IPv4与IPv6组播地址
IPv4与IPv6组播地址
组播地址
为了使组播源和组播组成员进行通信,需要提供网络层组播,使用IP组播地址。同时,为了在本地物理网络上实现组播信息的正确传输,需要提供链路层组播,使用组播MAC地址。组播数据传输时,其目的地不是一个具体的接收者,而是一个成员不确定的组,所以需要一种技术将IP组播地址映射为组播MAC地址。
IPv4组播地址
IANA(Internet
Assigned Numbers
Authority,互联网编号分配委员会)将D类地址空间分配给IPv4组播使用。IPv4地址一共32位,D类地址最高4位为1110,因此地址范围从224.0.0.0到239.255.255.255,具体分类及含义见表1。
表 IPv4组播地址的范围及含义
地址范围 | 含义 |
---|---|
224.0.0.0~224.0.0.255 | 永久组地址。IANA为路由协议预留的IP地址(也称为保留组地址),用于标识一组特定的网络设备,供路由协议、拓扑查找等使用,不用于组播转发。常见的永久组地址如表2所示。 |
224.0.1.0~231.255.255.255 233.0.0.0~238.255.255.255 | ASM组播地址,全网范围内有效。 说明: 其中,224.0.1.39和224.0.1.40是保留地址,不建议使用。 |
232.0.0.0~232.255.255.255 | 缺省情况下的SSM组播地址,全网范围内有效。 |
239.0.0.0~239.255.255.255 | 本地管理组地址,仅在本地管理域内有效。在不同的管理域内重复使用相同的本地管理组地址不会导致冲突。 |
永久组地址 | 含义 |
---|---|
224.0.0.0 | 不分配 |
224.0.0.1 | 网段内所有主机和路由器(等效于广播地址) |
224.0.0.2 | 所有组播路由器 |
224.0.0.3 | 不分配 |
224.0.0.4 | DVMRP(Distance Vector Multicast Routing Protocol,距离矢量组播路由协议)路由器 |
224.0.0.5 | OSPF(Open Shortest Path First,开放最短路径优先)路由器 |
224.0.0.6 | OSPF DR(Designated Router,指定路由器) |
224.0.0.7 | ST(Shared Tree,共享树)路由器 |
224.0.0.8 | ST主机 |
224.0.0.9 | RIP-2(Routing Information Protocol version 2,路由信息协议版本2)路由器 |
224.0.0.11 | 移动代理(Mobile-Agents) |
224.0.0.12 | DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol,动态主机配置协议)服务器/中继代理 |
224.0.0.13 | 所有PIM(Protocol Independent Multicast,协议无关组播)路由器 |
224.0.0.14 | RSVP(Resource Reservation Protocol,资源预留协议)封装 |
224.0.0.15 | 所有CBT(Core-Based Tree,有核树)路由器 |
224.0.0.16 | 指定SBM(Subnetwork Bandwidth Management,子网带宽管理) |
224.0.0.17 | 所有SBM |
224.0.0.18 | VRRP(Virtual Router Redundancy Protocol,虚拟路由器冗余协议) |
224.0.0.22 | 所有使能IGMPv3(Internet Group Management Protocol, Version 3,因特网组管理协议)的路由器 |
224.0.0.19 ~ 224.0.0.21 224.0.0.23 ~ 224.0.0.255 | 未指定 |
IPv6组播地址
IPv6地址长度是128位,在RFC中对组播地址的定义如图1所示。
图IPv6组播地址的格式
和IPv4组播地址相比,IPv6组播地址有了明确的Group ID字段用于标识组播组。
FF:最高8位为11111111,标识此地址为组播地址。即IPv6组播地址总是以FF开头。
Flags字段(4位),用来标识组播地址的状态。其含义如下:
表 Flags取值及含义
取值 | 含义 |
---|---|
0 | 表示是IANA指定的常用组播地址,也叫保留组地址 |
1 | 表示是ASM范围的组播地址 |
2 | 表示是ASM范围的组播地址 |
