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Network Working Group                           S. E. Deering
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                                                July 1986
IP多點(diǎn)廣播的主機(jī)擴(kuò)展
⒈備忘錄地位
本備忘錄說(shuō)明了主機(jī)Internet協(xié)議為支持互連網(wǎng)絡(luò)多點(diǎn)廣播所需要的擴(kuò)展。
本規(guī)范取代了RFC - 966給出的ARPA網(wǎng)際網(wǎng)中的IP多點(diǎn)廣播，并為它制定一個(gè)提議的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。 RFC - 966詳述了這里說(shuō)明的多點(diǎn)廣播擴(kuò)展的基本原理和動(dòng)機(jī)。 本備忘錄的分發(fā)不受限制。
⒉介紹
IP多點(diǎn)廣播定義為一個(gè)去往"主機(jī)群"的IP數(shù)據(jù)報(bào)的傳輸,有零個(gè)或多個(gè)主機(jī)組成的"主機(jī)群"通過(guò)單個(gè)IP目的地址標(biāo)識(shí)。  一個(gè)多點(diǎn)播送數(shù)據(jù)報(bào)被投遞給它的目的主機(jī)群的所有成員，具有和常規(guī)單路傳送IP數(shù)據(jù)報(bào)同樣的"“盡力”安全性，，那就是說(shuō)該數(shù)據(jù)報(bào)不保證達(dá)到目的地組的所有成員或不合其他數(shù)據(jù)報(bào)具有相同的順序。
主機(jī)組的會(huì)員數(shù)是動(dòng)態(tài)的；也就是說(shuō),主機(jī)隨時(shí)可以參加和離開組。 沒(méi)有對(duì)主機(jī)組中的成員的數(shù)目或地點(diǎn)加以限制,但是會(huì)員僅限于那些擁有專用的存取鍵的主機(jī)。 一個(gè)主機(jī)可能同時(shí)是多個(gè)組的成員。
一個(gè)主機(jī)不用是一個(gè)組的成員就可以給它發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)。
主機(jī)組可能永久性或暫時(shí)性的。 永久性組具有一個(gè)眾所周知的、政府分配的IP地址。 它是地址,非該組的會(huì)員,也就是說(shuō)永久性；任何時(shí)間，一個(gè)永久性團(tuán)體也許有許多成員,甚至可能有零個(gè)成員。  另一方面,臨時(shí)性的團(tuán)體,當(dāng)應(yīng)一個(gè)主機(jī)的請(qǐng)求創(chuàng)建時(shí)被動(dòng)態(tài)地指派一個(gè)地址。 當(dāng)它的會(huì)員跌至零,臨時(shí)性的團(tuán)體要解散時(shí)，它的地址可以重新分配。
組員身份臨時(shí)團(tuán)體的創(chuàng)建和組員身份信息的維護(hù)是“多點(diǎn)播送代理”（存在于因特網(wǎng)網(wǎng)關(guān)或其他專用的主機(jī)內(nèi)的實(shí)體）的職責(zé)。 至少有一個(gè)多點(diǎn)播送代理直接與每個(gè)支持IP多點(diǎn)廣播的IP網(wǎng)絡(luò)或子網(wǎng)相連。 主機(jī)通過(guò)用鄰機(jī)代理交換報(bào)文來(lái)請(qǐng)求新建一個(gè)團(tuán)組、參加或離開現(xiàn)有團(tuán)組。
多點(diǎn)播送代理還擔(dān)負(fù)多點(diǎn)播送IP數(shù)據(jù)報(bào)的互連網(wǎng)絡(luò)運(yùn)送工作。 發(fā)送一個(gè)多點(diǎn)播送IP數(shù)據(jù)報(bào)時(shí),主機(jī)將它傳送到一個(gè)局域網(wǎng)多點(diǎn)播送地址那里，哪些地址標(biāo)識(shí)目的地主機(jī)組的所有鄰機(jī)成員。 如果該組具有在其他網(wǎng)絡(luò)的成員,多點(diǎn)播送代理成為本地多點(diǎn)播送的輔助接收器并且通過(guò)因特網(wǎng)網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)中繼該數(shù)據(jù)報(bào)給其他網(wǎng)絡(luò)上的代理。 最后,另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上的代理將數(shù)據(jù)報(bào)作為一個(gè)本地的多點(diǎn)播送傳送給他們自己]目的地組的鄰機(jī)成員。
本備忘錄說(shuō)明了一個(gè)主機(jī)IP實(shí)現(xiàn)對(duì)IP多點(diǎn)廣播支持所需要的擴(kuò)展,這里的"主機(jī)"是任一internet主機(jī)或網(wǎng)關(guān)而不是充當(dāng)多點(diǎn)播送代理的機(jī)器。 多點(diǎn)播送代理內(nèi)部和之間使用的算法和協(xié)議對(duì)非代理主機(jī)來(lái)說(shuō)是透明的，并且在一個(gè)獨(dú)立的文檔中詳細(xì)說(shuō)明。 本備忘錄還未指定局域網(wǎng)多點(diǎn)廣播是怎樣完成的,盡管它規(guī)定了對(duì)一個(gè)任意的局域網(wǎng)所必需的服務(wù)接口并以太網(wǎng)且規(guī)范作為一個(gè)例子。 其他類型的網(wǎng)絡(luò)的規(guī)格可能是將來(lái)備忘錄的課題。
⒊一致水平
對(duì)本規(guī)范來(lái)說(shuō)有三級(jí)一致水平：
0級(jí)∶不支持IP多點(diǎn)廣播。
