广播和多播的概念
单播、多播、广播、组播、泛播概念区分
单播、多播、⼴播、组播、泛播概念区分假设X代表所有的机器，Y代表X中的⼀部分机器，Z代表⼀组机器，1代表⼀台机器，那么1：1 那就是单播；1：Y 那就是多播；1：X 那就是⼴播；1：Z 那就是组播；Y=X时，多播就是⼴播；Y=Z多播就是组播；泛播也叫任意播，是指某组中任意发送⽅对应拓朴结构中⼏个最接近的接收⽅之间的通信。
⽽组播是指单个发送⽅对应⼀组选定接收⽅的⼀种通信。
⼀、什么是组播1、组播的特点1）什么是组播？组播是⼀种数据包传输⽅式，当有多台主机同时成为⼀个数据包的接受者时，出于对带宽和CPU负担的考虑，组播成为了⼀种最佳选择。
2）组播如何进⾏⼯作？组播通过把224.0.0.0-239.255.255.255的D类地址作为⽬的地址，有⼀台源主机发出⽬的地址是以上范围组播地址的报⽂，在⽹络中，如果有其他主机对于这个组的报⽂有兴趣的，可以申请加⼊这个组，并可以接受这个组，⽽其他不是这个组的成员是⽆法接受到这个组的报⽂的。
3）组播和单播的区别？为了让⽹络中的多个主机可以同时接受到相同的报⽂，如果采⽤单播的⽅式，那么源主机必须不停的产⽣多个相同的报⽂来进⾏发送，对于⼀些对时延很敏感的数据，在源主机要产⽣多个相同的数据报⽂后，在产⽣第⼆个数据报⽂，这通常是⽆法容忍的。
⽽且对于⼀台主机来说，同时不停的产⽣⼀个报⽂来说也是⼀个很⼤的负担。
如果采⽤组播的⽅式，源主机可以只需要发送⼀个报⽂就可以到达每个需要接受的主机上，这中间还要取决于路由器对组员和组关系的维护和选择。
4）组播和⼴播的区别？如同上个例⼦，当有多台主机想要接收相同的报⽂，⼴播采⽤的⽅式是把报⽂传送到局域⽹内每个主机上，不管这个主机是否对报⽂感兴趣。
这样做就会造成了带宽的浪费和主机的资源浪费。
⽽组播有⼀套对组员和组之间关系维护的机制，可以明确的知道在某个⼦⽹中，是否有主机对这类组播报⽂感兴趣，如果没有就不会把报⽂进⾏转发，并会通知上游路由器不要再转发这类报⽂到下游路由器上。
第7章广播与多播
7.3.3 IGMP协议的实现
1、加入一个多播组 进程以一某种方式在给定的接口上加入某个多
播组，进程也能离开原来加入的多播组。一个进程 可以在多个接口上加入同一多播组。主机通过组地 址和接口来标识一个多播组。 2、IGMP报告与查询 当第一个进程加入组，发送报告。 进程离开一个组时，主机不发送报告。 多播路由器定时发送查询
7.2.2 IP协议的多播
为什么要如此设计？01，5位
MAC地址中专门切出一片范围，且用01指明。 由于多播IP的最高5位在映射过程中被忽略，因此每个MAC
多播地址对应的多播组是不唯一的，25=32个多播IP组号被映 射一个MAC地址。 例如IP多播地址224：128：64：32和224：0：64：32都 映射为同一个MAC地址01：00：5E：00：40：20
7.1 广播
广播：在网络传输中，向所有连通的 节点发送消息称为广播。
能代表网络中的所有主机的地址称为 广播地址。
7.1.1 物理层的广播
广播是指由广播帧构成的数据流量，这些广播帧以广 播地址（MAC地址的每一位都为“1”）为目的地址， 告之网络中所有的计算机接收此帧并处理它。 到现在以太网的网卡可以接收的两种数据帧：
目的地址是本网卡物理地址的数据帧 目的地址是广播地址的数据帧
7.1.2 IP协议的广播
255.255.255.255：本地网络的广播 网络号+主机号全为1：指定网络的广播 MAC为FF:FF:FF:FF:FF:FF（48位，字节:间隔）
7.1.2 IP广播的过程和问题
路由器对广播数据包的处理： 转发：其他网络的广播 不转发：本地网络的广播
7.3.1 IGMP数据包格式
IGMP的作用在于，让其他所有需要知道自己处于哪个多播组 的主机和路由器知道自己的状态。一般多播路由器根本不需要知 道某一个多播组里面有多少个主机，而只要知道自己的子网内有 没有处于某个多播组的主机就可以了。
