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.
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.
MAC-адрес Ethernet
В сети адреса IPv4 представлены с использованием десятичной системы счисления с десятичной базой и двоичной системы счисления с основанием 2. Адреса IPv6 и адреса Ethernet представлены с использованием базовой шестнадцатеричной системы счисления. Чтобы понять шестнадцатеричную систему, вы должны сначала быть знакомы с двоичной и десятичной.
Шестнадцатеричная система счисления, в которой используются цифры от 0 до 9 и буквы от A до F.
MAC-адрес Ethernet состоит из 48-битного двоичного значения. Шестнадцатеричный используется для идентификации адреса Ethernet, так как одна шестнадцатеричная цифра представляет четыре бита. Таким образом 48-разрядный MAC-адрес Ethernet может быть выражен только с помощью 12 шестнадцатеричных значений.
На рисунке сравниваются эквивалентные десятичные и шестнадцатеричные значения для двоичных файлов 0000 до 1111.
Рисунок состоит из трех столбцов, показывающих десятичные и шестнадцатеричные эквиваленты выбранных 4-битных двоичных чисел. Слева направо заголовки столбцов: десятичный, двоичный и шестнадцатеричный. Каждый столбец имеет 16 строк под заголовком.
Десятичные и двоичные эквиваленты для шестнадцатеричных значений от 0 до F
Если 8 бит (1 байт) — это общепринятая бинарная группа, то двоичный код 00000000–11111111 может быть представлен в шестнадцатеричной системе счисления как диапазон 00–FF, как показано на рисунке.
Рисунок состоит из трех столбцов, показывающих десятичные и шестнадцатеричные эквиваленты выбранных 8-битных двоичных чисел. Слева направо заголовки столбцов: десятичный, двоичный и шестнадцатеричный. Каждый столбец имеет 18 строк под заголовком.
Выбранные десятичные, двоичные и шестнадцатеричные эквиваленты
Чтобы заполнить 8-битное представление, всегда отображаются ведущие нули. Например, двоичное значение 0000 1010 показано в шестнадцатеричной системе как 0A.
Шестнадцатеричные числа часто представлены значением, предшествующим 0x (например, 0x73), чтобы различать десятичные и шестнадцатеричные значения в документации.
Шестнадцатеричное число также может быть представлено индексом 16 или шестнадцатеричным числом, за которым следует H (например, 73H).
Возможно, вам придется конвертировать между десятичными и шестнадцатеричными значениями. При необходимости такого преобразования обычно проще преобразовать десятичное или шестнадцатеричное значение в двоичное, а затем преобразовать двоичное значение соответственно либо в десятичное, либо в шестнадцатеричное.
MAC-адрес Ethernet
Каждое устройство в сети Ethernet подключено к одной и той же общей среде передачи данных. MAC-адрес используется для определения источника и места назначения в локальной сети Ethernet. MAC-адресация предоставляет метод идентификации устройств на более низком уровне модели OSI.
MAC-адрес Ethernet — это 48-битный адрес, выраженный с использованием 12 шестнадцатеричных цифр, как показано на рисунке. Поскольку байт равен 8 битам, мы также можем сказать, что MAC-адрес имеет длину 6 байтов.
На диаграмме показано, что MAC-адрес состоит из 48 бит. Эти 48 бит можно разделить на двенадцать 4-битных групп или 12 шестнадцатеричных цифр. Объединение двух шестнадцатеричных цифр вместе делает байт, поэтому 48 бит также эквивалентен 6 байтам.
Все MAC-адреса должны быть уникальными для устройства Ethernet или интерфейса Ethernet. Для этого все поставщики, продающие устройства Ethernet, должны зарегистрироваться в IEEE, чтобы получить уникальный 6-й шестнадцатеричный (т.е. 24-битный или 3-байтовый) код, называемый организационно уникальным идентификатором (OUI).
Когда поставщик назначает MAC-адрес устройству или интерфейсу Ethernet, поставщик должен выполнить следующие действия:
- Используют свой назначенный OUI в качестве первых 6 шестнадцатеричных цифр.
- Назначая уникальное значение в последних 6 шестнадцатеричных цифрах.