在這時(shí)候沒(méi)有任何支持IP多點(diǎn)廣播的IP實(shí)現(xiàn)。 0級(jí)主機(jī)通常不受多點(diǎn)播送效率的影響。 唯一的例外發(fā)生在某些類型的局域網(wǎng)上,這里存在的1級(jí)或２級(jí)主機(jī)可能引起多點(diǎn)播送IP數(shù)據(jù)報(bào)誤投給0級(jí)主機(jī)主機(jī)。 這樣的數(shù)據(jù)報(bào)可以通過(guò)在它們的目的地地址字段中的D類IP地址輕易地認(rèn)出;不支持IP多點(diǎn)廣播的主機(jī)應(yīng)該丟棄他們。 D類地址在本備忘錄的4節(jié)定義。
1級(jí)∶支持發(fā)送而不支持接受多點(diǎn)播送IP數(shù)據(jù)報(bào)。
1級(jí)允許主機(jī)參與某些基于多點(diǎn)播送的服務(wù),諸如資源定位或狀態(tài)報(bào)告,但是不許一個(gè)主機(jī)創(chuàng)建或參加任何主機(jī)組。 IP實(shí)現(xiàn)可能從0級(jí)主機(jī)非常地輕易地升級(jí)到1級(jí)并且只需少量新代碼。 本備忘錄的４、５、６節(jié)可應(yīng)用到1級(jí)實(shí)現(xiàn)。
2級(jí)∶充分支持IP多點(diǎn)廣播。
２級(jí)容許一個(gè)主機(jī)去創(chuàng)建、參加和離開主機(jī)組,以及給主機(jī)組發(fā)送IP數(shù)據(jù)報(bào)。 它要求在主機(jī)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)IGMP并且擴(kuò)展IP和局域網(wǎng)服務(wù)接口。 本備忘錄以下的所有部分可適用于實(shí)現(xiàn)２級(jí)。
⒋主機(jī)組地址
主機(jī)組高四位字節(jié)可以通過(guò)D類IP地址認(rèn)出，那就是說(shuō)D類IP地址用" 1110 "作為它們的高四位字節(jié)。 余下的28位未組織，直到主機(jī)關(guān)心他們的時(shí)候?yàn)橹埂?有名的永久性組的地址將被刊登于"分配號(hào)碼"中。E類IP地址即用" 1111 "作為它們的高四位字節(jié)的IP地址專供將來(lái)尋址方式之用。
附錄II包含某些背景知識(shí)，詳述了與主機(jī)組地址相關(guān)的幾個(gè)爭(zhēng)執(zhí)點(diǎn)。
IP多點(diǎn)廣播的主機(jī)擴(kuò)展
5.一個(gè)主機(jī)IP實(shí)現(xiàn)的模型
擴(kuò)展主機(jī)IP實(shí)現(xiàn)的多點(diǎn)播送如下圖所示： 在本模型中, Internet信報(bào)控制協(xié)議和(用于２級(jí)主機(jī)的) IGMP被認(rèn)為是在IP模塊內(nèi)部實(shí)現(xiàn)的,并且IP地址到本地網(wǎng)絡(luò)地址的映射被認(rèn)為是局域網(wǎng)模塊的職責(zé)。 本模型僅用于說(shuō)明意圖，但是不應(yīng)該把它看作是一個(gè)實(shí)際實(shí)現(xiàn)。

      |                                                          |    
      |              Upper-Layer Protocol Modules                |    
      |__________________________________________________________|    
                                    
   --------------------- IP Service Interface ----------------------- 
       __________________________________________________________     
      |                            |              |              |    
      |                            |     ICMP     |     IGMP     |    
      |             IP             |______________|______________|    
      |           Module                                         |    
      |                                                          |    
      |__________________________________________________________|    
                                    
   ---------------- Local Network Service Interface ----------------- 
       __________________________________________________________     
      |                            |                             |    
      |           Local            | IP-to-local address mapping |    
      |          Network           |         (e.g. ARP)          |    
      |          Modules           |_____________________________|    
