Открыть сервисСервис
Главная → Блог → Широковещательный адрес в компьютерных сетях

Широковещательный адрес в компьютерных сетях

Широковещательный адрес (broadcast address) — специальный сетевой адрес в компьютерных сетях, предназначенный для одновременной адресации сообщения всем узлам локальной сети. В IPv4 широковещательным адресом считается адрес, в котором все биты хостовой части равны единице (например, 192.168.1.255 для сети /24). Отправка пакета на такой адрес приводит к тому, что коммутатор или хаб доставляет его всем устройствам в широковещательном домене.

Принцип работы

Когда узел отправляет пакет на широковещательный адрес, кадр Ethernet получает особый адрес назначения FF:FF:FF:FF:FF:FF (так называемый broadcast-адрес канального уровня). Коммутатор, получив кадр с таким адресом, раздаёт его всем портам, входящим в соответствующий VLAN, за исключением порта, с которого кадр поступил. Каждый узел, принявший кадр, проверяет сетевой адрес назначения и обрабатывает пакет, если тот совпадает с его широковещательным адресом или с широковещательным адресом сети, к которой узел принадлежит.

Широковещательная передача не использует подтверждение доставки, поэтому пакеты могут теряться, а при большом количестве широковещательного трафика возможен «шторм» (broadcast storm), приводящий к деградации сети.

Широковещательный адрес в IPv4

В IPv4 адрес состоит из сетевой и хостовой частей, длина которых определяется маской подсети. Широковещательным является адрес, где все биты хостовой части установлены в единицу. Для сети 10.0.0.0/8 широковещательным будет 10.255.255.255, для 172.16.0.0/12 — 172.31.255.255, для 192.168.1.0/24 — 192.168.1.255.

Отдельный случай — адрес 255.255.255.255, так называемый ограниченный широковещательный адрес (limited broadcast). Он не маршрутизируется и используется для передачи в пределах локальной сети. Также существуют адреса «все хосты данной сети» (0.0.0.0 в поле назначения применяется протоколами вроде DHCP для инициализации соединения) и адреса directed broadcast — широковещательные адресы удалённых сетей, которые могут маршрутизироваться, но на практике часто блокируются для защиты от атак.

Роль в сетевых протоколах

Широковещательная адресация широко применяется в службах обнаружения и конфигурации:

  • DHCP — клиент без адреса отправляет запросы на 255.255.255.255, чтобы найти DHCP-сервер;
  • ARP — протокол разрешения адресов использует широковещательные запросы для сопоставления IP-адреса с MAC-адресом в пределах локальной сети;
  • NetBIOS, mDNS, LLMNR — службы обнаружения ресурсов и имени хоста;
  • IGMP — управление групповой рассылкой, тесно связанное с широковещательными доменами.

Широковещательный домен

Широковещательным доменом называется часть сети, в пределах которой распространяются широковещательные кадры. По умолчанию каждый VLAN является отдельным широковещательным доменом. Маршрутизаторы не пересылают широковещательные кадры между интерфейсами, что позволяет ограничивать область распространения широковещательного трафика сегментацией сети.

Отличие от multicast и unicast

В отличие от широковещательной передачи, unicast-адресация направляет пакет одному конкретному узлу, а multicast — группе узлов, предварительно подписавшихся на соответствующий multicast-адрес. В IPv6 концепция широковещательной адресации в целом отсутствует: вместо неё применяется multicast (например, адрес ff02::1 — все узлы локальной сети), что снижает объём ненужного трафика.

Ограничения и проблемы

Избыточный широковещательный трафик приводит к повышению нагрузки на процессоры узлов, поскольку каждый принявший пакет узел вынужден его обрабатывать. В крупных сетях широковещательные домены искусственно ограничивают с помощью VLAN и маршрутизаторов. Многие сетевые атаки (например, ARP-спуфинг или «шторм» широковещательного трафика) основаны на злоупотреблении широковещательной адресацией, поэтому на границах сетей широковещательные пакеты извне, как правило, фильтруются.

См. также

Источники

  • RFC 919 — Broadcasting Internet Datagrams
  • RFC 922 — Broadcasting Internet Datagrams in the Presence of Subnets
  • RFC 1122 — Requirements for Internet Hosts
  • Таненбаум Э., Уэзеролл Д. — «Компьютерные сети»

Похожие материалы

Заметили ошибку или не согласны с информацией в статье? Напишите нам support@bfometr.ru