Широковещательные адреса в компьютерных сетях

Введение

Средства обращения ко всем устройствам в сети с помощью одной передачи.

Адрес вещания — это сетевой адрес, используемый для передачи данных всем устройствам, подключенным к сети с множественным доступом. Сообщение, отправленное на адрес вещания, может быть получено всеми хостами, подключенными к сети. В отличие от этого, многоадресный адрес используется для обращения к определенной группе устройств, а одноадресный адрес — к одному устройству. Для коммуникаций на сетевом уровне адрес вещания может быть конкретным IP-адресом. На канальном уровне в сетях Ethernet это конкретный MAC-адрес.

IP-сети

В сетях версии 4 протокола Интернет (IPv4) адреса вещания являются специальными значениями в части идентификации хоста IP-адреса. Значение, состоящее из одних единиц, было установлено как стандартный адрес вещания для сетей, поддерживающих вещание. Этот метод использования адреса, состоящего из одних единиц, был впервые предложен Р. Гурвицем и Р. Хинденом в 1982 году. Позднее введение подсетей и бесклассной междоменной маршрутизации несколько изменило это, так что значение, состоящее из одних единиц, становится локальным адресом вещания, а адрес, состоящий из одних единиц, для хоста каждой подсети является адресом направленного вещания этой подсети. Адрес направленного вещания для любого хоста IPv4 может быть получен путем вычисления битового дополнения (инверсии) маски подсети и последующего выполнения операции битового ИЛИ с IP-адресом хоста. Упрощенный способ вычисления (для распространенных масок, использующих только 0 и 1) заключается в том, чтобы взять IP-адрес хоста и установить все биты в части идентификатора хоста адреса (любые битовые позиции, содержащие 0 в маске подсети) в 1. Как показано в примере ниже, для вычисления адреса направленного вещания для передачи пакета во всю подсеть IPv4 с использованием частного IP-адресного пространства, имеющего маску подсети, адрес вещания рассчитывается как результат операции битового ИЛИ с = Направленные вещания всегда работают в пределах подсети, но по соображениям безопасности многие маршрутизаторы по умолчанию отключают их пересылку. +Пример вывода адреса вещания. Разбиение IP-адреса сети для бинарной формы Точечная десятичная нотация. Ниже полужирным шрифтом выделена часть хоста (суффикс) IP-адреса, а префикс сетевого адреса – биты слева от него, не выделенные полужирным шрифтом. Для получения адреса вещания биты хоста устанавливаются в 1, а биты префикса сетевого адреса остаются неизменными. 1. IP-адрес сети: 10101100.00010000.00000000.00000000 172.16.0.0 2. Маска подсети, или кратко "Netmask": (The '/12' в IP-адресе в этом случае означает, что только левые 12 бит установлены в 1, как показано здесь. Это резервирует левые 12 бит для сетевого адреса (префикса) и правые 20 бит (32 - 12 = 20) для адреса хоста (суффикса).) 11111111.11110000.00000000.00000000 255.240.0.0 3. Битовое дополнение (инверсия) маски подсети: 00000000.00001111.11111111.11111111 0.15.255.255 4. Адрес вещания (результат битового ИЛИ 1. IP-адреса сети и 3. Битового дополнения маски подсети. Это делает адрес вещания максимально возможным IP-адресом (и адресом хоста, поскольку часть адреса хоста состоит из одних единиц) для любого заданного сетевого адреса.) 10101100.00011111.11111111.11111111 172.31.255.255 Существует специальное определение для IP-адреса. Это адрес вещания нулевой сети или , который в стандартах протокола Интернет обозначает эту сеть, то есть локальную сеть. Передача на этот адрес ограничена по определению, поскольку он никогда не пересылается маршрутизаторами, соединяющими локальную сеть с другими сетями. IP-вещания используются клиентами BOOTP и DHCP для поиска и отправки запросов на соответствующие серверы. Версия 6 протокола Интернет (IPv6) не реализует этот метод вещания и, следовательно, не определяет адреса вещания. Вместо этого IPv6 использует многоадресную рассылку для группы многоадресной рассылки всех хостов. Однако протоколы IPv6 не определены для использования адреса всех хостов; вместо этого они отправляют и принимают данные на определенных локальных многоадресных адресах. Это повышает эффективность, поскольку сетевые хосты могут фильтровать трафик на основе многоадресного адреса и не должны обрабатывать все вещания или многоадресные рассылки всем хостам.

