IPv6/Host/Link Layer Multicast: Unterschied zwischen den Versionen
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Wo bei IPv4 häufig Broadcast zum Einsatz kam, wird unter IPv6 Multicast verwendet | |||
* Immer dann, wenn nicht alle Nodes am Link angesprochen werden sollen, ist die Verwendung von Multicast ressourcenschonender | * Immer dann, wenn nicht alle Nodes am Link angesprochen werden sollen, ist die Verwendung von Multicast ressourcenschonender | ||
* Idealerweise werden nur jene Nodes behelligt, die auch Interesse an den versendeten Daten haben | * Idealerweise werden nur jene Nodes behelligt, die auch Interesse an den versendeten Daten haben | ||
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* Sie repräsentiert eine Multicast Group der alle Nodes am Link beitreten müssen | * Sie repräsentiert eine Multicast Group der alle Nodes am Link beitreten müssen | ||
== Effizienzsteigerung durch Multicast == | |||
Um die Belastung auf dem Link gering zu halten, sollten Pakete für eine Multicast Group zwar an alle beigetretenen Interfaces zugestellt werden, unbeteiligte Interfaces aber außen vor gelassen werden | Um die Belastung auf dem Link gering zu halten, sollten Pakete für eine Multicast Group zwar an alle beigetretenen Interfaces zugestellt werden, unbeteiligte Interfaces aber außen vor gelassen werden | ||
* Da sich 128 Bits lange Multicast Addresses nicht ohne Verlust auf gängige Link-layer Addresses abbilden lassen, muss man hier Einschränkungen hinnehmen | * Da sich 128 Bits lange Multicast Addresses nicht ohne Verlust auf gängige Link-layer Addresses abbilden lassen, muss man hier Einschränkungen hinnehmen | ||
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* Im ungünstigsten Fall sinkt die Effizienz auf das Niveau von Broadcast | * Im ungünstigsten Fall sinkt die Effizienz auf das Niveau von Broadcast | ||
== Multicast auf Ethernet == | |||
Die Umsetzung von Multicast Addresses auf Link-layer Addresses an Ethernet-Links werden wir wegen seiner praktischen Relevanz genauer untersuchen. Das ist in [[RFC 2464]] beschrieben. | Die Umsetzung von Multicast Addresses auf Link-layer Addresses an Ethernet-Links werden wir wegen seiner praktischen Relevanz genauer untersuchen. Das ist in [[RFC 2464]] beschrieben. | ||
== Neighbor Solicitation mitschneiden == | |||
[[File:ipv6NeighborSolicitationLinklayerMulticast.png|mini|400px|Neighbor Solicitation mittels Link-layer-Multicast]] | [[File:ipv6NeighborSolicitationLinklayerMulticast.png|mini|400px|Neighbor Solicitation mittels Link-layer-Multicast]] | ||
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3 packets transmitted, 3 received, 0% packet loss, time 2007ms | 3 packets transmitted, 3 received, 0% packet loss, time 2007ms | ||
== Solicited Node Multicast Address == | |||
; Ethernet- und IPv6-Header der Neighbor Solicitation | ; Ethernet- und IPv6-Header der Neighbor Solicitation | ||
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* Offensichtlich wird die Link-layer Multicast Address aus der IPv6 Multicast Address abgeleitet | * Offensichtlich wird die Link-layer Multicast Address aus der IPv6 Multicast Address abgeleitet | ||
Hier sind die letzten drei Bytes der Link-layer Multicast Address identisch mit denen der Link-layer Address des Interfaces | |||
* Zur Erinnerung: Die Link-layer Address hatte uns der Node in einem Neighbor Advertisement mitgeteilt | * Zur Erinnerung: Die Link-layer Address hatte uns der Node in einem Neighbor Advertisement mitgeteilt | ||
** siehe Abbildung 4.8 in Abschnitt 4.3 Neighbor Cache | |||
* Ein Switch müsste in diesem Fall den Frame einfach auf allen Ports aussenden, deren zugeordnete Link-layer Addresses auf die letzten drei Bytes der Link-layer Multicast Address enden | * Ein Switch müsste in diesem Fall den Frame einfach auf allen Ports aussenden, deren zugeordnete Link-layer Addresses auf die letzten drei Bytes der Link-layer Multicast Address enden | ||
* Viele werden das nicht sein | * Viele werden das nicht sein | ||
