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Quelle est la différence entre le trafic unicast, anycast, broadcast et multicast ?

Je n'ai jamais eu le privilège de travailler dans un environnement qui nécessitait un routage compliqué ou, s'il le nécessitait, il était traité en amont de moi. J'ai toujours utilisé des configurations de routage statique très simples et je n'ai jamais eu besoin de faire du routage multivoie, d'où ma confusion générale à ce sujet. J'aimerais mieux comprendre la multidiffusion et l'anycasting.

  • Quelle est la différence entre le trafic unicast, anycast, broadcast et multicast ?
  • Dans quelles situations sont-elles généralement utilisées et pourquoi (par exemple, quelles applications utilisent quelle méthode) ?
  • Comment calculer combien de trafic de diffusion est excessif pour un segment de réseau ou un domaine de diffusion donné ?
  • Quelles sont les implications en matière de sécurité de l'autorisation du trafic de diffusion et de multidiffusion ?

186voto

sysadmin1138 Points 129885

C'est simple :

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| TYPE      | ASSOCIATIONS     | SCOPE           | EXAMPLE |
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| Unicast   | 1 to 1           | Whole network   | HTTP    | 
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| Broadcast | 1 to Many        | Subnet          | ARP     |
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| Multicast | One/Many to Many | Defined horizon | SLP     |
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| Anycast   | Many to Few      | Whole network   | 6to4    |
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La diffusion individuelle est utilisée lorsque deux nœuds du réseau doivent se parler. C'est assez simple, je ne vais donc pas m'y attarder. Par définition, TCP est un protocole Unicast, sauf lorsqu'il est question d'Anycast (voir ci-dessous).

Lorsque vous avez besoin que plus de deux nœuds voient le trafic, vous avez des options.

Si tous les noeuds sont sur le même sous-réseau, alors diffuser devient une solution viable. Tous les nœuds du sous-réseau verront tout le trafic. Aucun état de connexion de type TCP n'est maintenu. La diffusion est une fonction de couche 2 du protocole Ethernet, et également une fonction de couche 3 de l'IPv4.

Multicast est comme une diffusion qui peut traverser les sous-réseaux, mais contrairement à la diffusion, elle ne touche pas tous les nœuds. Les nœuds doivent s'abonner à un groupe de multidiffusion pour recevoir des informations. Les protocoles de multidiffusion sont généralement des protocoles UDP, puisque, par définition, aucun état de connexion ne peut être maintenu. Les nœuds qui transmettent des données à un groupe de multidiffusion ne savent pas ce qu'ils reçoivent. Par défaut, les routeurs Internet ne transmettent pas le trafic multicast. Pour un usage interne, cependant, il est parfaitement autorisé ; d'où la mention "Horizon défini" dans le tableau ci-dessus. La multidiffusion est une caractéristique de la couche 3 des protocoles IPv4 et IPv6.

Pour utiliser anycast vous faites de la publicité pour le même réseau en de multiples endroits de l'Internet et vous vous appuyez sur les calculs du plus court chemin pour canaliser les clients vers vos multiples sites. En ce qui concerne les nœuds du réseau eux-mêmes, ils utilisent un réseau de type unicast pour parler à vos noeuds anycasted. Pour en savoir plus sur l'Anycast, essayez : Qu'est-ce que le "anycast" et en quoi est-il utile ? . L'Anycast est également une fonctionnalité de la couche 3, mais elle est fonction de la manière dont le route-coalescing se produit.


Exemples

Quelques exemples de l'utilisation des méthodes non-Unicast dans l'Internet réel.

Diffusion
ARP est un protocole de diffusion, et est utilisé par les piles TCP/IP pour déterminer comment envoyer le trafic aux autres nœuds du réseau. Si la destination se trouve sur le même sous-réseau, ARP est utilisé pour déterminer l'adresse MAC qui correspond à l'adresse IP indiquée. Il s'agit d'une diffusion de niveau 2 (Ethernet), vers l'adresse MAC réservée FF:FF:FF:FF:FF:FF.

De plus, le protocole de navigation de Microsoft est réputé pour être basé sur la diffusion. Des solutions de contournement comme WINS ont été créées pour permettre la navigation entre les sous-réseaux. Cela implique une diffusion de niveau 3 (IP), c'est-à-dire un paquet IP dont l'adresse de destination est l'adresse de diffusion du sous-réseau (dans 192.168.101.0/24, l'adresse de diffusion serait 192.168.101.255).