3 | 表示是SSM范围的组播地址 |
其他 | 未分配 |
Scope字段(4位):用来标识组播组的应用范围,例如是只包含同一本地网络、同一站点、同一机构中的节点,还是包含全球地址空间内的任何节点。其含义如下:
表 Scope字段的取值及含义
取值 | 含义 |
---|---|
0、3、F | 保留 |
1 | 节点(或接口)本地范围(node/interface-local scope) |
2 | 链路本地范围(link-local scope) |
4 | 管理本地范围(admin-local scope) |
5 | 站点本地范围(site-local scope) |
8 | 机构本地范围(organization-local scope) |
E | 全球范围(global scope) |
其他 | 未分配 |
Group ID(112位):组播组标识号。用来在由Scope字段所指定的范围内唯一标识组播组,该标识可能是永久分配的或临时的,这由Flags字段的T位决定。
固定的IPv6组播地址的范围及含义如表。
表 IPv6组播地址的范围及含义
范围 | 含义 |
---|---|
FF0x::/32 | 保留组地址,具体请参见表6。 |
FF1x::/32(x不能是1或者2) FF2x::/32(x不能是1或者2) | ASM组播地址,全网范围内有效。 |
FF3x::/32(x不能是1或者2) | 缺省的SSM组地址范围,全网范围内有效。 |
IPv6常用组播地址范围及含义
范围 | IPv6组播地址 | 含义 |
---|---|---|
节点(或接口)本地范围 | FF01::1 | 所有节点(接口)地址 |
FF01::2 | 所有路由器地址 | |
链路本地范围 | FF02::1 | 所有节点地址 |
FF02::2 | 所有路由器地址 | |
FF02::3 | 未定义的地址 | |
FF02::4 | DVMRP路由器 | |
FF02::5 | OSPF IGP Routers | |
FF02::6 | OSPF IGP DR | |
FF02::7 | ST路由器 | |
FF02::8 | ST主机 | |
FF02::9 | RIP路由器 | |
FF02::A | EIGRP路由器 | |
FF02::B | 移动代理 | |
FF02::D | 所有PIM路由器 | |
FF02::E | RSVP封装 | |
FF02::1:1 | Link Name | |
FF02::1:2 | 所有DHCP代理 | |
FF02::1:FFXX:XXXX | Solicited-Node地址,XX:XXXX表示节点IPv6地址的后24位 | |
站点本地范围 | FF05::2 | 所有路由器地址 |
FF05::1:3 | 所有DHCP服务器 | |
FF05::1:4 | 所有DHCP中继 | |
FF05::1:1000~FF05::1:13FF | 服务位置 |
IPv4组播MAC地址
以太网传输IPv4单播报文的时候,目的MAC地址使用的是接收者的MAC地址。但是在传输组播数据时,其目的地不再是一个具体的接收者,而是一个成员不确定的组,所以要使用IPv4组播MAC地址,即IPv4组播地址映射到链路层中的地址。
IANA规定,IPv4组播MAC地址的高24位为0x01005e,第25位为0,低23位为IPv4组播地址的低23位,映射关系如图2所示。例如组播组地址224.0.1.1对应的组播MAC地址为01-00-5e-00-01-01。
IPv4组播地址与IPv4组播MAC地址的映射关系
IPv4组播地址的前4位是固定的1110,对应组播MAC地址的高25位,后28位中只有23位被映射到MAC地址,因此丢失了5位的地址信息,直接结果是有32个IPv4组播地址映射到同一MAC地址上。例如IP地址为224.0.1.1、224.128.1.1、225.0.1.1、239.128.1.1等组播组的组播MAC地址都为01-00-5e-00-01-01。网络管理员在分配地址时必须考虑这种情况。
IPv6组播MAC地址
IPv6组播MAC地址的高16位为0x3333,低32位为IPv6组播地址的低32位。如图3所示,是IPv6组播地址FF01::1111:1的MAC地址映射举例。
IPv6组播地址的MAC地址映射举例
可见IPv6中会有更多的组地址使用同一个MAC地址。
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作者: cjh
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