* Ein | * Ein simples wie effizientes Verfahren | ||
== Multicast und Privacy Extensions == | |||
; Problematischer wird es, wenn die Clients Privacy Extensions nutzen | ; Problematischer wird es, wenn die Clients Privacy Extensions nutzen | ||
* Dann weisen die Interface Identifier keine Gemeinsamkeiten mit der Link-layer Address mehr auf | * Dann weisen die Interface Identifier keine Gemeinsamkeiten mit der Link-layer Address mehr auf | ||
* Trotzdem bilden die Interface Identifier die Grundlage für | * Trotzdem bilden die Interface Identifier die Grundlage für entsprechende Solicited Node Multicast Addresses | ||
* Aus diesen wiederum wird die Link-layer Multicast Address abgeleitet | |||
* Einem Switch, und sei er auch noch so schlau konfiguriert, bieten sich nun keine Anhaltspunkte mehr, auf welchen Ports der Frame erwünscht sein könnte Ihm bleibt nur eine Möglichkeit übrig | |||
; Er sendet den Frame auf allen Ports hinaus | |||
Er sendet den Frame auf allen Ports hinaus | |||
* Um diesem Effizienzverlust zu begegnen sind die Switch-Hersteller angehalten, MLDv2-Pakete auszuwerten | * Um diesem Effizienzverlust zu begegnen sind die Switch-Hersteller angehalten, MLDv2-Pakete auszuwerten | ||
* Indem sich die Switche merken, an welchem Port Nodes zu einer Multicast Group beigetreten sind, können sie den Overhead signifikant senken | * Indem sich die Switche merken, an welchem Port Nodes zu einer Multicast Group beigetreten sind, können sie den Overhead signifikant senken | ||
Dass sich dies spürbar auf die Herstellungskosten, und damit auch auf den Verkaufspreis auswirkt, dürfte auf der Hand liegen | Dass sich dies spürbar auf die Herstellungskosten, und damit auch auf den Verkaufspreis auswirkt, dürfte auf der Hand liegen | ||
; Sonderfall | |||
Einen Sonderfall gibt es allerdings, beschrieben in [[RFC/6085|RFC 6085]] | |||
Wenn der Absender weiß, dass nur ein einziges Interface in einer Multicast Group Mitglied ist, und ihm darüber hinaus die Link-layer Unicast Address des Interfaces bekannt ist, dann darf er direkt an diese adressieren | * Wenn der Absender weiß, dass nur ein einziges Interface in einer Multicast Group Mitglied ist, und ihm darüber hinaus die Link-layer Unicast Address des Interfaces bekannt ist, dann darf er direkt an diese adressieren | ||
* Einem Switch wird so unter Umständen das mehrfache Aussenden eines Frames erspart | * Einem Switch wird so unter Umständen das mehrfache Aussenden eines Frames erspart | ||
[[Kategorie:IPv6/Host]] | [[Kategorie:IPv6/Host]] | ||
[[Kategorie:Multicast]] | |||
Aktuelle Version vom 23. Januar 2024, 12:30 Uhr
Multicast auf dem Link-layer
All Nodes Multicast Address
- Wo bei IPv4 häufig Broadcast zum Einsatz kam, wird unter IPv6 Multicast verwendet
- Immer dann, wenn nicht alle Nodes am Link angesprochen werden sollen, ist die Verwendung von Multicast ressourcenschonender
- Idealerweise werden nur jene Nodes behelligt, die auch Interesse an den versendeten Daten haben
- Sollen doch einmal alle Nodes eines Links angesprochen werden, kann die All Nodes Multicast Address mit Link-local Scope genutzt werden
- Sie repräsentiert eine Multicast Group der alle Nodes am Link beitreten müssen
Effizienzsteigerung durch Multicast
Um die Belastung auf dem Link gering zu halten, sollten Pakete für eine Multicast Group zwar an alle beigetretenen Interfaces zugestellt werden, unbeteiligte Interfaces aber außen vor gelassen werden
- Da sich 128 Bits lange Multicast Addresses nicht ohne Verlust auf gängige Link-layer Addresses abbilden lassen, muss man hier Einschränkungen hinnehmen
- Je nach verwendeter Link-Technologie und Intelligenz der beteiligten Link-layer-Geräte (Beispielsweise Switches), ist der Overhead kleiner oder größer
- Im ungünstigsten Fall sinkt die Effizienz auf das Niveau von Broadcast
Multicast auf Ethernet
Die Umsetzung von Multicast Addresses auf Link-layer Addresses an Ethernet-Links werden wir wegen seiner praktischen Relevanz genauer untersuchen. Das ist in RFC 2464 beschrieben.