      |      (e.g. Ethernet)                                     |    
      |                                                          |    

為支持２級(jí)IP多點(diǎn)廣播,主機(jī)IP實(shí)現(xiàn)必須提供三個(gè)新業(yè)務(wù)∶ ( 1)發(fā)送多點(diǎn)播送IP數(shù)據(jù)報(bào)、( 2)接收多點(diǎn)播送IP數(shù)據(jù)報(bào)、和(３)管理組員身份。
1級(jí)主機(jī)僅需要提供第一個(gè)服務(wù)。 每種服務(wù)在下面用一個(gè)獨(dú)立的部分說(shuō)明。 每一種服務(wù),都為IP服務(wù)接口、IP模塊、局域網(wǎng)服務(wù)接口和以太網(wǎng)局域網(wǎng)模塊規(guī)定了一些擴(kuò)展。 對(duì)于局域網(wǎng)模塊而不是以太網(wǎng)局域網(wǎng)模塊的擴(kuò)建部分進(jìn)行簡(jiǎn)短地?cái)⑹?但是沒(méi)有詳細(xì)地規(guī)定。
⒍發(fā)送多點(diǎn)播送IP數(shù)據(jù)報(bào)
6.1.對(duì)于IP服務(wù)接口的擴(kuò)建部分
為支持多點(diǎn)播送IP數(shù)據(jù)報(bào)的發(fā)送IP服務(wù)接口不需要做出修改。 當(dāng)它啟用現(xiàn)存"發(fā)送IP "操作時(shí)上層協(xié)議模塊僅僅規(guī)定了一個(gè)IP主機(jī)組目的地,而非一個(gè)個(gè)人IP目的地,。
6.2.對(duì)于IP模塊的擴(kuò)建部分
為支持多點(diǎn)播送IP數(shù)據(jù)報(bào)的發(fā)送, IP模塊必須進(jìn)行擴(kuò)展以便當(dāng)路由輸出數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)能分辨IP主機(jī)組地址。 大多數(shù)IP實(shí)現(xiàn)包括以下:
如果IP目的地在同一個(gè)局域網(wǎng)上,發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)給當(dāng)?shù)豂P -目的地，別的發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)給當(dāng)?shù)谿atewayTo( IP目的地)
為容許多址通信傳輸,路徑選擇邏輯必須變成∶
if IP目的地在同一個(gè)局域網(wǎng)上或IP目的地是一個(gè)主機(jī)組,發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)給當(dāng)?shù)豂P -目的地，否則發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)給當(dāng)?shù)豨atewayto ( IP目的地)
如果發(fā)送主機(jī)是目的地組的一個(gè)成員本身,輸出數(shù)據(jù)報(bào)的備份必須環(huán)回局部運(yùn)送，當(dāng)且僅當(dāng)主機(jī)參加該組時(shí)才回送(參見(jiàn)8.1部分)。(這個(gè)問(wèn)題在1級(jí)實(shí)現(xiàn)中沒(méi)有出現(xiàn).)
在連接一個(gè)以上網(wǎng)絡(luò)的主機(jī)上,每個(gè)多點(diǎn)播送IP數(shù)據(jù)報(bào)必須僅通過(guò)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口傳送,離開它去往多點(diǎn)播送代理直到投遞給任何其他要求的網(wǎng)絡(luò)。
主機(jī)組地址不應(yīng)該處于一個(gè)輸出IP數(shù)據(jù)報(bào)的源地址字段。 主機(jī)組地址可能用于源路由選項(xiàng)。
人們注意到一個(gè)小型的IP生存時(shí)間( TTL) ( TTL)值可以
阻止投遞給一個(gè)目的地組的某些成員。 因此,一個(gè)巨大的TTL值應(yīng)該用于到達(dá)所有成員。 相反地,一個(gè)小型的TTL值可用于僅到達(dá)分散廣泛地組的"附近的"成員。 在小延遲局域網(wǎng)集群中TTL域作為一個(gè)路程段限制;因此,可以這樣完成擴(kuò)展環(huán)調(diào)查：TTL開始為1并且每次重傳加１,直到由集群直徑定義的極限。
6.3.對(duì)于局域網(wǎng)服務(wù)接口的擴(kuò)建部分
為支持多點(diǎn)播送IP數(shù)據(jù)報(bào)的發(fā)送局域網(wǎng)服務(wù)接口不需要做出修改。 當(dāng)它啟用現(xiàn)存" Send Local "操作時(shí)IP模塊僅僅規(guī)定了一個(gè)IP主機(jī)組目的地,而非一個(gè)個(gè)人IP目的地,。
6.4.對(duì)于以太網(wǎng)局域網(wǎng)模塊的擴(kuò)建部分
通過(guò)允許在以太網(wǎng)信息包的目的地域使用多點(diǎn)播送地址，以太網(wǎng)可以直接支持本地多點(diǎn)播送包的發(fā)送。 為支持多點(diǎn)播送IP數(shù)據(jù)報(bào)的發(fā)送，需要一個(gè)用于將IP主機(jī)組地址映射到以太網(wǎng)多點(diǎn)播送地址的方法。
通過(guò)將IP地址的低28位放入一個(gè)以太網(wǎng)地址的低28位，一個(gè)IP主機(jī)組地址被映射到一個(gè)以太網(wǎng)多點(diǎn)播送地址。 以太網(wǎng)地址的高20位設(shè)置成一個(gè)在"分配號(hào)碼"（" Assigned Numbers "）中刊登的有名的值。