Таким образом MAC-адрес Ethernet состоит из 6 шестнадцатеричного кода OUI поставщика, за которым следует 6 шестнадцатеричных значений, назначенных поставщиком, как показано на рисунке.
первые шесть шестнадцатеричных цифр MAC-адреса (первые 6 шестнадцатеричных цифр или первые 3 байта) является уникальным идентификатором организации, а последние шесть шестнадцатеричных цифр присваиваются поставщику
Например, предположим, что Cisco необходимо назначить уникальный MAC-адрес новому устройству. IEEE присвоил Cisco OUI 00-60-2F. Затем Cisco настроили устройство с уникальным кодом поставщика, таким как 3A-07-BC. Таким образом, MAC-адрес Ethernet этого устройства будет 00-60-2F-3A-07-BC.
Поставщик несет ответственность за то, чтобы ни одному из его устройств не был присвоен одинаковый MAC-адрес. Тем не менее, дубликаты MAC-адресов могут существовать из-за ошибок, допущенных во время производства, ошибок, допущенных в некоторых методах реализации виртуальных машин, или изменений, сделанных с помощью одного из нескольких программных средств. В любом случае MAC-адрес необходимо будет изменить в новой сетевой плате или программном обеспечении.
Обработка кадров
MAC-адрес часто называется «встроенным» или «зашитым» адресом (burned-in address, BIA), поскольку исторически сложилось так, что он записывается в ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) на сетевой плате. Это означает, что адрес вносится в чип ПЗУ на аппаратном уровне без возможности дальнейшего изменения.
Примечание: Операционные системы и сетевые платы современных компьютеров поддерживают возможность изменения MAC-адреса с помощью программ. Это удобно при попытке получения доступа к сети, в которой используется фильтрация на основе BIA. Следовательно, фильтрация или отслеживание трафика на основе MAC-адреса более не является надежным способом.
При запуске компьютера сетевая плата сначала копирует MAC-адрес из ПЗУ в ОЗУ. Когда устройство пересылает сообщение в сеть Ethernet, оно добавляет к кадру информацию заголовка.
- MAC-адрес источника — Это MAC-адрес сетевой платы устройства источника.
- MAC-адрес назначения — Это MAC-адрес сетевой карты устройства назначения.
Нажмите кнопку «Воспроизведение», чтобы просмотреть видеоролик о процессе пересылки кадра.
Анимация содержит топологию, состоящую из коммутатора со ссылками на четыре хост-компьютера с надписью H1, H2, H3 и H4. H1 говорит — Мне нужно отправить информацию на H3. На экране ПК появится кадр, а над ПК появится расширенный вид кадра. Кадр состоит из адресации в кадре и данных. Адрес назначения CC:CC:CC:CC:CC:CC:CC, адрес источника AA:AA:AA:AA:AA:AA и часть данных которые инкапсулируются в кадр. Кадр из H1 пересылается в коммутатор. Затем коммутатор пересылает кадр через каждый интерфейс, кроме интерфейса, подключенного к H1. Когда H2 и H4 получать кадр, и они говорят, что это не адресовано им. Я буду это игнорировать. Когда H3 получает кадр, он говорит Это предназначено мне.
При поступлении кадра Ethernet на сетевую плату она проверяет MAC-адрес назначения, чтобы определить, совпадает ли он с физическим MAC-адресом устройства, сохраненным в ОЗУ. Если не удается обнаружить совпадения, устройство отклоняет кадр. При наличии совпадения сетевая плата передает кадр вверх по уровням модели OSI, где происходит процесс деинкапсуляции.
Примечание: Сетевые платы устройств Ethernet принимают кадры также в том случае, если MAC-адрес назначения является широковещательной рассылкой или группой многоадресной рассылки, в которую включен узел.
Любое устройство, которое является источником или адресатом кадра Ethernet, будет иметь сетевой адаптер Ethernet и, следовательно, MAC-адрес. К ним относятся рабочие станции, серверы, принтеры, мобильные устройства и маршрутизаторы.
Индивидуальный (одноадресный) MAC-адрес
В сети Ethernet для одноадресной, многоадресной и широковещательной рассылки уровня 2 используются разные MAC-адреса.
