Соглашения о специальных адресах: broadcast, multicast, loopback

В протоколе IP существует несколько соглашений об особой интерпретации IP-адресов:

если IР-адрес состоит только из двоичных нулей,

то он обозначает адрес того узла, который сгенерировал этот пакет;

если в поле номера сети стоят 0,

то по умолчанию считается, что этот узел принадлежит той же самой сети, что и узел, который отправил пакет;

если все двоичные разряды IP-адреса равны 1,

то пакет с таким адресом назначения должен рассылаться всем узлам, находящимся в той же сети, что и источник этого пакета. Такая рассылка называется ограниченным широковещательным сообщением (limited broadcast);

если в поле адреса узла назначения стоят сплошные 1,

то пакет, имеющий такой адрес рассылается всем узлам сети с заданным номером. Такая рассылка называется широковещательным сообщением (broadcast);

адрес 127.0.0.1 зарезервирован для организации обратной связи при тестировании работы программного обеспечения узла без реальной отправки пакета по сети. Этот адрес имеет название loopback.

Из таблицы видно, что адреса со всеми 0 или 1 используют для широковещательной, групповой передачи данных и т.п. Номер 127 введен для проверки взаимодействия между процессами на одной машине. Когда приложение использует этот адрес, стек протоколов TCP/IP возвращает эти данные приложению, ничего не посылая в сеть.

Также из таблицы видно, что в протоколе IP различают два типа широковещания: направленное и ограниченное.

Уже упоминавшаяся форма группового IP-адреса - multicast - означает, что данный пакет должен быть доставлен сразу нескольким узлам, которые образуют группу с номером, указанным в поле адреса. Узлы сами идентифицируют себя, то есть определяют, к какой из групп они относятся. Один и тот же узел может входить в несколько групп. Такие сообщения в отличие от широковещательных называются мультивещательными. Групповой адрес не делится на поля номера сети и узла и обрабатывается маршрутизатором особым образом.

В протоколе IP нет понятия широковещательности в том смысле, в котором оно используется в протоколах канального уровня локальных сетей, когда данные должны быть доставлены абсолютно всем узлам. Как ограниченный широковещательный IP-адрес, так и широковещательный IP-адрес имеют пределы распространения в интерсети - они ограничены либо сетью, к которой принадлежит узел - источник пакета, либо сетью, номер которой указан в адресе назначения. Поэтому деление сети с помощью маршрутизаторов на части локализует широковещательный шторм пределами одной из составляющих общую сеть частей просто потому, что нет способа адресовать пакет одновременно всем узлам всех сетей составной сети.

Рассмотрим пример. Пусть А-Е - станции, М1 и М2 - маршрутизаторы, а п1-п4 - порты маршрутизаторов. 128.1, 128.2, 128.3 - адреса подсетей. Тогда, если станция А посылает пакет с адресом:

255.255.255.255 - пакет передается станции Б и порту п1 маршрутизатора М1

128.1.255.255 - то же самое

128.2.255.255 - станциям В и Г, порт п2 (М1) и порт п3 (М2)

128.3.255.255 - станциям Д и Е, порт п4 (М2)