计算机网络 第七章 广播与多播
主机 1 向主机 2 发送数据
主机 2 AP2 5
4 3
数据链路层剥去帧首部和帧尾部 2 取出数据部分，上交给 1
主机 1 向主机 2 发送数据
主机 2 AP2 5
4
网络层剥去首部，取出数据部分 上交给运输层
3
2
1
主机 1 AP1 5 4 3 2 1
主机 1 向主机 2 发送数据
48 位以太网地址
7.3 网际组管理协议 IGMP 和多播路由选择协议
1. IP多播需要两种协议
为了使路由器知道多播组成员的信息， 需 要 利 用 网 际 组 管 理 协 议 IGMP (Internet Group Management Protocol)。
连接在局域网上的多播路由器还必须和 因特网上的其他多播路由器协同工作， 以便把多播数据报用最小代价传送给所 有的组成员。这就需要使用多播路由选 择协议。
第七章 广播与多播
第七章 广播与多播
1. 广播 2. 多播 3. IGMP
128.146.199.0/24
128.146.116.0/24
Sender 128.146.222.0/24
Receiver 128.146.226.0/24
Receiver
Receivers
128.146.199.0/24
组播相关协议
Router to Router
组播路由协议，如DVMRP，PIM 功能：生成组播路由表
Host to Router
组播管理协议，IGMP 功能：组成员的加入和退出
IGMP 使多播路由器 知道多播组成员信息
128.56.24.34
135.27.74.52 IGMP R2
UDP单播、广播、多播
UDP单播、⼴播、多播⼀、UDP⼴播⼴播UDP与单播UDP的区别就是IP地址不同，⼴播使⽤⼴播地址255.255.255.255，将消息发送到在同⼀⼴播⽹络上的每个主机。
值得强调的是：本地⼴播信息是不会被路由器转发。
当然这是⼗分容易理解的，因为如果路由器转发了⼴播信息，那么势必会引起⽹络瘫痪。
这也是为什么IP协议的设计者故意没有定义互联⽹范围的⼴播机制。
⼴播地址通常⽤于在⽹络游戏中处于同⼀本地⽹络的玩家之间交流状态信息等。
其实⼴播顾名思义，就是想局域⽹内所有的⼈说话，但是⼴播还是要指明接收者的端⼝号的，因为不可能接受者的所有端⼝都来收听⼴播。
⼆、UDP多播1、多播（组播）的概念 多播，也称为“组播”，将⽹络中同⼀业务类型主机进⾏了逻辑上的分组，进⾏数据收发的时候其数据仅仅在同⼀分组中进⾏，其他的主机没有加⼊此分组不能收发对应的数据。
在⼴域⽹上⼴播的时候，其中的交换机和路由器只向需要获取数据的主机复制并转发数据。
主机可以向路由器请求加⼊或退出某个组，⽹络中的路由器和交换机有选择地复制并传输数据，将数据仅仅传输给组内的主机。
多播的这种功能，可以⼀次将数据发送到多个主机，⼜能保证不影响其他不需要（未加⼊组）的主机的其他通信。
相对于传统的⼀对⼀的单播，多播具有如下的优点： 1、具有同种业务的主机加⼊同⼀数据流，共享同⼀通道，节省了带宽和服务器的优点，具有⼴播的优点⽽⼜没有⼴播所需要的带宽。
2、服务器的总带宽不受客户端带宽的限制。
由于组播协议由接收者的需求来确定是否进⾏数据流的转发，所以服务器端的带宽是常量，与客户端的数量⽆关。
3、与单播⼀样，多播是允许在⼴域⽹即Internet上进⾏传输的，⽽⼴播仅仅在同⼀局域⽹上才能进⾏。
组播的缺点： 1、多播与单播相⽐没有纠错机制，当发⽣错误的时候难以弥补，但是可以在应⽤层来实现此种功能。
2、多播的⽹络⽀持存在缺陷，需要路由器及⽹络协议栈的⽀持。
3、多播的应⽤主要有⽹上视频、⽹上会议等。
单播、多播(组播)和广播的区别
单播、多播（组播）和广播的区别Posted on 2009-08-31 14:02 RogerRoddick阅读(2503) 评论(0)编辑收藏单播、多播和广播单播”（Unicast）、“多播”（Multicast）和“广播”（Broadcast）这三个术语都是用来描述网络节点之间通讯方式的术语。