Индивидуальный MAC-адрес — это уникальный адрес, который используется при отправке кадра от одного передающего устройства к одному устройству назначения.
Нажмите Воспроизвести, чтобы просмотреть, как обрабатывается одноадресный кадр. В этом примере MAC-адрес назначения и IP-адрес назначения являются одноадресные адреса.
Анимация показывает хост с IPv4-адресом 192.168.1.5 (источник), запрашивающий веб-страницу с сервера с одноадресным IPv4-адресом 192.168.1.200. Анимация содержит топологию, состоящую из хост-компьютера с именем H1, связанного с коммутатором. Коммутатор имеет подключения к трем другим хост-компьютерам и двум серверам. В нижней части анимации находится расширенный вид ethernet кадр. Кадр состоит из MAC-адреса назначения 00-07-E9-42-AC-28, MAC-адреса источника 00-07-E9-63-CE-53, IP-адреса источника 192.168.1.5, IP-адреса назначения 192.168.1.200, пользовательских данных и концевика. Часть IP-пакета кадра — это IP-адрес источника, IP-адрес назначения и пользовательские данные. В анимации H1 говорит, что мне нужно отправить этот кадр на сервер. Отправка кадра от H1 до коммутатора. Затем коммутатор пересылает кадр на сервер с IP-адресами и MAC-адресами, соответствующими IP-адресу и MAC-адресу назначения.
В примере, показанном в анимации, узел с IPv4-адресом 192.168.1.5 (источник) запрашивает веб-страницу с сервера с IPv4-адресом одноадресной рассылки 192.168.1.200. 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.
Для определения MAC-адреса назначения на узле источника используется протокол разрешения адресов (ARP). Процесс, который использует хост-источник для определения MAC-адреса назначения, связанного с адресом IPv6, называется Neighbor Discovery (ND).
Примечание: MAC-адрес источника всегда должен быть адресом одноадресной рассылки (индивидуальным).
MAC-адрес широковещательной рассылки
Кадр широковещательной передачи Ethernet принимается и обрабатывается каждым устройством в локальной сети Ethernet. Функции широковещательной сети Ethernet заключаются в следующем:
- MAC-адрес назначения — это адрес FF-FF-FF-FF-FF-FF в шестнадцатеричном формате (48 разрядов в двоичном формате).
- Он пересылается через все порты коммутатора Ethernet, кроме входящего порта.
- Он не пересылается маршрутизатором.
Если инкапсулированные данные являются широковещательным пакетом IPv4, это означает, что пакет содержит целевой IPv4-адрес, который имеет все единицы (1) в хост-части. Эта нумерация в адресе означает, что все узлы в локальной сети (домене широковещательной рассылки) получат и обработают пакет.
Нажмите Воспроизвести в анимации, чтобы посмотреть, как обрабатывается широковещательный кадр. В этом примере MAC-адрес назначения и IP-адрес назначения являются широковещательным.
Анимация показывает исходный хост, отправляющий широковещательный пакет IPv4 на все устройства в его сети. Анимация показывает топологию, состоящую из компьютера с именем H1, связанного с коммутатором. Коммутатор имеет подключения к трем другим компьютерам и двум серверам. В нижней части анимации находится развернутый вид кадра Ethernet. Кадр состоит из MAC-адреса назначения FF-FF-FF-FF-FF-FF , MAC-адреса источника 00-07-E9-63-CE-53, IP-адреса источника 192.168.1.5, IP-адреса назначения 192.168.1.255, пользовательских данных и концевика. Часть кадра с IP-пакетами — это IP-адрес источника, IP-адрес назначения и данные пользователя. В анимации H1 говорит, что мне нужно отправить данные всем хостам в сети. Кадр отправляется с H1 на коммутатор. Коммутатор затем пересылает кадр через все его интерфейсы, кроме того, подключенного к H1. Три других хоста ПК и два сервера получают кадры.
