Загрузка

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 broadcast255.255.255.255
    → 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

Характеристика Broadcast Multicast Loopback
Получатели Все в подсети Только подписавшиеся Только локальный хост
Пример адреса 255.255.255.255, 192.168.1.255 224.0.0.251 127.0.0.1
Используется для ARP, DHCP, WOL IPTV, OSPF, mDNS Тесты, локальные сервисы
Маршрутизируется Обычно нет Да (с PIM/IGMP) Нет, остаётся в хосте
Минусы Загружает всех Сложная настройка Только локально