一、IP组播地址
大家知道,IPv4协议规定(见RFC 791),IPv4地址分为A、B、C、D、E类共5类地址,其中D类IP地址用于组播通信。D类组播地址如图1所示,其中最高4位为1110,剩余28位作为组播组的地址标识。一个组播地址用于标识一个组播组。有效的组播地址范围是224.0.0.0~239.255.255.255。理论上Internet最多可支持约228个组播组同时通信。组播地址中没有层次结构,不能标识出组播组的源、所有者以及成员的位置,也不包含其他的管理信息。
图1:D类组播地址
IP组播地址划分为两类,一类是固定分配的、用于提供特定服务或维护管理协议所使用的地址,称为熟知的(Well-known)组播地址;另一类是非永久使用的组播通信地址,用于瞬变组播组(Transient Multicast Group)通信。非永久的组播地址在需要通信的时候为指定的组播组创建,当组播组中的成员数为0时释放。IP分组目的地址为组播地址表明该分组需要进行组播传送,但分组的源地址不能使用组播地址。
表1给出了一些已分配的IP组播地址或地址范围。其中,224.0.0.0~224.0.0.255范围内的地址专用于组播选路和群组维护协议,不能分配给用户组播组,路由器也不会转发该范围内的组播分组。在这些地址中,有两个重要的组播组用于组播机制的实现。地址224.0.0.1分配给本网络上所有支持组播的系统(包括主机和路由器)所构成的组播组,称为全系统组(All Systems Group)。地址224.0.0.2分配给本网络上所有组播路由器所构成的组播组,称为全路由器组(All Routers Group)。这两个组播组都用于组播控制管理协议的实现。
表1:组播IP地址的分配
IP组播机制在处理组播地址的方式上与单播地址不同。组播地址只能作为目的地址,不能作为源地址,也不能出现在源选路或记录路由选项中。组播分组转发出错时,将不会产生ICMP的差错报告(如目的不可达、分组超时等),发往组播地址的Ping也得不到回答。
二、IP组播地址到硬件组播地址的映射
在利用物理网络进行单播转发时需要利用地址解析协议(ARP)将单播IP地址映射到物理地址上,然后再利用物理网络的数据帧进行传输。在物理网络上传输组播分组时,也需要类似的功能。在以太网等一些支持组播传送的物理网络上,IP组播的标准规定了如何将IP的组播地址映射到物理组播地址的方法。这种映射的目标是使组播转发能够充分利用物理网络的组播能力来高效地实现组播功能。尽管IP组播标准没有覆盖所有类型的网络硬件,但是已经包括了在最常用的几种物理网络上的组播地址高效的映射方式。
在以太网上,将IP组播地址映射为相应的以太网组播地址非常简单,只需将IP组播地址的低23位直接映射成以太网组播地址
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