Протокол Ethernet
В сети Ethernet разные MAC-адреса используются для одноадресной, многоадресной и широковещательной рассылки уровня 2.
MAC-адрес одноадресной рассылки — это уникальный адрес, который используется при отправке кадра от одного передающего устройства к одному устройству назначения.
В примере, приведённом на рисунке, узел с IP-адресом 192.168.1.5 (источник) запрашивает веб-страницу с сервера с IP-адресом 192.168.1.200. Для отправки и приёма одноадресного пакета в заголовке IP-пакета должен указываться IP-адрес назначения. Кроме того, в заголовке кадра Ethernet должен присутствовать MAC-адрес назначения. IP-адрес и MAC-адрес — это данные для доставки пакета одному узлу.
5.2.3 Адреса одноадресных, широковещательных и многоадресных рассылок Стр. 1:
Помимо классов, IP-адреса делятся на категории, предназначенные для одноадресных, широковещательных или многоадресных рассылок. С помощью IP-адресов узлы могут обмениваться данными в режиме «один к одному» (одноадресная рассылка), «один ко многим» (многоадресная рассылка) или «один ко всем» (широковещательная рассылка).
Одноадресная рассылка
Адрес одноадресной рассылки чаще всего встречается в сети IP. Пакет с одноадресным назначением предназначен конкретному узлу. Пример: узел с IP-адресом 192.168.1.5 (источник) запрашивает веб-страницу с сервера с IP-адресом 192.168.1.200 (адресат).
Для отправки и приема одноадресного пакета в заголовке IP-пакета должен указываться IP-адрес назначения. Кроме того, в заголовке кадра Ethernet должен быть MAC-адрес назначения. IP-адрес и MAC-адрес — это данные для доставки пакета одному узлу.
Запись для этого термина отсутствует.
Широковещательная рассылка
В пакете широковещательной рассылки содержится IP-адрес назначения, в узловой части которого присутствуют только единицы (1). Это означает, что пакет получат и обработают все узлы в локальной сети (домене широковещательной рассылки). Широковещательные рассылки предусмотрены во многих сетевых протоколах, например ARP и DHCP.
В сети класса C 192.168.1.0 с маской подсети по умолчанию 255.255.255.0 используется адрес широковещательной рассылки 192.168.1.255. Узловая часть – 255 или двоичное 11111111 (все единицы).
В сети класса B 172.16.0.0 с маской подсети по умолчанию 255.255.0.0 используется адрес широковещательной рассылки 172.16.255.255.
В сети класса A 10.0.0.0 с маской подсети по умолчанию 255.0.0.0 используется адрес широковещательной рассылки 10.255.255.255.
Для сетевого IP-адреса широковещательной рассылки нужен соответствующий MAC-адрес в кадре Ethernet. В сетях Ethernet используется MAC-адрес широковещательной рассылки из 48 единиц, который в шестнадцатеричном формате выглядит как FF-FF-FF-FF-FF-FF.
Запись для этого термина отсутствует.
Многоадресная рассылка
Адреса многоадресных рассылок позволяют исходному устройству рассылать пакет группе устройств.
Устройства, относящиеся к многоадресной группе, получают ее IP-адрес. Диапазон таких адресов — от 224.0.0.0 до 239.255.255.255. Поскольку адреса многоадресных рассылок соответствуют группам адресов (которые иногда называются группами узлов), они используются только как адресаты пакета. У источника всегда одноадресный адрес.
Адреса многоадресных рассылок используются, например, в дистанционных играх, в которых участвует несколько человек из разных мест. Другой пример — это дистанционное обучение в режиме видеоконференции, где несколько учащихся подключаются к одному и тому же курсу.
Как и одноадресным или широковещательным адресам, IP-адресам многоадресной рассылки нужен соответствующий MAC-адрес, позволяющий доставлять кадры в локальной сети. MAC-адрес многоадресной рассылки — это особое значение, которое в шестнадцатеричном формате начинается с 01-00-5E. Нижние 23 бита IP-адреса многоадресной группы преобразуются в остальные 6 шестнадцатеричных символов адреса Ethernet. Пример (см. рисунок) — шестнадцатеричное значение 01-00-5E-0F-64-C5. Каждому шестнадцатеричному символу соответствует 4 двоичных бита.
