IPv4 multicast

Multicast-adresser tillåter avsändarenheten skicka ett paket till en grupp av enheter. Enheter som tillhör till en multicast-grupp tilldelas specifika IP Multicast-adresser från 224.0.0.0 till 239.255.255.255. Eftersom dessa adresser representerar en grupp av adresser kan dem endast användas som destination för ett paket. Avsändaren kommer alltid att ha en unicast-adress.

Exempel på tillfällen där multicast-adresser används är spel på Internet där många spelare är anslutna på distans men de spelar samma spel. En annan exempel är distansutbildning via videokonferenser där många studenter är anslutna till samma klass.

Multicast grupper eller adressintervall

I en klass D IPv4 adress sätts de fyra mest signifikanta bitar i första oktett satt till 1110. Resterande 28 bitar används för att adressera multicast grupper.

IPv4 multicast adressers struktur är komplex därför anges här endast en översikt på tre intervaller:

  • 224.0.0.0 – 224.0.0.255 “well-known” multicast adresser
  • 224.0.1.0 – 238.255.255.255 globalt användning
  • 239.0.0.0 – 239.255.255.255 lokalt användning

Det finns också speciella multicast adresser:

  • 224.0.0.1 adresserar alla host i ett delnät
  • 224.0.0.2 adresserar alla routrar i ett delnät

Multicast IPv4 och MAC adressers uppbyggnad

För att associera en IP multicast adress till en MAC multicast adress används 23 bitar i IP respektive MAC adresser. Den multicast MAC-adressen är ett speciellt värde som börjar med 01-00-5E hexadecimalt. Värdet kompletteras genom att omvandla 23 bitar av IP multicast gruppadress för att länka till de återstående 6 hexadecimala tecken i MAC adressen.

Bild 6: MAC adressassociation i Multicast

Här nedan ett exempel på hur multicast IPv4 adress associeras till en multicast MAC-adress. Som standard börjar IPv4 multicast MAC-adresser med 01005E:

MAC-adress IPv4 adress 1st oktett 2a oktett 3e oktett 4e oktett
230.1.2.3 230 0000 0001 0000 0010 0000 0011
230.129.2.3 230 0000 0001 0000 0010 0000 0011
239.1.2.3 239 0000 0001 0000 0010 0000 0011
Mest signifikant 0000 0001 0000 0010 0000 0011
01 00 5E 01 02 03
  • I exemplet ser vi att flera adresser kan associeras till en MAC-adress, vilket kan leda till problem. När ett paket tas emot konverteras signaler till ettor och nollor, och dessa till ramar. Det är nu som destination MAC-adress kan läsas av. Multicast MAC-adressen börjar alltid som 01-00-5E. (24 mest signifikanta bitar).
  • Den första biten av de resterande minst signifikanta 24 bitar sätts alltid till noll. Till exempel i IP-adressen 230.129.2.3 den andra oktetten i binärt format är 1000 Den mest signifikant bit av de 24 bitarna konverteras till noll därmed resulterar bitarna som följande: 0000 0001. Detta ger ett hexadecimal tal 01
  • Den Multicast MAC adress blir 01-00-5E-01-02-03

Vilken multicast MAC adress har följande IP multicast adress 224.192.16.1?

  • En MAC adress är 48 bitar lång och en IPv4 adress är 32 bitar lång.
  • Multicast MAC adress börjar alltid men 01-00-5E (24 bitar).
  • Den 25:e bit sätts till 0 och då återstår 23 bitar som associeras till de 23 bitar i IP adressen.
  • Av de första 9 bitar i IP adressen är redan uppsatt de första 4 bitar till 1110 (klass D). Resterande 5 bitar associeras inte till multicast trafik och därför är möjligt att en enhet får multicast paket även om enheten inte tillhör till multicast gruppen, vilket innebär inte några problem eftersom mottagande enhet tar bort paketet.
  • I adressen 224.192.16.1 ignoreras den första oktett och omvandlas den andra oktett till binär
    • 192 = 1100 0000 den första ettan sätts till 0 (se ovan) och då talet blir 0100 0000 eller 0x40.
    • 16 = 0001 0000 eller 0x10.
    • 1 = 0000 0001 eller 0x01.

MAC multicast adressen till IP multicast adressen 224.192.16.1 är 01-00-5E-401001