那么这些术语究竟是什么意思区别何在？1.单播：网络节点之间的通信就好像是人们之间的对话一样。
如果一个人对另外一个人说话，那么用网络技术的术语来描述就是“单播”，此时信息的接收和传递只在两个节点之间进行。
单播在网络中得到了广泛的应用，网络上绝大部分的数据都是以单播的形式传输的，只是一般网络用户不知道而已。
例如，你在收发电子邮件、浏览网页时，必须与邮件服务器、Web服务器建立连接，此时使用的就是单播数据传输方式。
但是通常使用“点对点通信”（Point to Point）代替“单播”，因为“单播”一般与“多播”和“广播”相对应使用。
2.多播：“多播”也可以称为“组播”，在网络技术的应用并不是很多，网上视频会议、网上视频点播特别适合采用多播方式。
因为如果采用单播方式，逐个节点传输，有多少个目标节点，就会有多少次传送过程，这种方式显然效率极低，是不可取的；如果采用不区分目标、全部发送的广播方式，虽然一次可以传送完数据，但是显然达不到区分特定数据接收对象的目的。
采用多播方式，既可以实现一次传送所有目标节点的数据，也可以达到只对特定对象传送数据的目的。
IP网络的多播一般通过多播IP地址来实现。
多播IP地址就是D类IP地址，即至之间的IP地址。
Windows 2000中的DHCP 管理器支持多播IP地址的自动分配。
3.广播：“广播”在网络中的应用较多，如客户机通过DHCP自动获得IP地址的过程就是通过广播来实现的。
但是同单播和多播相比，广播几乎占用了子网内网络的所有带宽。
拿开会打一个比方吧，在会场上只能有一个人发言，想象一下如果所有的人同时都用麦克风发言，那会场上就会乱成一锅粥。
计算机网络中的广播与多播技术
计算机网络中的广播与多播技术计算机网络是当今社会连接世界的重要基础设施之一。
为了实现高效的通信和信息传输，网络中的广播与多播技术被广泛应用。
本文将介绍广播与多播技术的概念、原理以及在计算机网络中的应用。
一、广播技术广播技术是计算机网络中常用的通信方式之一。
它是指将一条信息同时发送给网络中的所有主机的通信方式。
广播技术的主要特点有以下几点：1. 群发效果：广播技术可以将一条信息发送给网络中的所有主机，实现一对多的通信。
2. 局限性：广播技术只在特定的网络域中有效，无法跨越路由器进行广播。
3. 广播地址：每个网络都有一个特定的广播地址，用于标识广播消息的目的地。
广播技术在计算机网络中有着广泛的应用。
例如，在局域网中部署DHCP服务，可以通过广播的方式将IP地址分配信息发送给局域网中的所有主机，提高网络的管理效率。
二、多播技术多播技术是一种将信息同时传输给网络中一组特定主机的通信方式。
多播技术相比广播技术主要有以下几点特点：1. 组播组：多播技术通过创建组播组，将一组需要接收相同信息的主机集合起来。
只有加入该组的主机才能接收到相应的信息。
2. 路由支持：多播技术可以通过特定的路由协议支持跨越不同的网络进行多播，实现跨越网络的组播通信。
多播技术在点播视频、音频会议等应用中得到了广泛的应用。
通过多播技术，可以实现高效的群组通信，节约网络资源的同时提升了用户体验。
三、广播与多播技术在计算机网络中的应用广播与多播技术在计算机网络中有着重要的应用，下面我们将介绍两个典型的应用场景：1. 视频点播视频点播是指用户通过网络随时请求观看特定视频内容的服务。
在视频点播系统中，使用多播技术可以有效地提高视频内容的传输效率。
例如，在一个局域网中，多个用户同时请求观看同一视频，通过使用多播技术将视频内容发送到用户所在的组播组，可以避免重复传输数据，节约带宽资源。
2. 网络游戏网络游戏是当今互联网中非常流行的应用之一。
在网络游戏中，玩家通常需要组成团队进行游戏任务，需要实时的群组通信。
广播、组播、单播、多播、点播区别