In Internet Protocol version 4 (IPv4) networks, broadcast addresses are special values in the host identification part of an IP address. The all ones value was established as the standard broadcast address for networks that support broadcast. This method of using the all ones address was first proposed by R. Gurwitz and R. Hinden in 1982. The later introduction of subnets and Classless Inter Domain Routing changed this slightly, so that the all ones value becomes the local broadcast address and the all ones host address of each subnet is that subnet's directed broadcast address. The directed broadcast address for any IPv4 host can be obtained by taking the bit complement (bitwise NOT) of the subnet mask and then performing a bitwise OR operation with the host's IP address. A shortcut to this process (for common masks using only 0 and 1 bit placements) is to simply take the host's IP address and set all bits in the host identifier portion of the address (any bit positions which hold a 0 in the subnet mask) to 1. As shown in the example below, in order to calculate the directed broadcast address to transmit a packet to an entire IPv4 subnet using the private IP address space , which has the subnet mask , the broadcast address is calculated as bitwise ORed with = Directed broadcasts always work within a subnet but, for security reasons, many routers disable the forwarding of these by default. +Broadcast address derivation example Network IP address breakdown for Binary form Dot decimal notation In bold below is shown the host part (suffix) of the IP address, with the network address prefix being the non bold bits to its left. To obtain the broadcast address, the host bits get set to all 1's, while the network address prefix bits remain intact. 1. Network IP Address 10101100.00010000.00000000.00000000 172.16.0.0 2. Subnet Mask, or just "Netmask" for short (The '/12' in the IP address in this case means only the left most 12 bits are 1s, as shown here. This reserves the left 12 bits for the network address (prefix) and the right 32 12 = 20 bits for the host address (suffix).) 11111111.11110000.00000000.00000000 255.240.0.0 3. Bit Complement (Bitwise NOT) of the Subnet Mask 00000000.00001111.11111111.11111111 0.15.255.255 4. Broadcast address (Bitwise OR of 1. Network IP Address and 3. Bit Complement of the Subnet Mask. This makes the broadcast address the largest possible IP address (and host address, since the host address portion is all 1s) for any given network address.) 10101100.00011111.11111111.11111111 172.31.255.255

A special definition exists for the IP address It is the broadcast address of the zero network or , which in Internet Protocol standards stands for this network, i. e. the local network. Transmission to this address is limited by definition, in that it is never forwarded by the routers connecting the local network to other networks. IP broadcasts are used by BOOTP and DHCP clients to find and send requests to their respective servers. Internet Protocol version 6 (IPv6) does not implement this method of broadcast, and therefore does not define broadcast addresses. Instead, IPv6 uses multicast addressing to the all hosts multicast group. No IPv6 protocols are defined to use the all hosts address, though; instead, they send and receive on particular link local multicast addresses. This results in higher efficiency because network hosts can filter traffic based on multicast address and do not need to process all broadcasts or all hosts multicasts.

Эфир

Трансляция возможна также на базовом уровне канала передачи данных в сетях Ethernet. Фреймы адресуются так, чтобы достичь каждого компьютера в данном сегменте локальной сети, если они адресованы на MAC-адрес. Фреймы Ethernet, содержащие IP-пакеты широковещательной рассылки, обычно отправляются на этот адрес. Широковещательные рассылки Ethernet, в частности, используются протоколом разрешения адресов (ARP) для сопоставления IP-адресов с MAC-адресами.

Сетевые IPX

Интернет-пакетный обмен (IPX) допускает широковещательную рассылку. Пакет с сетевым номером FFFFFFFF отправляется во все доступные сети. Когда номер узла указан как FFFFFFFFFFFF, пакет предназначен для получения всеми хостами в сети.

AppleTalk (разговор с Apple)

Протокол AppleTalk поддерживает широковещательную рассылку. Когда идентификатор узла указан как 255, пакет отправляется во все доступные сети.