Как показано в анимации, узел источника отправляет IPv4-пакет широковещательной рассылки на все устройства в сети. IPv4-адрес назначения (192.168.1.255) — это адрес широковещательной рассылки. Если IPv4-пакет широковещательной рассылки инкапсулирован в кадре Ethernet, MAC-адрес назначения является MAC-адресом широковещательной рассылки в шестнадцатеричном формате FF-FF-FF-FF-FF-FF (48 единиц в двоичном формате).
DHCP для IPv4 является примером протокола, который использует широковещательные адреса Ethernet и IPv4.
Однако не все широковещательные сети Ethernet имеют широковещательный пакет IPv4. Например, запросы ARP не используют протокол IPv4, но сообщение ARP отправляется как широковещательная сеть Ethernet.
MAC-адрес многоадресной рассылки
Кадр многоадресной передачи Ethernet принимается и обрабатывается группой устройств в локальной сети Ethernet, принадлежащих к той же группе многоадресной рассылки. Функции многоадресной рассылки Ethernet заключаются в следующем:
- Существует MAC-адрес назначения 01-00-5E, когда инкапсулированные данные являются многоадресным пакетом IPv4, и MAC-адрес назначения 33-33, когда инкапсулированные данные являются многоадресным пакетом IPv6.
- Существуют другие зарезервированные MAC-адреса назначения многоадресной рассылки для тех случаев, когда инкапсулированные данные не являются IP-адресами, например протокол STP и протокол обнаружения уровня канала (LLDP).
- Он рассылается на все порты коммутатора Ethernet, за исключением входящего порта, если коммутатор не настроен для многоадресного отслеживания.
- Он не пересылается маршрутизатором, если маршрутизатор не настроен на маршрутизацию многоадресных пакетов.
Если инкапсулированные данные являются многоадресным IP-пакетом, устройствам, которые принадлежат многоадресной группе, назначается IP-адрес многоадресной группы. Диапазон IPv4-адресов многоадресной рассылки — от 224.0.0.0 до 239.255.255.255. Диапазон IPv6-адресов многоадресной рассылки начинается с FF00:: /8. Поскольку адреса многоадресной рассылки представляют собой группу адресов (которая иногда называется также группой узлов), они используются только как адреса назначения пакета. Источник всегда имеет адрес одноадресной рассылки.
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 связан и использует информацию адресации от адреса многоадресной рассылки IPv4 или IPv6.
Нажмите Воспроизвести, чтобы просмотреть, как обрабатывается многоадресный кадр. В этом примере MAC-адрес назначения и IP-адрес назначения являются многоадресными адресами.
Анимация показывает исходный хост, отправляющий многоадресный кадр устройствам, принадлежащим к группе многоадресной рассылки. Анимация имеет топологию, состоящую из компьютера с именем H1, связанного с коммутатором. Коммутатор имеет подключения к трем другим компьютерам и двум серверам. В нижней части анимации находится развернутый вид кадра Ethernet. Кадр состоит из MAC-адреса назначения MAC 01-00-5E-00-00-C8, MAC-адрес источник 00-07-E9-63-CE-53, IP-адрес источника 192.168.1.5, IP-адрес назначения 224.0.0.200, пользовательских данных и концевика. Часть кадра с IP-пакетами — это IP-адрес источника, IP-адрес назначения и данные пользователя. В анимации H1 говорит, что мне нужно отправить данные группе хостов в сети. Кадр отправляется с H1 на коммутатор. Коммутатор затем пересылает кадр только на устройства в группе многоадресной рассылки. Два из трех хостов ПК и один сервер получают многоадресный кадр.
Протоколы маршрутизации и другие сетевые протоколы используют многоадресную адресацию. Такие приложения, как программное обеспечение для обработки видео и изображений, также могут использовать многоадресную адресацию, хотя многоадресные приложения встречаются не так часто.
Многоадресная рассылка
Аннотация: Одноадресная передача (Unicast); широковещательная передача (Broadcast); многоадресная рассылка (Multicast).
В современных IP -сетях существует три способа отправки пакетов от источника к приемнику:
- одноадресная передача (Unicast);
- широковещательная передача (Broadcast);
- многоадресная рассылка (Multicast).