广播、组播、单播、多播、点播什么是单播、多播和广播“单播”（Unicast）、“多播”（Multicast）和“广播”（Broadcast）这三个术语都是用来描述网络节点之间通讯方式的术语。
那么这些术语究竟是什么意思？区别何在？且听下文分解。
——★单播★——网络节点之间的通信就好像是人们之间的对话一样。
如果一个人对另外一个人说话，那么用网络技术的术语来描述就是“单播”，此时信息的接收和传递只在两个节点之间进行，参见图1。
图1 单播：一对一单播在网络中得到了广泛的应用，网络上绝大部分的数据都是以单播的形式传输的，只是一般网络用户不知道而已。
例如，你在收发电子邮件、浏览网页时，必须与邮件服务器、Web服务器建立连接，此时使用的就是单播数据传输方式。
但是通常使用“点对点通信”（Point to Point）代替“单播”，因为“单播”一般与“多播”和“广播”相对应使用。
——★多播★——“多播”可以理解为一个人向多个人（但不是在场的所有人）说话，这样能够提高通话的效率。
如果你要通知特定的某些人同一件事情，但是又不想让其他人知道，使用电话一个一个地通知就非常麻烦，而使用日常生活的大喇叭进行广播通知，就达不到只通知个别人的目的了，此时使用“多播”来实现就会非常方便快捷，但是现实生活中多播设备非常少。
多播如图2所示。
图2 多播：一对多“多播”也可以称为“组播”，在网络技术的应用并不是很多，网上视频会议、网上视频点播特别适合采用多播方式。
因为如果采用单播方式，逐个节点传输，有多少个目标节点，就会有多少次传送过程，这种方式显然效率极低，是不可取的；如果采用不区分目标、全部发送的广播方式，虽然一次可以传送完数据，但是显然达不到区分特定数据接收对象的目的。
采用多播方式，既可以实现一次传送所有目标节点的数据，也可以达到只对特定对象传送数据的目的。
IP网络的多播一般通过多播IP地址来实现。
多播IP地址就是D类IP地址，即224.0.0.0至239.255.255.255之间的IP地址。
单播、多播和广播路由的选择
单播、多播和广播路由的选择
“单播”（Unicast）、“多播”（Multicast）和“广播”（Broadcast）这三个术语都是用来描述网络节点之间通讯方式的术语。
那么这些术语究竟是什么意思？区别何在？单播单播在网络中得到了广泛的应用，网络上绝大部分的数据都是以单播的形式传输的，只是一般网络用户不知道而已。
例如，你在收发电子邮件、浏览网页时，必须与邮件服务器、Web服务器建立连接，此时使用的就是单播数据传输方式。
但是通常使用“点对点通信”（PointtoPoint）代替“单播”，因为“单播”一般与“多播”和“广播”相对应使用。
多播“多播”可以理解为一个人向多个人（但不是在场的所有人）说话，这样能够提高通话的效率。
如果你要通知特定的某些人同一件事情，但是又不想让其他人知道，使用电话一个一个地通知就非常麻烦，而使用日常生活的大喇叭进行广播通知，就达不到只通知个别人的目的了，此时使用“多播”来实现就会非常方便快捷，但是现实生活中多播设备非常少。
广播
主机之间“一对所有”的通讯模式，网络对其中每一台主机发出的信号都进行无条件复制并转发，所有主机都可以接收到所有信息（不管你是否需要），由于其不用路径选择，
所以其网络成本可以很低廉。
有线电视网就是典型的广播型网络，我们的电视机实际上是接受到所有频道的信号，但只将一个频道的信号还原成画面。
在数据网络中也允许广播的存在，但其被限制在二层交换机的局域网范围内，禁止广播数据穿过路由器，防止广播数据影响大面积的主机。
通信网络中的广播与多播机制
通信网络中的广播与多播机制随着科技的不断发展，通信网络已经成为了人们日常生活中不可或缺的一部分。
在这个高度互联的时代，广播和多播机制作为一种有效的通信模式，被广泛应用于各种场景中，如社交媒体、在线游戏、视频直播等。
本文将详细介绍通信网络中广播和多播机制的概念、原理和应用，并分步骤进行解析。
