Multicast 组播
组播是指从某一地址把信息同时传递给一组目的地址。
| 单播 | 点对点发消息 |
| 组播 | 某一点对一组目的发送消息 |
| 广播 | 从某一点对所有地址发送消息 |
地址在IP层语境下，一般是指IP地址。在分布式系统里，一般指进程.
相对于广播，组播(也叫多播)的传输更受限制。组播只在一组地址(进程)中传播
组播的需求
云计算环境下，组播协议需要满足两个条件：容错(fault-tolerance)和可拓展性(scalability)
- 容错(fault-tolerance): 节点故障、数据包丢失、底层网络延迟...
- 可拓展性(scalability): 节点数量可能快速增长，而协议开销不能增长过快(慢于
O(n))
集中式解决方案
centralized是最简单的解决方案。sender通过for/while loop向所有receiver发送信息。
但是会导致两个问题：
- 无法容错。如果在循环中出现异常，
loop会被中断，之后的receiver将不会收到消息 - 开销高。
receiver接收消息的平均时间为O(n)，网络延迟高
基于树的解决方案
为了解决上述两个问题，于是有了tree-based方案
(e.g. IP组播, SRM, RMTP, TRAM, TMTP)
如果树足够平衡，那么树的高度应该是O(log n), 并且子节点为常数。
对于云来说，故障是常态，所以树需要额外的固定开销来持续维护/修复树。
通常会在多播组之间生成树，并使用生成树算法来传播组播消息。随后再用ACK(acknowledgments)或NAK(negative acknowledgments)来修复失败的组播
SRM(Scalable Reliable Multicast)
- 使用
NAK：- 如果一个节点一段时间没有收到组播消息，那么它会向
root方向(父节点)发送修复请求。当另一个节点收到修复请求，它会重发所需的组播消息
- 如果一个节点一段时间没有收到组播消息，那么它会向
NAK/ACK风暴: 当网络不稳定时，整个网络中可能瞬间充满大量的NAK/ACK信息。为了避免NAK风暴- 随机延迟一段时间发送请求
- 使用
exponential backoff：每次请求的间隔为上一次时长的两倍
RMTP(Relicable Multicast Transport Protocol)
- 使用
ACK recevier定期向sender发送一个信息摘要(digest)。如果sender发现recevier缺少信息，就会重新发送一份数据- 为了避免
ACK风暴，只有一部分节点会被指定(designated receiver)。这部分节点会负责转发缺失的组播消息
然而，这些协议依然会造成O(n)的ACK/NAK开销
