一、IP組播地址

大家知道，IPv4協(xié)議規(guī)定（見RFC 791），IPv4地址分為A、B、C、D、E類共5類地址，其中D類IP地址用于組播通信。D類組播地址如圖1所示，其中最高4位為1110，剩余28位作為組播組的地址標(biāo)識。一個組播地址用于標(biāo)識一個組播組。有效的組播地址范圍是224.0.0.0~239.255.255.255。理論上Internet最多可支持約2²⁸個組播組同時通信。組播地址中沒有層次結(jié)構(gòu)，不能標(biāo)識出組播組的源、所有者以及成員的位置，也不包含其他的管理信息。

圖1：D類組播地址

IP組播地址劃分為兩類，一類是固定分配的、用于提供特定服務(wù)或維護(hù)管理協(xié)議所使用的地址，稱為熟知的（Well-known）組播地址；另一類是非永久使用的組播通信地址，用于瞬變組播組（Transient Multicast Group）通信。非永久的組播地址在需要通信的時候為指定的組播組創(chuàng)建，當(dāng)組播組中的成員數(shù)為0時釋放。IP分組目的地址為組播地址表明該分組需要進(jìn)行組播傳送，但分組的源地址不能使用組播地址。   

表1給出了一些已分配的IP組播地址或地址范圍。其中，224.0.0.0~224.0.0.255范圍內(nèi)的地址專用于組播選路和群組維護(hù)協(xié)議，不能分配給用戶組播組，路由器也不會轉(zhuǎn)發(fā)該范圍內(nèi)的組播分組。在這些地址中，有兩個重要的組播組用于組播機(jī)制的實現(xiàn)。地址224.0.0.1分配給本網(wǎng)絡(luò)上所有支持組播的系統(tǒng)（包括主機(jī)和路由器）所構(gòu)成的組播組，稱為全系統(tǒng)組（All Systems Group）。地址224.0.0.2分配給本網(wǎng)絡(luò)上所有組播路由器所構(gòu)成的組播組，稱為全路由器組(All Routers Group)。這兩個組播組都用于組播控制管理協(xié)議的實現(xiàn)。

表1：組播IP地址的分配

IP組播機(jī)制在處理組播地址的方式上與單播地址不同。組播地址只能作為目的地址，不能作為源地址，也不能出現(xiàn)在源選路或記錄路由選項中。組播分組轉(zhuǎn)發(fā)出錯時，將不會產(chǎn)生ICMP的差錯報告（如目的不可達(dá)、分組超時等），發(fā)往組播地址的Ping也得不到回答。

二、IP組播地址到硬件組播地址的映射

在利用物理網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行單播轉(zhuǎn)發(fā)時需要利用地址解析協(xié)議（ARP）將單播IP地址映射到物理地址上，然后再利用物理網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行傳輸。在物理網(wǎng)絡(luò)上傳輸組播分組時，也需要類似的功能。在以太網(wǎng)等一些支持組播傳送的物理網(wǎng)絡(luò)上，IP組播的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了如何將IP的組播地址映射到物理組播地址的方法。這種映射的目標(biāo)是使組播轉(zhuǎn)發(fā)能夠充分利用物理網(wǎng)絡(luò)的組播能力來高效地實現(xiàn)組播功能。盡管IP組播標(biāo)準(zhǔn)沒有覆蓋所有類型的網(wǎng)絡(luò)硬件，但是已經(jīng)包括了在最常用的幾種物理網(wǎng)絡(luò)上的組播地址高效的映射方式。   

在以太網(wǎng)上，將IP組播地址映射為相應(yīng)的以太網(wǎng)組播地址非常簡單，只需將IP組播地址的低23位直接映射成以太網(wǎng)組播地址01.00.5E.00.00.00的低23位上。例如，IP組播地址224.2.3.5將被映射成以太網(wǎng)組播地址01.00.5E.2.3.5。應(yīng)注意，這種映射方法對于IP組播地址來說并不是唯一的。由于IP組播地址中有28個有效位來標(biāo)識組播組，因此可能有多個組播組被映射到同一以太網(wǎng)組播地址。這種方法實際上是在實現(xiàn)復(fù)雜度上的一種折衷。使用28位中的23位作為硬件地址己經(jīng)包括了足夠大的組播地址的集合，兩個組播組地址在映射時出現(xiàn)沖突的概率相當(dāng)小。這種簡單的映射方法也使軟件調(diào)試更為容易，還能消除在共享以太網(wǎng)通信時IP協(xié)議與其他協(xié)議之間的相互干擾。但這種方法使主機(jī)有可能收到一些非期望的組播分組，因此IP組播軟件需要檢查傳入分組的組播地址，以便丟棄那些不需要的分組。 

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