一、广播的概念和原理1. 广播的概念广播是指在通信网络中，一个源节点向网络中的所有节点发送消息的过程。
它是一对多的通信方式，源节点只需要发送一次消息，就可被所有节点接收到。
2. 广播的原理广播的原理基于网络中的广播域，也称为广播风暴。
当一个节点发送广播消息时，消息会同时传播到网络中的所有节点。
这是因为路由器或交换机在转发数据包时，会将数据包的目的地设置为广播地址，这样网络中的每个节点都能接收到这个数据包。
广播实际上是一种数据包在网络中的泛洪传播方式。
二、广播的应用场景和步骤1. 应用场景广播机制在以下场景中得到广泛应用：- 电视和广播传媒：广播电台、电视台通过广播机制将节目和新闻等内容传送给大量的听众和观众。
- 社交媒体：社交媒体平台上，用户可以发布动态、发起话题等，并通过广播机制将信息传递给他们的粉丝或关注者。
- 紧急通知：政府、学校、企业等可以通过广播机制向大量的人群发送紧急通知和警报。
2. 广播的步骤广播的实现通常包括以下步骤：步骤一：源节点准备要发送的广播消息。
步骤二：源节点将广播消息发送到网络中。
步骤三：网络中的路由器或交换机接收到广播消息后，将其转发到所有相邻节点。
步骤四：每个节点接收到广播消息后，判断自己是否是目标节点，如果是，则进行相应的处理；如果不是，则继续向相邻节点转发广播消息。
三、多播的概念和原理1. 多播的概念多播是指在通信网络中，一个源节点向网络中的一组特定节点发送消息的过程。
不同于广播的是，多播只将消息发送给特定的一组节点，而非所有节点。
2. 多播的原理多播的原理基于网络中的多播组。
单播、多播（组播）和广播的差别
单播、多播（组播）和广播的差别单播、多播和广播单播”（Unicast）、“多播”（Multicast）和“广播”（Broadcast）这三个术语都是用来描写叙述网络节点之间通讯方式的术语。
那么这些术语到底是什么意思？差别何在？1.单播：网络节点之间的通信就好像是人们之间的对话一样。
假设一个人对另外一个人说话。
那么用网络技术的术语来描写叙述就是“单播”。
此时信息的接收和传递仅仅在两个节点之间进行。
单播在网络中得到了广泛的应用。
网络上绝大部分的数据都是以单播的形式传输的，仅仅是一般网络用户不知道而已。
比如，你在收发电子邮件、浏览网页时，必须与邮件server、Webserver建立连接，此时使用的就是单播传输数据方式。
可是通常使用“点对点通信”（Point to Point）取代“单播”，由于“单播”一般与“多播”和“广播”相相应使用。
2.多播：“多播”也能够称为“组播”。
在网络技术的应用并非非常多，网上视频会议、网上视频点播特别适合採用多播方式。
由于假设採用单播方式，逐个节点传输，有多少个目标节点，就会有多少次传送过程，这样的方式显然效率极低。
是不可取的；假设採用不区分目标、所有发送的广播方式。
尽管一次能够传送完数据。
可是显然达不到区分特定数据接收对象的目的。
採用多播方式，既能够实现一次传送所有目标节点的数据，也能够达到仅仅对特定对象传送数据的目的。
IP网络的多播一般通过多播IP地址来实现。
多播IP地址就是D类IP地址。
即224.0.0.0至239.255.255.255之间的IP地址。
Windows 2000中的DHCP管理器支持多播IP地址的自己主动分配。
3.广播：“广播”在网络中的应用较多，如客户机通过DHCP自己主动获得IP地址的过程就是通过广播来实现的。
可是同单播和多播相比，广播差点儿占用了子网内网络的全部带宽。
拿开会打一个例如吧，在会场上仅仅能有一个人发言，想象一下假设全部的人同一时候都用麦克风发言，那会场上就会乱成一锅粥。
IP地址的多播和广播技术
IP地址的多播和广播技术IP地址是互联网中常用的通信标识，它使得不同设备可以在网络上相互通信。
在网络通信中，有两种特殊的IP地址技术被广泛应用，它们是多播和广播技术。
本文将详细介绍IP地址的多播和广播技术的原理和应用。