Запись для этого термина отсутствует.
Запись для этого термина отсутствует.
Протокол Ethernet
Адреса многоадресных рассылок позволяют исходному устройству рассылать пакет группе устройств. Устройства, относящиеся к многоадресной группе, получают ее IP-адрес. Диапазон адресов многоадресных рассылок IPv4 — от 224.0.0.0 до 239.255.255.255. Поскольку адреса многоадресных рассылок соответствуют группам адресов (которые иногда называются группами узлов), они используются только как адресаты пакета. У источника всегда одноадресный адрес.
Адреса многоадресных рассылок используются, например, в играх с удалённым подключением, в которых участвуют несколько человек из разных мест. Кроме того, такие адреса используются при дистанционном обучении в режиме видеоконференции, когда несколько учащихся подключены к одному и тому же курсу.
Как и в случае с адресами для одноадресной и широковещательной рассылки, IP-адресу для многоадресной рассылки требуется соответствующий MAC-адрес, чтобы фактически передавать кадры по локальной сети. MAC-адрес многоадресной рассылки — это особое значение, которое в шестнадцатеричном формате начинается с 01-00-5E. Остальная часть MAC-адреса многоадресной рассылки создаётся путем преобразования нижних 23 бит IP-адреса группы многоадресной рассылки в 6 шестнадцатеричных символов.
Как показано на анимации, в качестве примера используется шестнадцатеричный адрес многоадресной рассылки 01-00-5E-00-00-C8.
Многоадресная рассылка
Многоадресной рассылки (который можно было бы перевести как « многоадресную ») является формой распространения передатчика (источника) к группе приемников. Также используются термины «многоточечная трансляция» или «групповая трансляция».
Получатели, заинтересованные в сообщениях, адресованных этой группе, должны подписаться на эту группу. Эти подписки позволяют промежуточным коммутаторам и маршрутизаторам устанавливать маршрут от передатчика (ов) этой группы к приемникам этой группы.
Резюме
- 1 Преимущества
- 2 Недостатки
- 3 протокола
- 3.1 IPv4
- 3.1.1 Зарезервированные адреса многоадресной рассылки IPv4
- 3.2.1 Зарезервированные многоадресные IPv6-адреса
- 3.2.2 Автоконфигурация многоадресных IPv6-адресов
- 7.1 Статьи по теме
- 7.2 Внешняя ссылка
Преимущества
Эта система более эффективна, чем одноадресная передача контента одновременно для большой аудитории. При одноадресной потоковой передаче информация будет отправляться столько раз, сколько существует соединений, что приводит к потере времени, ресурсов сервера и особенно полосы пропускания . Напротив, при многоадресной рассылке каждый пакет отправляется только один раз и будет маршрутизироваться на все машины группы широковещания без дублирования контента на какой-либо физической линии; поэтому сеть отвечает за воспроизведение данных.
Многоадресная рассылка позволяет разрабатывать интерактивные групповые приложения, такие как видеоконференцсвязь , совместное использование доски и т. Д.
Недостатки
Однако многоадресная рассылка никоим образом не позволяет источнику контролировать участие в группе: источник не может определить, кто участвует, а также кто может участвовать или нет в группе.
При желании идентификация и аутентификация участников должны управляться на уровне приложения.
Протоколы
Группа многоадресной рассылки состоит из набора машин. Он полностью динамический (станция может присоединиться к группе или выйти из нее в любой момент) и открытый ( априори нет ограничений на источники ); Станция может даже отправить пакет в группе, не являясь ее частью.
Протоколы маршрутизации, такие как PIM, позволяют транслировать многоадресную рассылку за пределы сегмента ( TTL ).
