IPv6-Multicast

IPv6-Multicast basiert auf der Frage, wie verschicken wir Pakete an Ziele, deren link-lokale Adresse uns noch nicht bekannt ist? Die Lösung heißt Multicast und die zugehörigen Adressen sind die Multicast-Adressen.
In IPv6 bilden Multicast-Adressen eigene Multicast Scopes (Gültigkeitsbereiche), die nicht mit den Address Scopes verwechselt werden dürfen.
Die Multicast-Adressen von IPv6 umfassen Netzwerk-Knoten und Netzwerk-Dienste in Multicast-Gruppen zusammen. Jede Gruppe ist über eine eigene Adresse erreichbar. Diesen Gruppen kann sich ein Host selber zuweisen und er kann auf Pakete antworten, die mit der entsprechenden Multicast-Adresse adressiert sind.

Multicast-Adressen und ihre Gültigkeitsbereiche

Multicast-Adressen sind durch das Präfix "ff::/8" gekennzeichnet. Sie beginnen immer mit "ff". Danach folgen 4 Bit für Flags und weitere 4 Bit für die Angabe des Multicast Scopes (Gültigkeitsbereich).

  • Der Scope "ff01" gilt nur am lokalen Interface. Die so adressierten Pakete verlassen also nie die Schnittstelle (Node-Local Scope Multicast Addresses).
  • Der Scope "ff02" gilt für link-lokale Multicast-Adressen (Link-Local Scope Multicast Addresses).

Es gibt noch weitere Gültigkeitsbereiche, die allerdings in der Praxis keine Rolle spielen.

Nach dem Gültigkeitsbereich folgt eine Reihe von Gruppen von Nullen, die mit "::" abgekürzt werden. Die Multicast-Adresse endet mit einer Nummer, die für eine Multicast-Gruppe steht. Eine solche Gruppe ist zum Beispiel "alle Nodes". Bei IPv4 kannte man den gute alten Broadcast. Diese exklusive Broadcast-Adresse kennt IPv6 nicht mehr. Dafür gibt es die Multicast-Adresse "ff02::1", die für alle IPv6-Hosts steht.

Ein Auszug der Multicast-Gruppen:

  • ff0X::1 : alle IPv6-Stationen
  • ff0X::2 : alle Router
  • ff0X::f : UPnP
  • ff0X::101 : alle Zeitserver (NTP)
  • ff0X::1:2 : DHCPv6-Server

Hinweis: Nicht alle Multicast-Gruppen machen in jedem Gültigkeitsbereich Sinn.

Multicast mit Ping

Jede Multicast-Gruppe kann man auf der Kommandozeile mit Ping ansprechen. Beispielsweise alle link-lokale IPv6-Stationen.

  • Windows: ping -6 ff02::1
  • Linux: ping6 -c 5 ff02::1

Sofern die Geräte mit dem LAN verbunden sind und keine Firewall oder eine andere Sicherheitsmaßnahme es verhindert, antworten alle IPv6-Hosts.

Problem: Multicast im geswitchten Netzwerk?

Grundlegende Mechanismen von IPv6 beruhen auf dem Neighbor Discovery Protocol (NDP) und Multicast. Das heißt, dass in einem Netzwerk eine Gruppe von Empfängern adressiert werden kann. In einem Ethernet-Netzwerk mit Switches ist das ein Problem, weil ein Switch versucht, eine Zuordnung zwischen Switch-Port und Hardware-Adresse herzustellen. Das heißt, ein Switch merkt sich, welcher Host an welchem Port hängt und schickt die Datenpakete nur an die entsprechenden Ports. Was aber, wenn der Switch ein Multicast-Paket und die Antwort-Pakete bekommt? Welche Adressen speichert er in seiner Address-Table?
Moderne Switche merken sich, wer zu welcher Multicast-Gruppe gehört. Das bedeutet, ein IPv6-Host muss mitteilen, an welchen Multicasts er teilnehmen will.

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