一、多播技术多播技术是指将一个数据包发送给一组特定的目标设备，而不是发送给单个设备。
多播组由一组共享相同地址的设备组成，当发送方发送数据包时，数据包将通过网络传输到所有加入该多播组的设备。
多播技术采用的是特殊的IP地址，即多播组地址。
多播组地址属于D类地址，其地址范围从224.0.0.0到239.255.255.255。
在多播组中的设备通过加入特定的多播组地址来接收数据包，而不是通过设备的单播地址。
多播技术的应用非常广泛，特别是在视频会议、流媒体和在线游戏等场景中。
通过多播技术，可以实现同时向多个设备传输相同的数据包，降低网络通信的负载，提高网络传输效率。
二、广播技术广播技术是指将一个数据包发送给同一网络中的所有设备。
广播技术使用的是广播地址，即255.255.255.255。
当发送方发送一个广播数据包时，数据包将通过网络传输到同一网络中的所有设备。
广播技术的应用较为有限，一般只用于一些需要向同一网络中的所有设备发送信息的场景，如网络发现和配置等。
在广播技术中，数据包的传输是不可控制的，因此在网络中使用广播技术时需要谨慎，以避免造成网络拥堵和信息泄漏等问题。
三、多播和广播的区别多播和广播技术在传输方式和应用场景上有一些不同之处。
首先是传输方式，多播技术是将数据包发送给特定组的设备，而广播技术是将数据包发送给同一网络中的所有设备。
其次是应用场景，多播技术在视频会议、流媒体和在线游戏等需要同时向多个设备发送相同数据包的场景中应用广泛。
而广播技术则主要应用于网络发现和配置等需要向同一网络中所有设备发送信息的场景。
另外，多播技术可以实现数据包的可靠传输和错误恢复，而广播技术的数据包传输是不可控制的，可能会造成网络拥堵。
计算机网络中的广播与多播技术
计算机网络中的广播与多播技术广播和多播是计算机网络中常用的通信技术。
广播是将数据包发送到网络中的所有节点，而多播是将数据包发送到预先定义的一组节点。
在本文中，我们将探讨广播和多播技术的原理、特点以及在计算机网络中的应用。
一、广播技术广播技术是一种将数据包发送到网络中所有节点的通信方式。
广播可以分为两种类型：广域网广播和局域网广播。
1. 广域网广播广域网广播是将数据包发送到整个广域网中的所有节点。
在广域网中，广播使用特殊的IP地址，即广播地址。
每个子网都有一个广播地址，可以用于向该子网中的所有主机发送数据包。
广域网广播通常在网络中的一个子网内传播，而不会跨越子网边界。
2. 局域网广播局域网广播是将数据包发送到局域网中的所有节点。
在局域网中，广播使用特殊的MAC地址，即广播MAC地址（FF:FF:FF:FF:FF:FF）。
当一个主机发送广播数据包时，局域网中的所有主机都会接收到该数据包。
局域网广播通常在一个子网内传播，不会跨越多个子网。
广播技术的特点是可以快速广泛地将数据包发送到网络中的所有节点。
然而，由于广播会占用大量的网络带宽和资源，因此在实际应用中需要谨慎使用。
二、多播技术多播技术是一种将数据包发送到预先定义的一组节点的通信方式。
多播使用特殊的IP地址范围（224.0.0.0 - 239.255.255.255）来标识多播组。
一个多播组可以包含任意数量的节点，这些节点可以位于不同的网络中。
多播技术可以实现节省网络带宽和资源的目的。
因为数据包只需要发送给预定义的一组节点，而不是所有节点。
多播的方式类似于广播，但是只有预定义的节点能够接收和处理多播数据包。
在多播中，有两种重要的角色：多播发送者和多播接收者。
多播发送者使用特殊的IP地址来标识多播组，并将数据包发送给该组中的所有节点。
多播接收者使用相同的IP地址来加入多播组，并接收来自多播发送者的数据包。
多播技术在视频会议、在线直播、多媒体传输等应用中得到广泛应用。
数据链路层技术中的广播与多播实现机制(七)
在数据链路层技术中，广播和多播是实现网络通信的重要机制。