Le protocole NTP permet une méthode de diffusion pour annoncer les sources de temps.

Multicast
Au sein d'un réseau d'entreprise, la multidiffusion permet de diffuser une vidéo en direct à plusieurs nœuds sans avoir besoin d'une bande passante massive de la part du serveur qui diffuse le flux vidéo. Ainsi, un serveur vidéo peut fournir un flux vidéo de 720p avec une connexion de 100 Mo seulement, tout en servant ce flux à 3000 clients.

Lorsque Novell a abandonné IPX au profit d'IP, il a dû choisir un protocole de publicité de service pour remplacer le protocole SAP d'IPX. Dans IPX, le protocole de publicité de service, a fait un annonce à l'échelle du réseau à chaque fois qu'il annonce qu'un service est disponible. Comme TCP/IP ne dispose pas d'un tel protocole d'annonce global, Novell a choisi d'utiliser un protocole basé sur la multidiffusion : le Service Location Protocol. Les nouveaux serveurs annoncent leurs services sur le groupe multicast SLP. Les clients recherchant des types de services spécifiques annoncent leur besoin au groupe multicast et écoutent les réponses non diffusées.

Les imprimantes HP annoncent par défaut leur présence sur un groupe multicast. Avec les bons outils, il est très facile de savoir quelles imprimantes sont disponibles sur votre réseau.

Le protocole NTP également permet une méthode de multidiffusion (IP 224.0.1.1) pour annoncer les sources horaires à des zones situées au-delà du seul sous-réseau.

Anycast
La diffusion analogique est un peu spéciale, car la diffusion individuelle se superpose à elle. L'Anycast consiste à annoncer le même réseau dans différentes langues. pièces du réseau, afin de diminuer le nombre de sauts de réseau nécessaires pour atteindre ce réseau.

Le protocole de transition IPv6 6to4 utilise Anycast. Les passerelles 6to4 annoncent leur présence sur une adresse IP spécifique, 192.88.99.1. Les clients souhaitant utiliser une passerelle 6to4 envoient du trafic à 192.88.99.1 et font confiance au réseau pour transmettre la demande de connexion à un routeur 6to4.

Les services NTP pour les hôtes NTP particulièrement populaires peuvent très bien être anycasted, mais je n'en ai pas la preuve. Il n'y a rien dans le protocole pour l'empêcher.

D'autres services utilisent Anycast pour améliorer la localisation des données vers les utilisateurs finaux. Google utilise l'Anycast pour ses pages de recherche à certains endroits (et la géo-IP à d'autres). Les serveurs DNS racine utilisent Anycast pour des raisons similaires. ServerFault lui-même pourrait aller dans ce sens. Ils ont des centres de données à New York et en Oregon, mais ils n'y sont pas encore allés.


Préoccupations relatives au réseau

Un trafic de diffusion excessif peut priver tous les nœuds de ce sous-réseau de bande passante. Ce problème est moins préoccupant de nos jours avec les ports GigE full-duplex, mais à l'époque des 10Mb half-duplex, une tempête de diffusion pouvait mettre un réseau à l'arrêt très rapidement. Ces réseaux half-duplex avec un seul grand domaine de collision sur tous les noeuds étaient particulièrement vulnérables aux tempêtes de diffusion, c'est pourquoi les livres sur les réseaux, surtout les plus anciens, recommandent de garder un oeil sur le trafic de diffusion. Les réseaux commutés/duplex intégral sont beaucoup plus difficiles à arrêter par une tempête de diffusion, mais cela peut toujours arriver. La diffusion est requerido pour le bon fonctionnement des réseaux IP.

La multidiffusion présente les mêmes possibilités d'abus. Si un nœud du groupe multicast commence à envoyer d'énormes quantités de trafic à ce groupe, tous les nœuds abonnés verront tout ce trafic. Comme pour la diffusion, un trafic de multidiffusion excessif peut augmenter les possibilités de collisions sur les connexions où cela pose problème.

