Broadcast, Multicast и Loopback в IP-сетях

1. Broadcast (широковещание)

Что это

Broadcast — отправка пакета всем узлам в пределах одной сети (L2 сегмента или VLAN).
Работает только внутри локальной подсети, не маршрутизируется за её пределы (обычно).

Виды Broadcast

• Limited broadcast — 255.255.255.255
  → Пакет уходит всем узлам в пределах текущего сегмента (например, DHCP Discover).

• Directed broadcast — адрес подсети с host-частью = все единицы.
  Например, сеть 192.168.10.0/24 → directed broadcast = 192.168.10.255.
  Такие пакеты могут быть доставлены во всю подсеть, но маршрутизаторы часто блокируют их по умолчанию (anti-smurf attack).

Где используется

• DHCP (клиент не знает адрес сервера → шлёт на broadcast).

• ARP (узнать MAC по IP).

• Wake-on-LAN (магический пакет).

Минусы

• Загружает всех участников сети.

• Не масштабируется (в больших сетях → «штормы»).

• Поэтому в крупных сетях broadcast стараются изолировать с помощью VLAN.

2. Multicast (групповая передача)

Что это

Multicast — доставка пакета сразу нескольким получателям, но не всем.
Работает по принципу «подписки на группу»:

• Отправитель шлёт один пакет → сеть дублирует его только тем узлам, которые подписаны.

Диапазоны адресов IPv4

• 224.0.0.0 – 239.255.255.255 (Class D).

• Специальные:

  • 224.0.0.1 — все узлы в сегменте.

  • 224.0.0.2 — все маршрутизаторы.

  • 224.0.0.251 — mDNS (Bonjour, Apple).

Принцип работы

• Получатели подписываются на группу через IGMP (Internet Group Management Protocol).

• Маршрутизаторы используют PIM (Protocol Independent Multicast) для распространения.

• Отправитель не знает, кто слушает, он просто отправляет на адрес группы.

Где используется

• IPTV, стриминг видео (один поток → тысяче клиентов).

• Видеоконференции (Zoom, Teams, но чаще поверх Unicast через CDN).

• Протоколы маршрутизации (OSPF использует multicast 224.0.0.5/6).

• Service discovery (mDNS, SSDP).

Проблемы и минусы

• Требует поддержки маршрутизаторами (IGMP Snooping на свичах, PIM на роутерах).

• Плохо работает через NAT (из-за адресов 224/4).

• В интернете почти не используется — чаще в пределах провайдера или локальной сети.

3. Loopback (обратный интерфейс)

Что это

Loopback — специальный виртуальный интерфейс «самого себя».
Адреса 127.0.0.0/8 зарезервированы для loopback. Обычно используется 127.0.0.1.

Как работает

• Любой пакет, отправленный на адрес из диапазона 127.0.0.0/8, не уходит в сеть — возвращается локально в стек TCP/IP.

• Это значит: даже если сеть отключена, ping 127.0.0.1 будет работать.

Где используется

• Тестирование TCP/IP стека: проверка, работает ли сетевой стек.

• Локальные сервисы: веб-серверы, базы данных, прокси.
  (Например, 127.0.0.1:3306 → MySQL доступен только локально.)

• В маршрутизации (Cisco, MikroTik, Juniper): loopback-интерфейсы используют как router-id и стабильный идентификатор (не зависит от физического интерфейса).
  Например:

  /interface bridge add name=loopback
/ip address add address=10.255.255.1/32 interface=loopback


  Этот адрес всегда «живой» и его можно использовать в OSPF/BGP как идентификатор.

Примеры

• ping 127.0.0.1 → проверка TCP/IP на твоём ПК.

• curl http://127.0.0.1:8080 → обращение к локальному сервису.

• В BGP router-id часто задают loopback IP (например, 10.255.255.1).

Итоговое сравнение