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2026-01-14T11:38:11Z

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'''Multicast Open Shortest Path First''' ('''MOSPF''') kann in [[Rechnernetz]]en zur Abwicklung von Paketversand nach dem [[Multicast]]-Prinzip genutzt werden. Es handelt sich bei MOSPF um die Multicast-Erweiterung zum Intradomain-[[Routing]]protokoll [[OSPF]] (Open Shortest Path First). MOSPF ermöglicht das Multicast-Routing innerhalb einer OSPF-[[Domain (Internet)|Domain]]. Hierbei ist aber besonderes Augenmerk auf die Tatsache zu legen, dass diese Domain nicht beliebig groß sein/werden darf und dass die Routing-Berechnung effizient und schnell funktioniert.

== Funktionsweise ==

In OSPF verwaltet jeder [[Router]] eine komplette [[Datenbank]], welche die gesamte [[Topologie (Rechnernetz)|Netztopologie]] beschreibt. Durch Einführen eines neuen Link-State-Record-Typs – dem Group-Membership-[[Link-State#Arbeitsweise|LSA]] – wird es bei MOSPF möglich, den Standort aller [[Multicast]]-Teilnehmer einer [[Multicast-Gruppe]] in der Topologie-Datenbank zu speichern. Da OSPF ein [[Link-State]]-Protokoll ist, steht diese Information somit auf allen Routern der Domain zur Verfügung. Group-Membership-LSAs werden von denjenigen Routern erzeugt, welche an einem Subnetz ([[Local Area Network|LAN]]) über [[IGMP]] die Gruppenmitgliedschaft feststellen. Diese LSAs verbleiben, genauso wie herkömmliche Router- und Network-LSAs, nur innerhalb einer OSPF-Area, werden also nicht an andere Areas oder gar andere [[Autonomes System|Autonome Systeme]] weitergeleitet.

In Kombination mit den herkömmlichen Router- und Network-LSAs ([[Topologie (Rechnernetz)|Topology Database]]) kann somit ausgehend von demjenigen Router, hinter welchem sich eine Multicast-Quelle (Source) befindet, für jede Quelle ein impliziter Source Base Tree – ein Kürzester-Wege-[[Baum (Informatik)|Baum]], engl. [[Shortest Path Tree]] (kurz SPT), welcher die Multicast-Quelle als Wurzel hat – durch das Netzwerk berechnet werden. Es wird dazu kein zusätzliches Multicast-Routing-Protokoll benötigt, da das herkömmliche Unicast-Routing von OSPF mitgenutzt wird.

== On-Demand-Berechnung ==

Theoretisch kann die Berechnung des SPT via RPF ([[Reverse Path Forwarding]]) und Pruning jeweils am Router erfolgen, bevor ein Multicast-Paket verschickt wird (da die gesamte Topologiedatenbank in jedem Router zur Verfügung steht). Dies kann aber zu Performance-Problemen führen, da der Router für jede Multicast-Quelle einen eigenen SPT berechnen muss. Diese Berechnungen können auch Router, welche mit vergleichsweise leistungsstarken [[Hauptprozessor|CPUs]] ausgestattet sind, in die Knie zwingen.

Statt dieser automatischen Berechnung aller SPTs werden die SPTs daher nach Bedarf berechnet (computation on demand): Der SPT wird erst dann berechnet, wenn das erste Multicast-Paket einer Multicast-Quelle für eine bestimmte Multicast Gruppe eintrifft. Mögliche Zweige in diesem berechneten SPT, welche über keine Multicast-Empfänger verfügen, werden vom Baum entfernt (pruning). Trotzdem kann dieses Verfahren ebenfalls zu einem Performance-Problem führen, wenn sich hinter einem Router viele verschiedene Quellen befinden und sich viele Multicast-Empfänger häufig an- und abmelden. Ein solches Verhalten führt wiederum zu ständigen Neuberechnungen des SPT.

Wenn es nun zu einer Berechnung eines SPT gekommen ist, wird diese Information am Router in einem [[Cache]] zwischengespeichert und für spätere Kommunikation zwischen der Multicast-Quelle und der entsprechenden Multicast-Gruppe genutzt.

== Inter-Area-Routing ==
OSPF ermöglicht es, eine OSPF-Domain (z. B. ein [[Autonomes System]]) in mehrere sogenannte ''Areas'' zu unterteilen. Wird dies getan, so verfügt nicht mehr jeder [[Router]] über eine vollständige [[Topologie (Rechnernetz)|Topologie]]-Karte der OSPF-Domain. Stattdessen kennt jeder Router nur seine Area(s), während die Kommunikation zwischen Areas über die ABRs ([[Area Border Router]]) erfolgt. Dies ist zwar für Unicast-OSPF vorteilhaft; allerdings können somit bei Multicast-OSPF keine vollständigen SPTs berechnet werden. Dies führt u. U. zu ineffizientem Multicast-Routing.

Damit MOSPF zwischen zwei Areas funktioniert, müssen die Area-Border-Router über das [[Multicast]]-Verhalten des Netzwerkes Bescheid wissen. Solche Router werden als Multicast Area Border Routers (MABR) bezeichnet. Ein MABR wird sämtliche Multicast-Informationen zusammenfassen und die entsprechende LSAs in die Area 0 schicken (Hinweis: Die Area 0 verteilt diese empfangenen Informationen nicht wieder an andere Areas, d. h. diese Vorgehensweise ist nur dann brauchbar, wenn sich die Multicast-Quellen in der Area 0 befinden). Sollten Multicast-Quellen aber auch außerhalb der Area 0 liegen, so wird dieses Problem durch Setzen eines [[Wildcard (Informatik)|Wildcard]]-[[Bit]] im Router-LSA eines jeden MABR gelöst. Dieses Bit führt dazu, dass jeder MABR Mitglied einer jeden Multicast-Gruppe wird und somit auch den Multicastverkehr einer Source ansaugt, die nicht in der Area 0 liegt. Damit gelangt der Multicastverkehr zur Area 0 und diese kann dann gemäß den in Area 0 bekannten Gruppenmitgliedschaften den Multicastverkehr zu den betroffenen Areas weiterleiten. Dies kann aber zu unerwünschtem Netzwerkverkehr (Traffic) führen, wenn keine „echten“ Multicast-Quellen existieren.

== Alternativen ==
* [[Distance Vector Multicast Routing Protocol]]
* [[IEEE 802.1aq]] – [[Shortest Path Bridging|Shortest Path Bridging (SPB)]]
* [[Protocol Independent Multicast]] (PIM)

== Quellen ==
* {{RFC-Internet |Autor=J. Moy |RFC=1584 |Titel=Multicast Extensions to OSPF |Datum=1994-03}}

[[Kategorie:Routingprotokoll]]

Multicast Open Shortest Path First - Versionsgeschichte

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