalidad que impide que el tráfico multicast inunde toda la red, al permitir que cada dispositivo cliente conectado informe del acceso a un grupo o canal multicast. Así, los switches pueden actuar como Querier, enviando consultas (queries) y escuchando las peticiones IGMP de acceso a un canal multicast de los clientes (report). El switch solamente enviará el tráfico multicast a los puertos LAN o WLAN (WiFi) de los receptores que lo solicitan. Esto conserva los recursos en los hosts y en los routers, ya que el tráfico no se expandirá por toda la red, y el exigente tráfico multicast quedará segmentado sólo hacia los puertos y/o dispositivos conectados por WiFi que lo requieran. Existen 3 versiones de IGMP Snooping, v1/v2/v3.

IGMP Snooping Querier:

Si no hay un router multicast en la red, el switch puede actuar como "querier", asegurando que los dispositivos AV sigan recibiendo las transmisiones necesarias.

Host-based IGMP Snooping Fast Leave:

Acelera la eliminación de un dispositivo del grupo multicast cuando deja de necesitar la transmisión, evitando que siga recibiendo tráfico innecesario.

IGMP Proxy:

Permite que un switch actúe como intermediario en la gestión de grupos multicast, optimizando la comunicación entre dispositivos y reduciendo la carga del router. 

Cuando los servidores multicast y los clientes están en VLANs diferentes podemos hacer uso de esta característica que es IGMP Proxy.IGMP Proxy nos permite enrutar tráfico multicast entre VLANs. El switch con IGMP Proxy se encarga así de enrutar el tráfico entre las dos VLANs. Y de esta forma, IGMP proxy se comporta tanto como un Querier en la VLAN con clientes como un cliente en la vlan hacia arriba, es decir: por un lado, el IGMP Proxy envía mensajes multicast a la red superior en nombre de los clientes de la red inferior, y por otro lado, envía queries hacia los clientes.

L3 Multicasting: PIM Sparse-Dense Mode:

Proporciona un mecanismo flexible para distribuir tráfico multicast a través de múltiples redes, asegurando que el contenido AV llegue solo a las áreas donde es necesario.

IGMP Snooping, por definición, o de manera nativa, no intercambia información de routing multicast entre subredes. Para que sí haya dicho enrutamiento sería necesario un protocolo de enrutado para tráfico multicast, como es el caso de PIM (Protocol Independent Multicast).El equipo que lo implemente lo utilizará para notificar a su vez a otro equipo que desea bien recibir o bien dejar de recibir tráfico multicast de un grupo. Los mensajes que se envían son de tipo “join” para recibir el flujo multicast y de tipo “prune” para dejar de recibir flujo multicast.

FORMACIÓN PRÁCTICA

• Guía práctica
• IGMP Snooping
• L3 Multicast
• Vídeo how to

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