Neighbor Solicitation mitschneiden
- Aufzeichnung einer Neighbor Solicitation
- Wireshark starten
- Aufzeichnung erst starten, wenn der Neighbor Cache von router keinen Eintrag mehr für linux enthält
- Senden eines Echo Request vom router an linux, um eine Neighbor Solicitation zu erzwingen
user@router:~$ ping6 -c 3 fe80::200:ff:fe60:d1e%eth1 PING fe80::200:ff:fe60:d1e%eth1 (fe80::200:ff:fe60:d1e) 56 data bytes 64 bytes from fe8::2:ff:fe6:d1e: icmp_seq=1 ttl=64 time =3.85ms 3 packets transmitted, 3 received, 0% packet loss, time 2007ms
Solicited Node Multicast Address
- Ethernet- und IPv6-Header der Neighbor Solicitation
- Das Feld Destination im Ethernet-Header hat den Wert 33:33:ff:60:0d:1e
- Vergleichen wir den Wert mit der Zieladresse ff02::1:ff60:d1e im IPv6-Header, fallen Gemeinsamkeiten auf
- Offensichtlich wird die Link-layer Multicast Address aus der IPv6 Multicast Address abgeleitet
Hier sind die letzten drei Bytes der Link-layer Multicast Address identisch mit denen der Link-layer Address des Interfaces
- Zur Erinnerung: Die Link-layer Address hatte uns der Node in einem Neighbor Advertisement mitgeteilt
- siehe Abbildung 4.8 in Abschnitt 4.3 Neighbor Cache
- Ein Switch müsste in diesem Fall den Frame einfach auf allen Ports aussenden, deren zugeordnete Link-layer Addresses auf die letzten drei Bytes der Link-layer Multicast Address enden
- Viele werden das nicht sein
- Ein simples wie effizientes Verfahren
Multicast und Privacy Extensions
- Problematischer wird es, wenn die Clients Privacy Extensions nutzen
- Dann weisen die Interface Identifier keine Gemeinsamkeiten mit der Link-layer Address mehr auf
- Trotzdem bilden die Interface Identifier die Grundlage für entsprechende Solicited Node Multicast Addresses
- Aus diesen wiederum wird die Link-layer Multicast Address abgeleitet
- Einem Switch, und sei er auch noch so schlau konfiguriert, bieten sich nun keine Anhaltspunkte mehr, auf welchen Ports der Frame erwünscht sein könnte Ihm bleibt nur eine Möglichkeit übrig
- Er sendet den Frame auf allen Ports hinaus
- Um diesem Effizienzverlust zu begegnen sind die Switch-Hersteller angehalten, MLDv2-Pakete auszuwerten
- Indem sich die Switche merken, an welchem Port Nodes zu einer Multicast Group beigetreten sind, können sie den Overhead signifikant senken
Dass sich dies spürbar auf die Herstellungskosten, und damit auch auf den Verkaufspreis auswirkt, dürfte auf der Hand liegen
- Sonderfall
Einen Sonderfall gibt es allerdings, beschrieben in RFC 6085
- Wenn der Absender weiß, dass nur ein einziges Interface in einer Multicast Group Mitglied ist, und ihm darüber hinaus die Link-layer Unicast Address des Interfaces bekannt ist, dann darf er direkt an diese adressieren
- Einem Switch wird so unter Umständen das mehrfache Aussenden eines Frames erspart