При одноадресной передаче поток данных передается от узла-отправителя на индивидуальный IP — адрес конкретного узла-получателя. Широковещательная передача предусматривает доставку потока данных от узла-отправителя множеству узлов-получателей, подключенных к сети, с использованием широковещательного IP -адреса.
Многоадресная рассылка обеспечивает доставку потока данных группе узлов на IP — адрес группы многоадресной рассылки. У этой группы нет физических или географических ограничений: узлы могут находиться в любой точке мира. Узлы, которые заинтересованы в получении данных для определенной группы, должны присоединиться к этой группе (подписаться на рассылку) при помощи протокола IGMP ( Internet Group Management Protocol , межсетевой протокол управления группами). После этого пакеты многоадресной рассылки IP , содержащие в поле назначения заголовка групповой адрес , будут поступать на этот узел и обрабатываться.
Многоадресная рассылка имеет ряд преимуществ при работе таких приложений, как видеоконференции, корпоративная связь , дистанционное обучение, видео- и аудиотрансляции и т.д., т.к. позволяет значительно повысить эффективность использования полосы пропускания и распределения информации среди больших групп получателей. Во-первых, отправитель может один раз передать единственную копию пакета данных всем членам группы, а не рассылать множество его копий. Во-вторых, благодаря передаче только одной копии пакета снижается перегрузка канала связи.
Особенностью многоадресной рассылки является то, что она использует в качестве протокола транспортного уровня протокол UDP , который не гарантирует успешную доставку пакетов в отличие от протокола TCP .
Адресация многоадресной IP-рассылки
Источник многоадресного трафика направляет пакеты многоадресной рассылки не на индивидуальные IP -адреса каждого из узлов-получателей, а на групповой IP — адрес . Групповые адреса определяют произвольную группу IP -узлов, присоединившихся к этой группе и желающих получать адресованный ей трафик.
Агентство IANA ( Internet Assigned Numbers Authority , «Агентство по выделению имен и уникальных параметров протоколов Интернета»), которое управляет назначением групповых адресов, выделило для многоадресной рассылки адреса IPv4 класса D в диапазоне от 224.0.0.0 до 239.255.255.255 . Адреса, назначенные IANA , приведены в таблице ниже. Более подробную информацию о зарегистрированных адресах можно получить на Web-сайте: http://www.iana.org/assignments/multicast-addresses/multicast-addresses.xhtml#multicast-addresses-12
| Диапазон | Описание |
|---|---|
| 224.0.0.0 — 224.0.0.255 | Блок управления локальной сети (Local Network Control Block). Адреса этого диапазона зарезервированы для использования сетевыми протоколами в сегментах локальных сетей |
| 224.0.1.0 — 224.0.1.255 | Межсетевой блок управления ( Internetwork Control Block ). Адреса из этого диапазона используются для трафика управления протоколов, который может быть передан через Интернет |
| 224.0.2.0 — 224.0.255.255 | Блок AD-HOC I (AD-HOC Block I). Используется для приложений, которые не попадают в блок управления локальной сетью и межсетевой блок управления |
| 224.1.0.0 — 224.1.255.255 | Зарезервировано |
| 224.2.0.0 — 224.2.255.255 | Блок SDP / SAP ( SDP / SAP Block). Этот диапазон адресов используется для приложений, которые получают адреса через протокол SAP для использования через приложения подобные SDR |
| 224.3.0.0 — 224.4.255.255 | Блок AD-HOC II (AD-HOC Block II). Используется для приложений, которые не попадают в блок управления локальной сетью и межсетевой блок управления |
| 224.5.0.0 — 224.255.255.255 | Зарезервировано |
| 225.0.0.0 — 231.255.255.255 | Зарезервировано |
| 232.0.0.0 — 232.255.255.255 | Блок специфичной для источника многоадресной рассылки (Source-Specific Multicast Block). Этот диапазон адресов зарезервирован для протокола SSM , который представляет собой расширение протокола PIM |
| 233.0.0.0 — 233.251.255.255 | Блок GLOP (GLOP Block). Этот диапазон адресов зарезервирован для использования в качестве адресов, статически определяемых организациями с зарезервированным номером автономной системы |
| 233.252.0.0 — 233.255.255.255 | Блок AD-HOC III (AD-HOC Block III). Этот диапазон известен как расширенный GLOP (EGLOP, Extended GLOP) |
| 234.0.0.0 — 238.255.255.255 | Зарезервировано |
| 239.0.0.0 — 239.255.255.255 | Блок административно ограниченных адресов (Administratively Scoped Block). Эти адреса могут локально использоваться внутри домена |
Использование групповых IP -адресов из блока с административным ограничением наиболее удобно при организации многоадресной рассылки в локальной сети предприятия или организации. В соответствии с RFC 2365 «Administratively Scoped IP Multicast » подсеть 239.192.0.0/14 выделена для частного использования и определена как локальная область организации IPv4.
