UNIX: разработка сетевых приложений

Рис. 21.2. Формат адресов многоадресной передачи IPv6

Существует несколько специальных адресов многоадресной передачи Ipv6:

■ 

— это группа всех узлов (all-nodes group). Все узлы подсети (компьютеры, маршрутизаторы, принтеры и т.д.), имеющие возможность многоадресной передачи, должны присоединиться к этой группе всеми своими интерфейсами, поддерживающими многоадресную передачу. Этот адрес аналогичен адресу многоадресной передачи IPv4 224.0.0.1. Однако поскольку многоадресная передача является неотъемлемой частью IPv6, присоединение к группе является обязательным (в отличие от IPv4).

■

— группа всех маршрутизаторов (all-routers group). Все маршрутизаторы многоадресной передачи в подсети должны присоединиться к этой группе интерфейсами, поддерживающими многоадресную передачу. Он аналогичен адресу многоадресной передачи IPv4 224.0.0.2.

Область действия адресов многоадресной передачи

Адреса многоадресной передачи IPv6 имеют собственное 4-разрядное поле области действия (scope), определяющее, насколько «далеко» будет передаваться пакет многоадресной передачи. Пакеты IPv6 вообще имеют поле предела количества транзитных узлов, которое ограничивает количество передач через маршрутизаторы (hop limit field). Поле области действия может принимать следующие значения:

■ 1: локальная в пределах узла (node-local);

■ 2: локальная в пределах физической сети (подсети) (link-local);

■ 4: локальная в пределах области администрирования (admin-local);

■ 5: локальная в пределах сайта (site-local);

■ 8: локальная в пределах организации (organization-local);

■ 14: глобальная (global).

Оставшиеся значения — это еще не присвоенные либо зарезервированные значения. Дейтаграмма, локальная в пределах узла, не должна выводиться интерфейсом, а дейтаграмма, локальная в пределах сети, никогда не должна передаваться в другую сеть маршрутизатором. Что понимается под областью администрирования, сайтом или организацией, зависит от администраторов маршрутизаторов многоадресной передачи. Адреса многоадресной передачи IPv6, различающиеся только областью действия, считаются относящимися к разным группам.

В IPv4 нет отдельного поля области действия для многоадресных пакетов. Исторически поле TTL IPv4 в заголовке IP выполняло также роль поля области действия многоадресной передачи: TTL, равное нулю, означает адрес, локальный в пределах узла, 1 — локальный в пределах сети, значения до 32 — локальный в пределах сайта, до 64 — локальный в пределах региона, до 128 — локальный в пределах континента (это означает, что пакеты не передаются по низкоскоростным и загруженным каналам, даже если они проложены в пределах одного континента) и до 255 — неограниченная область действия (глобальный). Двойное использование поля TTL привело к ряду сложностей, подробно описанных в документе RFC 2365 [75].

Хотя использование поля TTL IPv4 для области действия является принятой и рекомендуемой практикой, предпочтительнее административное управление областями действия, если оно возможно. При этом диапазон адресов от 239.0.0.0 до 239.255.255.255 определяется как пространство многоадресной передачи IPv4 с административным ограничением области действия (administratively scoped IPv4 multicast space) [75]. Это верхняя граница пространства адресов многоадресной передачи. Адреса в этом диапазоне задаются организацией локально, но их уникальность за пределами организации не гарантируется. Организация должна настроить свои пограничные маршрутизаторы многоадресной передачи таким образом, чтобы пакеты многоадресной передачи, предназначенные для любого из этих адресов, не передавались вовне.

Административно управляемые адреса многоадресной передачи IPv4 затем делятся на локальную область действия и локальную в пределах организации область действия, первая из которых аналогична (но не является семантическим эквивалентом) области действия IPv6, локальной в пределах сайта. Различные правила определения области действия мы приводим в табл. 21.1.

Таблица 21.1. Область действия адресов многоадресной передачи IPv4 и IPv6

Область действия	Значение поля области действия в IPv6	Значение поля TTL в IPv4	Административное управление областью действия в IPv4
Локальная в пределах узла	1	0
Локальная в пределах сети	2	1	от 224.0.0.0 до 224.0.0.255
Локальная в пределах сайта	5	<32	от 239.255.0.0 до 239.255.255.255
Локальная в пределах организации	8		от 239.192.0.0 до 239.195.255.255
Глобальная	14	<255	от 224.0.1.0 до 238.255.255.255

Сеансы многоадресной передачи

Сочетание адреса многоадресной передачи IPv4 или IPv6 и порта транспортного уровня часто называется сеансом (session), особенно если речь идет о передаче потокового мультимедиа. Например, телеконференция может объединять два сеанса: один аудио- и один видео-. Практически во всех случаях сеансы используют разные порты, а иногда и разные группы, что обеспечивает определенную гибкость для получателей. Например, один клиент может получать только аудиопоток, тогда как другой — аудио- и видео-. Если бы сеансы использовали один и тот же групповой адрес, это было бы невозможно.

21.3. Сравнение многоадресной и широковещательной передачи в локальной сети

Вернемся к примерам, представленным на рис. 20.2 и 20.3, чтобы показать, что происходит в случае многоадресной передачи. В примере, показанном на рис. 21.3, мы будем использовать IPv4, хотя для IPv6 последовательность операций будет такой же.

Рис. 21.3. Пример многоадресной передачи дейтаграммы UDP

Принимающее приложение на узле, изображенном справа, запускается и создает сокет UDP, связывает порт 123 с сокетом и затем присоединяется к группе 224.0.1.1. Мы вскоре увидим, что операция «присоединения» выполняется при помощи вызова функции

. Когда это происходит, уровень IPv4 сохраняет внутри себя информацию и затем сообщает соответствующему канальному уровню, что нужно получить кадры Ethernet, предназначенные адресу (см. раздел 12.11 [128]). Это соответствующий IP-адресу многоадресной передачи адрес Ethernet, к которому приложение только что присоединилось (с учетом сопоставления адресов, показанного на рис. 21.1).