La multidiffusion est une en option avec IPv4, mais requerido pour IPv6. Le broadcast IPv4 est remplacé par le multicast dans IPv6 (voir aussi : Pourquoi IPv6 ne peut pas envoyer des diffusions ? ). Elle est souvent désactivée sur les réseaux IPv4. Ce n'est pas une coïncidence si l'activation de la multidiffusion est l'une des nombreuses raisons pour lesquelles les ingénieurs réseau hésitent à passer à IPv6 avant qu'ils ne l'aient fait. tienen pour le faire.

Le calcul de l'excès de trafic dépend de plusieurs éléments

  • Half vs Full Duplex : Les réseaux half-duplex ont des tolérances beaucoup plus faibles pour le trafic bcast/mcast.
  • Vitesse des ports réseau : Plus votre réseau est rapide, moins ce problème se pose. À l'époque de l'Ethernet 10Mb, 5 à 10% du trafic sur un port pouvait être du trafic bcast, si ce n'est plus, mais en GigE, moins de 1% (probablement beaucoup moins) est plus probable.
  • Nombre de nœuds sur le réseau : Plus le nombre de nœuds est élevé, plus le trafic de diffusion est inévitable (ARP). Si vous utilisez des protocoles spécifiques à la diffusion, la navigation Windows ou d'autres choses comme les battements de cœur de la grappe, l'origine des problèmes changera.
  • Technologie de réseau : L'Ethernet filaire est suffisamment rapide pour que, tant que vous disposez d'un équipement moderne, bcast/mcast ne vous cause pas de problèmes. En revanche, le sans fil peut souffrir d'un trafic de diffusion excessif car il s'agit d'un support partagé par tous les nœuds et donc d'un seul domaine de collision.

Au final, le trafic Bcast et Mcast prive les ports de bande passante. Le moment où vous commencez à vous inquiéter dépend fortement de votre réseau individuel et de votre tolérance aux performances variables. En général, le nombre de nœuds de réseau n'a pas évolué aussi vite que la vitesse du réseau, de sorte que le pourcentage global de diffusion en tant que trafic a diminué au fil du temps.

Certains réseaux interdisent la multidiffusion pour des raisons spécifiques, et d'autres n'ont jamais pris le temps de la mettre en place. Certains protocoles de multidiffusion peuvent révéler des informations intéressantes (SLP en est un) à quiconque prête l'oreille aux bonnes choses. Personnellement Le trafic multicast mineur ne me dérange pas, car le plus gros inconvénient que j'ai rencontré avec lui est la pollution des captures de réseau lorsque je fais une analyse de réseau ; et pour cela, il y a des filtres.

11voto

joeqwerty Points 106914

Voici quelques informations de base :

Unicast : Le trafic unicast est le trafic destiné à un seul hôte. Tous les autres hôtes ignorent le trafic monodiffusion qui ne leur est pas destiné. Dans un environnement commuté, le trafic monodiffusion n'est généralement pas "entendu" par d'autres hôtes que celui auquel il est destiné. Dans un environnement qui utilise des concentrateurs, tous les hôtes "entendront" le trafic de monodiffusion destiné à tous les autres hôtes, mais ils ignoreront tout le trafic qui ne leur est pas destiné.

Diffusion : Le trafic de diffusion est un trafic envoyé dans l'intention d'être "entendu" par tous les hôtes d'un segment de réseau particulier. Des exemples de trafic de diffusion sont une requête ARP, qui est une diffusion au niveau de la couche physique (adresse MAC FF-FF-FF-FF-FF-FF) ou une requête de nom NetBIOS, qui est une diffusion au niveau de la couche réseau (quelle que soit l'adresse de diffusion pour ce réseau particulier, telle que 64.28.42.63 pour le réseau 64.28.42.0/26).

Multicast : Le trafic multidiffusion est un trafic envoyé dans l'intention d'être "entendu" par un groupe particulier d'hôtes sur un segment de réseau. Une partie du trafic multidiffusion peut être considérée comme du trafic de diffusion, comme le trafic vers l'adresse multidiffusion 224.0.0.1, qui est un trafic multidiffusion destiné à tous les hôtes du même segment de réseau. Un autre exemple de trafic multidiffusion serait le trafic envoyé à l'adresse multidiffusion 224.0.0.9, utilisée par les routeurs RIP pour envoyer des informations de routage à d'autres routeurs RIP sur le même segment de réseau.

