Anycast最初是在RFC1546中提出并定義的，它的最初語義是，在IP網(wǎng)絡(luò)上通過一個Anycast地址標識一組提供特定服務(wù)的主機，同時服務(wù)訪問方并不關(guān)心提供服務(wù)的具體是哪一臺主機(比如DNS或者鏡像服務(wù))，訪問該地址的報文可以被IP網(wǎng)絡(luò)路由到這一組目標中的任何一臺主機上，它提供的是一種無狀態(tài)的、盡力而為的服務(wù)(如圖1)。目前對于Anycast的中文譯稱主要有，“任播”、“泛潘”、“選播”等，本文一律使用“任播”一詞，或者直接使用英文單詞“Anycast”。

圖1 任播示意圖

Anycast作為一種新的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)被IPv6接納，并且在最初的IPv6標準中為Anycast分配了單獨的地址空間(RFC2526)，不過，新的IPv6標準(RFC 2373)已經(jīng)去掉了Anycast的單獨地址空間，而是使其共享IPv6的單播地址空間。標準對anycast的定義是，當一個單播地址被分配到多于一個的接口上時，發(fā)到該接口的報文被網(wǎng)絡(luò)路由到由路由協(xié)議度量的“最近”的目標接口上。與Unicast和Multicast類似，Anycast也是IP網(wǎng)絡(luò)的一種通信模式。Unicast允許源結(jié)點向單一目標結(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)報，Multicast允許源結(jié)點向一組目標結(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)報，而Anycast則允許源結(jié)點向一組目標結(jié)點中的一個結(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)報，而這個結(jié)點由路由系統(tǒng)選擇，對源結(jié)點透明；同時，路由系統(tǒng)選擇“最近”的結(jié)點為源結(jié)點提供服務(wù)，從而在一定程序上為源結(jié)點提供了更好的服務(wù)也減輕了網(wǎng)絡(luò)負載。

正是Anycast這一通信模式的特點，使它在IP網(wǎng)絡(luò)中具有了一定程序的應(yīng)用前景。首先，分布的服務(wù)共享相同的IP地址，同時在IP層進行透明的服務(wù)定位，這使得各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)特別是應(yīng)用層服務(wù)具有更強的透明性，比如DNS，在IPv6網(wǎng)絡(luò)中它可以共享一個熟知的IP地址，用戶不需要特殊配置也不用關(guān)心訪問的是哪一臺DNS服務(wù)器；其次，路由系統(tǒng)選擇了“最近”的服務(wù)，縮短了服務(wù)響應(yīng)的時間，同時減輕了網(wǎng)絡(luò)負載；最后，相同的服務(wù)在網(wǎng)絡(luò)上冗余分布，路由系統(tǒng)可以提供機制選擇負載相對輕的帶寬相對高的路徑來轉(zhuǎn)發(fā)報文，這樣就給用戶帶來了兩個方面的好處：1) 減弱了DOS攻擊對用戶帶來的影響。當Anycast組中某一個成員或者幾個成員受到攻擊時，負責(zé)報文轉(zhuǎn)發(fā)的路由器可以根據(jù)各個組成員的響應(yīng)時間來決定報文應(yīng)該轉(zhuǎn)發(fā)到哪個成員上，這樣受到攻擊的成員由于沒有響應(yīng)，所以報文就不會被轉(zhuǎn)發(fā)到那里，同時，由于Anycast提供的服務(wù)訪問透明性，組成員也相對較難受到DOS攻擊。2) 減弱了網(wǎng)絡(luò)擁塞給用戶帶來的影響。同上面的道理，當Anycast的某些組成員處在擁塞的網(wǎng)段時，它的響應(yīng)時間就較長，報文可以被轉(zhuǎn)發(fā)到響應(yīng)較好的成員那里。

