Definition und Funktionsweise:
Multicast ist eine Form der Nachrichtenübertragung in Computernetzwerken, bei der eine Nachricht von einem Absender an eine definierte Gruppe von Empfängern gesendet wird, die sich für diese Gruppe angemeldet haben. Im Gegensatz zu Unicast (Punkt-zu-Punkt an einen Empfänger) oder Broadcast (an alle im Netzwerksegment) werden Multicast-Nachrichten nur an die Teilnehmer verteilt, die sie tatsächlich empfangen möchten.
Dies macht Multicast zu einer sehr effizienten Methode für die Datenverteilung an mehrere Empfänger, da die Nachricht nur einmal gesendet und von den Netzwerkgeräten (Switches, Router) nur an die Ports weitergeleitet wird, an denen sich auch tatsächliche Empfänger der Gruppe befinden.
Relevanz in der Automatisierungstechnik:
Multicast ist ein wichtiges Konzept in modernen industriellen Kommunikationsnetzwerken, insbesondere bei Industrial Ethernet-Protokollen:
- Effiziente Datenverteilung: Wenn bestimmte Prozessdaten, Zustandsinformationen oder Alarme von mehreren Systemen gleichzeitig benötigt werden (z.B. von HMI, SCADA, MES), kann der Sender diese Daten einmalig als Multicast senden, anstatt sie mehrfach als Unicast zu verschicken.
- Reduzierung der Netzwerklast: Da Nachrichten nicht unnötigerweise an alle Geräte gesendet werden, wird die Gesamtlast im Netzwerk reduziert, was die Performance und Echtzeitfähigkeit verbessert.
- Industrial Ethernet-Protokolle: Viele Industrial Ethernet-Protokolle (z.B. PROFINET, EtherNet/IP) nutzen Multicast für den effizienten Austausch von zyklischen E/A-Daten oder Alarminformationen.
- Video-Streams: Für die Übertragung von Video-Daten von Industriekameras an mehrere Beobachtungsstationen.
- Zeitsynchronisation: In einigen Fällen für die Verbreitung von Zeitsynchronisationsinformationen.
Vorteile:
- Ressourceneffizienz: Spart Bandbreite und Rechenleistung im Netzwerk.
- Skalierbarkeit: Effizient bei einer großen Anzahl von Empfängern.
- Optimierte Performance: Trägt zur Echtzeitfähigkeit bei, indem unnötiger Traffic vermieden wird.
- Flexibilität: Empfänger können sich dynamisch für oder gegen den Empfang von Daten entscheiden.
Die korrekte Konfiguration von Netzwerkgeräten (Switches) mit IGMP Snooping (Internet Group Management Protocol) ist wichtig, um die Effizienz von Multicast in größeren Netzwerken zu gewährleisten und zu verhindern, dass Multicast-Traffic wie Broadcast behandelt wird.
→ Siehe auch: Broadcast, Unicast, Industrial Ethernet, Netzwerktopologie, Kommunikation