Поскольку многоадресный трафик является однонаправленным, использование TCP невозможно, поэтому используется только UDP . Поэтому механизмы предотвращения перегрузки и повторной передачи TCP недоступны; поэтому приложения или тип передаваемых данных должны допускать потери или использовать систему, основанную на одноадресной повторной передаче (этот режим передачи называется надежной многоадресной передачей (in) ). На каналах, где может быть перегрузка, QoS может помочь улучшить качество многоадресных потоков в сети оператора за счет приоритезации многоадресной рассылки.
IPv4
Многоадресная IP-рассылка была определена в RFC 988 в Июль 1986 г. .
При многоадресной передаче IP- протокол использует адреса от 224.0.0.0 до 239.255.255.255 (адреса класса D), 28 младших битов составляют групповой адрес.
IP-адреса многоадресной рассылки с 224.0.0.0 по 224.0.0.255 являются локальными для канала и зарезервированы для работы сетевых протоколов, таких как, например, OSPF . Другие забытые протоколы: AppleTalk , DECnet , IPX также используют многоадресную рассылку .
Когда станция хочет отправить пакет в группу многоадресной рассылки , она отправляет этот пакет на IP-адрес, идентифицирующий эту группу (например: 224.1.2.3). Прием выполняется маршрутизатором, подписанным на группу, а затем пакет дублируется и отправляется обратно с использованием многоадресного кадра уровня 2 .
В сегменте маршрутизаторы идентифицируют группы с членами, используя протокол управления группами в Интернете (IGMP). Однако IGMP не идентифицирует отдельные рецепторы.
Простые коммутаторы Ethernet обрабатывают многоадресные кадры как широковещательные , т. Е. Реплицируют их на все порты, кроме порта отправителя. Протокол IGMP Snooping передает кадры в качестве гостей, проявивших интерес к группе, что более эффективно.
На уровне Ethernet кадр с младшим битом 1- го байта MAC-адреса (бит I / G) является широковещательным. Префикс 01-00-5E (/ 25) зарезервирован для групп многоадресной рассылки RFC 1112. 23 младших бита MAC-адреса дополняются младшими 23 битами IP-адреса многоадресной рассылки. Поскольку IP-адрес многоадресной рассылки имеет 28 групповых битов, это означает, что 32 ( 228–23 ) IP-адреса многоадресной рассылки имеют один и тот же MAC-адрес.
Зарезервированные адреса многоадресной рассылки IPv4
Следующие блоки адресов были зарезервированы IANA:
Блокировать Описание 224.0.0.0/24 многоадресные адреса по ссылке. Например, 224.0.0.5 используется OSPF для связи со всеми маршрутизаторами OSPF в канале связи. 232.0.0.0/8 Зависящая от источника многоадресная передача ( RFC 3569) 233.0.0.0/8 Адресация GLOP ( RFC 2770), которая позволяет поставщику контента иметь свои собственные адреса. Байты 2 и 3 представляют собой 16-битный общедоступный номер AS . 239.0.0.0/8 Адрес многоадресного сайта. Они играют ту же роль, что и частные адреса , их распространение ограничено одним сайтом. IPv6
Многоадресная рассылка является частью первоначальной спецификации IPv6 . Он используется, в частности, протоколом обнаружения соседей и заменяет широковещательную передачу .
Адреса IPv6 ff00 :: / 8 зарезервированы для многоадресной рассылки, доступно 112 групповых битов.
Формат многоадресного адреса
поле приставка простынь. сфера группа биты 8 4 4 112 Префикс состоит из двоичного значения 11111111. Три из четырех битов поля флага определены в RFC 4291. Самый старший бит зарезервирован для использования в будущем. Четыре бита области указывают область действия адреса (ff0 s : :):
- если s = 1, групповой адрес является локальным для хоста,
- если s = 2, адрес является локальным для ссылки,
- если s = 5, адрес является локальным для сайта,
- если s = 8, адрес является локальным для организации,
- если s = e, адрес глобальный.
Обнаружение многоадресного прослушивателя играет ту же роль, что и IGMP для IPv4, в то время как отслеживание MLD аналогично отслеживанию IGMP.