雖然Anycast在以上方面有一定的優(yōu)勢，但是目前Anycast的應(yīng)用并不如期待中的一樣。應(yīng)用層對Anycast的使用主要有服務(wù)器自動選擇、服務(wù)自動定位，服務(wù)器自動選擇可以使用在需要對某種應(yīng)用層服務(wù)提供多個鏡像服務(wù)器的情況，比如FTP服務(wù)、在線游戲服務(wù)等。服務(wù)自動定位可以使用在主機不需要特別配置而使用一種知名服務(wù)的情況，典型的如DNS。網(wǎng)絡(luò)層實現(xiàn)Anycast主要是依據(jù)Anycast路由表對報文進行透明轉(zhuǎn)發(fā)，向上層提供服務(wù)，這樣應(yīng)用層就不需要專門的Anycast程序模塊。Anycast路由表記錄了一個Anycast組所有成員的Unicast地址，當路由器收到一個指向Anycast地址的報文時，首先搜索Anycast路由表找到相應(yīng)的Anycast組，然后把報文轉(zhuǎn)發(fā)到這個組中的一個成員上。鑒于應(yīng)用層對全球范圍內(nèi)的Anycast的需求，所以促成了對網(wǎng)絡(luò)層全球Anycast機制的研究。本文關(guān)注的重點是基于IPv6的全球范圍網(wǎng)絡(luò)層的Anycast機制，在這樣的機制下，應(yīng)用層只需要使用網(wǎng)絡(luò)層提供的服務(wù)來實現(xiàn)應(yīng)用層的Anycast。

網(wǎng)絡(luò)層任播需要解決的問題

IP層實現(xiàn)全球范圍內(nèi)的Anycast主要面臨兩個方面的問題，一方面是全球范圍內(nèi)的Anycast使得路由聚合變得困難；另一方面是無狀態(tài)的服務(wù)會導(dǎo)致基于單播的有狀態(tài)連接中途失效。下面對這兩個問題進行詳細闡述。

路由聚合是指為縮短路由表長度提高路由效率，把具有相同地址前綴的多個IP地址合并成一個僅包含相同前綴的網(wǎng)絡(luò)地址的方法，在實際應(yīng)用中，這些IP地址必須對應(yīng)相同的下一跳端口才可以在路由表中被合并成一項。由于基于IPv6的網(wǎng)絡(luò)的IP地址采用128位二進制位表示網(wǎng)絡(luò)中一個結(jié)點(路由器或者主機)的地址，地址空間相當大，所以必須采用路由聚合的方法來縮短路由表，這樣就要求基于IPv6網(wǎng)絡(luò)的路由拓撲必須具有一個相對嚴格的層次結(jié)構(gòu)，共享相同前綴的一個子網(wǎng)拓撲稱作一個路由域(Domain)，在這種情況下，當Anycast的組成員分布在不同的路由域中時，Anycast路由表就不能聚合，如圖2所示，A1和A2是同一個Anycast組的兩個成員，它們分布在前綴分別是3ffe:8140::/28和2001:220::/32的兩個不同的路由域中，因為這兩個單播地址不能聚合，所以負責(zé)報文轉(zhuǎn)發(fā)的中間路由器必須為這兩個成員分別存儲一個路由項，在全球部署一個Anycast服務(wù)時，如果這樣的情況很多，那Anycast路由表就會變得很大，導(dǎo)致路由效率急劇下降。正是這樣的情況給全球部署Anycast服務(wù)帶來了很大困難。

圖2 IPv6網(wǎng)絡(luò)路由拓撲層次結(jié)構(gòu)

由于Anycast是一種無狀態(tài)的服務(wù)，在一次有狀態(tài)的通信過程中，如果使用了Anycast服務(wù)，通信就有可能中途失敗。以TCP通信這例，如圖3所示，A一個Anycast組標志，M1和M2是這個組的兩個成員，Sender和A進行TCP通信，實際上TCP數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)發(fā)到A的一個成員上，假如TCP連接建立連接時報文轉(zhuǎn)發(fā)到了M1上，通信過程中由于某種不確定因素，在通信結(jié)束之前報文又被轉(zhuǎn)發(fā)到了M2上，這樣TCP通信便會失敗，原因是TCP通信過程中需要維護雙方的狀態(tài)信息(如滑動窗口大小等)，報文被轉(zhuǎn)發(fā)到M2后，雙方的狀態(tài)就不再一致，通信失敗。再比如，當使用RTP協(xié)議進行流媒體傳輸?shù)臅r候，也會出現(xiàn)同樣的情況。

圖3 有狀態(tài)通信示意圖

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的关于Anycast的介绍[通俗易懂]的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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