Network

ネットワーク（12）

broadcast and multicast

IP Address の種類

unicast --- 単一のホストへ送る。
multicast --- 特定のグループに属している複数のホストに送る。
broadcast --- ケーブル上の全てのホストに送る。

Fig.12.1 フレーム受信時のフィルタリング
        ↑配信
        UDP → 破棄
        ↑配信
        IP → 破棄
        ↑配信
    デバイス・ドライバ → 破棄
        ↑配信
   ネットワーク・インターフェイス・カード  → 破棄
        ↑配信 (ケーブル上をながれる全てのフレーム)
      Ethernet

Ethernetでは multicast addressの最上位バイトの最下位ビットが 1 である (01:00:00:00:00:00)。 Ethernet broadcast は ff:ff:ff:ff:ff:ff なので multicast addressの一種だとみなしてもよい。

UDP の broadcast は、関係のないホストにも負荷をかける (UDP層まで受けとられたのち対応するポートが使われていないという理由で廃棄されるので)。 → マルチキャストを使う利点(関係のないホストに負担をかけない)

broadcast

limited broadcast address

255.255.255.255
自分のIPアドレスやsubnet maskを知らないときに、それを得るための手段として使うbroadcast address
同一ケーブル内にだけ送られる(ルータから転送されない)
BSDの実装では、最初のネットワークインターフェイスへのブロードキャストへの別名(alias)として扱う。接続されたネットワークインターフェイス全てに送り出すわけではない。

net direct broadcast
『ネット部(subnetはない)』以外が全て1のIP Address。

    (例) 133.99/16 における 133.99.255.255

subnet direct broadcast
『subnet部を含むネット部』以外が全て1のIP Address。

    (例) 133.99.128/24 における 133.99.128.255

all subnet direct broadcast
『subnet部を含まないネット部』以外が全て1のIP Address。ルータから転送される(転送しない設定もできる)。

    (例) 133.99.128/24 における 133.99.255.255

multicast

複数の宛先への配信
クライアントによるサーバへの要求

    Class D: 1110.... ........ ........ ........
                 |<--- multicast group ID ---->| 28bits

multicast group address --- 1110 + multicast group ID(28bits), (範囲) 224.0.0.0 - 239.255.255.255
host group --- ある IP multicast address を受け取るホストの集合
permanent host group --- IANA (Internet Assigned Numbers Authority) によって well known address として割り当てられている host group (multicastのアドレスは固定だが、メンバーは変わることに注意).
(例)
- 224.0.0.1 --- このサブネットの全てのシステム (教科書p.199の値は間違い)
- 224.0.0.2 --- このサブネットの全てのルータ
- 224.0.0.9 --- RIP2ルータ

multicast group addressから Ethernet Addressへの変換

Internet Multicast に使われるEthernet Address の範囲( 01:00:5e:00:00:00 --- 01:00:5e:7f:ff:ff )

Ethernet Address 48bits のうち 23bits が自由に決められるので、 Multicast Group ID の下位 23bits をコピーして使う。 5bits分は利用されないので、32種類の異なるmulticast group idが同じ Ethernet Address にマッピングされる。

                                <------- 23bits -------->
                      1110YYYY YXXXXXXX XXXXXXXX XXXXXXXX  IP Address
                                ||||||| |||||||| ||||||||   (copy)
    00000001 00000000 01011110 0XXXXXXX XXXXXXXX XXXXXXXX  Ethernet Address

「multicastに参加する」ホストは、multicast frameを受信するように設定しておかなくてはならない。

multicast router が、与えられた物理ネットワーク上に特定の multicast groupに属するホストがいるかどうかを知るためのプロトコル→ Internet Group Management Protocol (IGMP)