Формат IP -адреса класса D показан в табл. 18.2. Первые 4 бита адреса всегда равны 1110 , остальные 28 бит используются для идентификации конкретной группы получателей многоадресного трафика.
| 1110 | Multicast ID |
|---|---|
| Первые 4 бита | 28 бит |
МАС-адреса групповой рассылки
Рабочие станции локальной сети получают и обрабатывают кадры только в случае совпадения МАС-адреса назначения кадра с их собственным МАС-адресом или если МАС- адрес — широковещательный. При использовании многоадресной рассылки необходимо, чтобы несколько узлов могли получать поток данных с общим МАС-адресом. Одним из способов, позволяющих достичь этого, является преобразование группового IP -адреса в МАС- адрес .
В спецификации IEEE 802.3 определена возможность указания типа МАС-адреса назначения: индивидуальный или групповой (широковещательный или многоадресный). Для этого используется первый бит поля адреса назначения ( Destination Address ) кадра Ethernet . Если значение бита равно 1 , это указывает на то, что кадр предназначен для группы или для всех узлов сети ( широковещательный адрес имеет вид 0xFF-FF-FF-FF-FF-FF ).
МАС- адрес групповой рассылки начинается с префикса, состоящего из 18 битов — 0х01-00-5Е . Следующий, 25-й бит (или бит высокого порядка) приравнивается к 0 . Последние 23 бита МАС-адреса формируются из 23 младших битов группового IP -адреса. Это проиллюстрировано на рис. 18.1 .
Рис. 18.1. Преобразование группового IP-адреса в адрес МАС-адрес групповой рассылки
Поскольку при преобразовании теряются 5 битов 1-го октета IP -адреса, получившийся адрес не является уникальным. Каждому МАС-адресу соответствует 32 IP -адреса групповой рассылки. Это необходимо учитывать при назначении IP -адресов многоадресной рассылки.
В протоколе IPv6 при использовании многоадресной передачи данных также необходимо, чтобы несколько узлов могли получать поток данных с общим MAC-адресом. MAC- адрес групповой передачи протокола IPv6 начинается с префикса, состоящего из 16 бит – 0х33-33. Следующие 32 бита формируются из последних 32 бит идентификатора многоадресной группы ( Group ID ). Например:
FF02::2 =33-33-00-00-00-02; FF02::1:FF5C:B300= 33-33-FF-5C-B3-00
Подписка и обслуживание групп
Протокол IGMP используется для динамической регистрации отдельных узлов в многоадресной группе локальной сети. Узлы сети определяют принадлежность к группе, посылая IGMP -сообщения на свой локальный многоадресный маршрутизатор . По протоколу IGMP маршрутизаторы (коммутаторы L3) получают IGMP -сообщения и периодически посылают запросы, чтобы определить, какие группы активны или не активны в данной сети.
В общем случае протокол IGMP определяет следующие типы сообщений :
- запрос о принадлежности к группе (Membership Query);
- ответ о принадлежности к группе (Membership Report);
- сообщение о выходе из группы ( Leave Group Message).
В настоящее время существуют три версии протокола IGMP :
- IGMP версии 1 ( IGMP vl, описан в RFC 1112);
- IGMP версии 2 ( IGMP v2, описан в RFC 2236);
- IGMP версии 3 ( IGMP v3, описан в RFC 337б).
Протокол IGMP используется только в сетях с адресацией IPv4, так как в сетях с адресацией IPv6 групповая передача пакетов реализована по -другому.