На уровне Ethernet префикс OUI зарезервирован для многоадресных IPv6-адресов (33: 33: xx). MAC-адрес группы многоадресной рассылки будет состоять из этих 16 бит, за которыми следуют последние 32 бита адреса многоадресной рассылки IPv6. Например, адрес ff02 :: 3: 2 будет соответствовать MAC-адресу 33: 33: 00: 03: 00: 02. Хотя многие группы многоадресной рассылки используют один и тот же MAC-адрес, это уже позволяет осуществлять эффективную фильтрацию на уровне сетевого адаптера.
Зарезервированные многоадресные IPv6-адреса
Вот несколько адресов, зарезервированных IANA:
Блокировать Описание ff02 :: 1 Все хосты в сегменте ff02 :: 2 Все маршрутизаторы в сегменте ff02 :: 1: FF00: 0000/104 Запрошенный узел, используемый протоколом обнаружения соседей ff02 :: 1: 2 Все агенты DHCP в сегменте ff05 :: 1 Все хосты на сайте ff0x :: fb Многоадресный DNS ff0x :: 101 Сетевой протокол времени ff05 :: 1: 3 Все DHCP-серверы в локальной сети. Автоконфигурация многоадресных IPv6-адресов
Эффективность многоадресной рассылки по сравнению с широковещательной рассылкой в сегменте
В дополнение к ограничению широковещательной передачи, если активны IGMP Snooping или MLD snooping, использование многоадресного MAC-адреса позволяет фильтровать с сетевой карты на хостах, то есть без стека TCP / IP хоста не нужно проверять содержимое пакета, в отличие от широковещательных кадров с широковещательным адресом.
Когда хост присоединяется к группе или выходит из нее, он обновляет список многоадресных MAC-адресов, принимаемых сетевым адаптером.
использовать
Использование многоадресной передачи в Интернете по-прежнему ограничено исследовательскими сетями и университетами , реже она поддерживается поставщиками Интернет-услуг и корпоративными сетями. Глобальная сеть Mbone облегчает обмен многоадресным трафиком через Интернет. В Пункты Интернет Обмен обычно предлагают возможность передачи многоадресного трафика между провайдерами.
Многоадресная передача используется системами IP-телевидения для трансляции контента канала большому количеству подписчиков. Он также используется в некоторых крупных компаниях для распространения информации, одновременного обновления рабочих станций или синхронизации часов рабочих станций и серверов.
Некоторые веб- радио экспериментируют с многоадресным потоком для трансляции своих программ; поскольку в 2010 г. сетевые операторы в целом не поддерживали этот тип потоков, их распространение остается ограниченным: например, кампус .
На данный момент (2010 г.) многоадресная рассылка не имеет приложений, которые могли бы удовлетворить энтузиазм широкой публики. Отсутствие знаний о протоколах многоадресной маршрутизации у поставщиков и операторов связано с этим. Отсутствие какой-либо стандартной системы контроля аудитории также демотивирует контент-провайдеров.
Примечания и ссылки
- ↑ А точнее сетевые адаптеры на этих машинах
- ↑ Метод, рекомендованный Cisco в рекламных проспектах
- ↑ (в) Стив Диринг , « хост — расширения для IP многоадресной передачи » Запрос на комментарии п O 988, Июль 1986 г. .
- ↑ (в) Стив Диринг , « хост — расширения для IP многоадресной рассылки » Запрос комментариев п о 1112, Август 1989 г. .
- ↑IP-адреса многоадресной рассылки
- ↑ (в) Supratik Бхаттачариа, » Обзор Source-Specific Multicast (SSM) ,» Запрос комментариев п о 3569, Июль 2003 г. .
- ↑ (в) Дэвид Мейер, Питер Лотберг(УО) , « GLOP Адресация в 233/8 » Запрос на комментарии п о 2770, Февраль 2000 г. .
- ↑ (в) Стив Диринг , Роберт инден, « IP версии 6 Решение Архитектура » Запрос комментариев п о 4291, Февраль 2006 г. .
- ↑Реестр многоадресного адресного пространства IPv6
Смотрите также
Статьи по Теме
- IEEE 802.1aq
- одноадресная передача
- трансляция (компьютер)
- Mbone
- ODMRP
- 3.1 IPv4