Je laisserai Anycast à quelqu'un d'autre car je n'y connais pas grand-chose.

7voto

Tweakit Points 71

L'Anycast n'est pas un type de communication largement accepté dans IPv4, mais il est présent dans IPv6.

Les trois types de communication dans IPv4 sont 1) Unicast, 2) Multicast 3) Broadcast.

1) IPv4 Unicast Communication de type "One-to-One". Un périphérique réseau communique avec un autre périphérique réseau. L'adresse de couche 3 utilisée pour l'unicast est une adresse IPv4 de classe A, de classe B ou de classe C. L'adresse de couche 2 est une adresse MAC unicast.

Exemple : Parcourir un site web, télécharger un fichier en utilisant FTP, se connecter à un autre appareil en utilisant SSH (Secure Shell) etc.

2) Multicast IPv4 Communication de type "un à plusieurs". Un périphérique réseau envoie un paquet de données IPv4 et celui-ci est livré aux périphériques qui sont intéressés par ce trafic. L'adresse de couche 3 utilisée pour la multidiffusion IPv4 est une adresse IPv4 de classe D (de 224 à 239). L'adresse de couche 2 pour la multidiffusion IPv4 commence par "01:00:5e".

Exemple : IPTV, messages Hello OSPF, messages Hello EIGRP, mises à jour de routes RIPv2.

3) Diffusion IPv4 Communication de type "un pour tous". Un dispositif du réseau envoie un paquet de données IPv4 qui sera transmis à tous les dispositifs de ce segment du réseau local. Le problème du trafic de diffusion est que les diffusions dérangent tous les appareils du réseau local et entraînent un gaspillage de la bande passante.

Exemple : Messages de découverte DHCPv4

En IPv6, nous avons l'Unicast, le Multicast et l'Anycast. Le concept d'Unicast et de Multicast est le même dans IPv4 et IPv6, sauf les changements dans les adresses de la couche 3 d'IPv6 utilisées pour la diffusion et le multicast et l'adresse de la couche 2 utilisée pour le multicast. L'adresse de la couche 2 utilisée pour le trafic de multidiffusion IPv6 commence à "33:33 :" (en IPv4, c'est "01:00:5e").

IPv6 Anycast Le type de communication IPv6 Anycast est utilisé pour identifier une interface parmi un groupe d'interfaces qui fournissent le même service, mais qui sont proches du client en termes de distance de routage (on peut comparer la distance de routage à la distance géographique). L'Anycast n'est possible qu'avec l'aide de protocoles de routage.

Consultez le lien ci-dessous pour une explication plus claire sur IPv6 Anycast.

http://www.omnisecu.com/tcpip/ipv6/unicast-multicast-anycast-types-of-network-communication-in-ipv6.php

Exemple, ma maison est située en Inde, et je veux résoudre le FQDN " www.serverfault.com " à une adresse IP. Considérons que j'ai trois serveurs DNS, un situé aux États-Unis, un autre au Canada et un autre en Inde, qui fournissent tous le même service. Le meilleur choix est le serveur DNS de l'Inde, car il est situé près de mon domicile. J'obtiendrai une réponse plus rapide et causerai moins de trafic réseau si j'utilise le service situé près de chez moi. Anycast peut trouver le serveur qui est proche de mon domicile et obtenir le service de ce serveur.

1voto

ChePazzo Points 11

Juste une précision sur anycast.

Anycast ne devrait définitivement pas être groupé avec les autres *casts. Cependant, elle ne se superpose pas à l'unicast parce qu'elle IS unicast. Ce terme est simplement utilisé pour indiquer que la même adresse IP peut exister à plusieurs endroits. À cet égard, il s'agit d'une mauvaise utilisation accrocheuse du terme "cast". Un peu comme "WiFi" est un terme accrocheur basé sur le terme "Hi-Fi", même si les deux n'ont rien à voir l'un avec l'autre.

Lorsqu'un routeur entend le même préfixe de monodiffusion provenant de plusieurs sources, il ne sait pas (et ne s'en soucie pas) s'il s'agit de différentes destinations (anycast) ou s'il s'agit de la même destination accessible par différents chemins.

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