《IP多播网络的设计与部署(第1卷)》——2.1 多播地址

简介:

本节书摘来异步社区《IP多播网络的设计与部署(第1卷)》一书中的第2章,第2.1节,作者:【美】Beau Williamson,更多章节内容可以访问云栖社区“异步社区”公众号查看

2.1 多播地址

IP多播网络的设计与部署(第1卷)
与单播IP地址唯一地识别单个IP主机不同,多播IP地址指定了一个任意的IP主机组,这些主机加入到该组中,并希望接收发往该组的流量。本节将讨论IP多播地址的格式及其分配方式。

2.1 多播地址

2.1.1 IP D类地址

Internet地址指派机构(Internet Assigned Number Authority,IANA)已经把IP多播地址分配给旧有的D类地址空间。D类空间的地址在其第一个字节的前4位,用二进制值1110来识别,如图2-1所示。因此,IP多播地址的范围是224.0.0.0~239.255.255.255。

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注意

随着无类域间路由(CIDR)的使用,有类IP地址的使用遭到了遗弃。CIDR可以忽略旧有的A、B、C类等固定网络地址的界限,而是使用网络前缀/掩码来替代。这使得有限的IP地址空间的分配伴随着Internet规模的扩大而变得更有效率。然而,人们还是经常将IP多播地址称为D类地址。

2.1.2 已分配的多播地址

IANA控制着IP多播地址的分配。在向IANA申请一块IP多播地址空间,以作公司使用之前,你需要明白,IP多播地址空间是一种有限的资源。因此,如果没有非常好的理由,IANA是非常不情愿分配任意一块IP地址空间的。IANA当然也不会为你分配一块专供你使用的一块IP多播地址空间。此外,如果没有相当好的技术理由,IANA通常不会为新的应用程序分配单独的IP多播地址。相反,他们倾向于为特定的网络协议分配单独的IP多播地址。这意味着整个Internet必须以某种动态的合作的方式,共享剩余未分配的IP多播地址空间。这一情形使得在需要多播地址时,可以将其进行动态分配或租用(如同在动态主机配置协议[DHCP]模型中那样),而在不使用多播地址时,将其释放,以供他人使用。下面几节将讨论一些为特定协议预留的IP多播地址。

当前,动态IP多播地址分配使用最为广泛的方法是会话目录(Session Directory)程序(第4章将详细讲解会话目录程序)。然而,SDR为了避免IP多播地址冲突而使用的技术,不能扩展应用到几千个活跃的多播组中。在写作本书之时,IETF正在进行的大量工作:要么是修改SDR,以使其良好扩展;要么是定义并实施某些新形式的动态多播地址分配。

注意

给你新开发的应用分配一个硬编码的预留的多播地址,这一行为不但被Internet机构认为相当自私,而且对你个人来说,应用程序以这种方式操作并不符合你的最佳利益。更合适的方法是,将你的多播应用设计为在它启动时,可以把IP多播地址和端口号作为参数传递。这将使得应用更加灵活,并确保在将来开发出新的动态多播地址分配方案后,该应用继续可以使用。
1.本地链路多播地址
IANA预留了224.0.0.0~224.0.0.255的地址范围,以供本地网络段上的网络协议使用。具有该范围内的地址的数据包属于本地范围,不会被IP路由器转发出去(不论其生存期[TTL]的值有多大),因此只能在本地网络传递。碰巧将这些多播数据包转发到本地子网之外的路由器被网络管理员亲切地称为坏掉的路由器(broken router)。

表2-1是预留的多播地址表的一部分,直接摘自于IANA的数据库。该表列出了预留的本地链路地址、这些地址被分配给那些哪些网络协议功能,以及请求该地址的个人或与协议相关的RFC。

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例如,IP多播地址224.0.0.1已经被分配给所有主机,22.4.0.0.2已经被分配给所有的多播路由器。这两个多播地址被IGMP广泛使用。多播主机使用IGMP来向本地连接的路由器通告:它们需要加入一个多播组(见第3章)。

例如,开放最短路径转发(OSPF)路由协议使用本地子网多播地址。如果在网络中使用OSPF,可以看到数据包会传送到网络中224.0.0.5和224.0.0.6的多播地址。这些地址允许OSPF路由器分别向所有OSPF路由器或所有OSPF指定路由器传送重要的OSPF数据。

2.其他预留的地址
通常,IANA为网络协议或超出224.0.1.xxx地址外围的网络应用分配单独的多播地址。多播路由器会转发这些多播地址,这与在224.0.0.xxx地址范围中的多播地址不同。在224.0.0.xxx范围中的多播地址属于本地范畴,而且从来不会被路由器转发。

表2-2是这些单独的多播地址分配的部分列表。

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2.1.3 管理范围的多播地址

除了前面讲解的多播地址范围之外,IANA还预留了239.0.0.0~239.255.255.255的地址范围作为管理范围的地址,以供在私有的多播领域内使用。这些地址实际上和预留的IP单播范围(如在RFC 1918中定义的10.0.0.0/8)很相似,IANA不会将它们分配给任何组或协议。因此,从理论上讲,网络管理员可以在某个领域内自由使用这一范围内的多播地址,而不用担心会和Internet上其他地方的地址发生冲突。管理范围的地址的使用也有助于节约有限的多播地址空间,这是因为它们可以在网络的不同区域内重复使用。事实上,网络管理员必须配置他们的多播路由器,以确保这一地址范围内的多播流量不会穿越其多播领域。欲知更多详情,请参见本章后面的“管理范围的边界”一节。

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