广播是指将数据包发送到网络上的所有设备，而多播是指将数据包发送到属于特定组的设备。
这两种实现机制在网络中起到了关键作用，为了更好地了解它们的工作原理和应用场景，本文将分别对广播和多播进行讨论。
广播是一种将数据包发送到网络上所有设备的通信方式。
在数据链路层，广播是通过广播地址来实现的。
每个网络设备都可以识别广播地址，并会接收到发送给广播地址的数据包。
广播在网络中有广泛应用，比如DHCP服务器在启动时会发送广播包来寻找可用的IP地址。
另外，一些网络诊断工具也会使用广播包来进行网络状况的检测。
广播实现了网络中所有设备之间的全局通信，但也因此带来一些问题。
比如，在一个大型网络中进行广播通信时，会消耗大量带宽和处理资源。
因此，在实际的网络设计中，需要合理地使用广播机制，以避免造成网络拥塞和性能下降。
相对于广播机制，多播机制更加灵活。
多播是一种将数据包发送到特定组的设备的通信方式。
在数据链路层，多播是通过多播地址来实现的。
多播地址是一个特殊的IP地址，它被分配给一个设备组。
组成员使用这个地址来接收发送给组的数据包。
多播通信可以在一对多的通信场景中发挥重要作用。
比如，在视频会议系统中，主持人发送的视频流可以通过多播的方式传输到所有参与会议的设备上，以降低网络传输的负载和延迟。
多播机制的应用还可以扩展到流媒体传输、组播路由等方面。
实现广播和多播的关键技术是多址访问控制（MAC）。
在以太网中，采用的是CSMA/CD（载波监听多路访问/碰撞检测）协议来实现MAC。
CSMA/CD协议使用一种竞争机制，设备在发送数据前会先监听网络中是否有其他设备正在发送数据。
如果没有，则可以发送数据；如果有，则需要等待一段时间再次监听。
这种竞争机制保证了网络中的设备能够公平地使用网络资源，避免了冲突和混乱。
除了CSMA/CD协议，还有一种特殊的多址访问控制技术，即令牌环网络。
令牌环网络是利用一个特殊的令牌在网络中按顺序传递的。
广播与多播
Linux ƒ训 ƒ训 ƒ
多播的用途
Linux ƒ训 ƒ训 ƒ
单播和广播是两个极端，要么一个，要么全部。 多播提供一种折衷方案，多播数据报仅由对该数据报感兴 趣的接口接收。 广播一般局限于局域网。 而多播既可以用于局域网也可以跨越广域网。
加入多播组
Linux ƒ训 ƒ训 ƒ
主机要接收多播数据必须预先加入多播组。 IP多播组由特定IP地址来区分。 进程通过把UDP套接字(SOCK_DGRAM类型)绑定到一个 多播组的IP地址，并设置相应的套接字选项，就可以加入 这个多播组。 设置套接字选项通知网络接口该多播地址上到来的消息应 该被传送给这个套接字。 如果同一台机器上有多个进程加入该组，则网络接口会把 每个消息复制给所有这些进程。
受限广播地址
– – –
链路层广播地址
MAC地址全1的地址，即FF:FF:FF:FF:FF:FF。 – 带有这样目的MAC地址的帧经过任何该子网上的主机时，都会被其链路层 接收。 – ARP就是利用这个地址发出广播来确定具有指定IP地址对应主机的MAC 地址。
–
广播过程
Linux ƒ训 ƒ训 ƒ
sendto 目的IP=128.7.6.255 目的端口=5000 发送应用进程 接收应用进程 | | 端口=5000 | | | | UDP层 协议= UDP UDP 层-->丢弃 协议= UDP UDP层 | | | | IPV4层 帧类型=0800 IPV4层 帧类型=0800 IPV4层 |_ __| | | 数据链路层 数据链路层 数据链路层 | 00:04:ac:17:bf:38 | 00:0a:95:87:bc:55 | | | | _______ |____________________ |_______________________ |_________ 子网128.7.6 | host1 | host2 <---以太网头 | IPV4头 | UDP头 | UDP数据------MAC=ff:ff:ff:ff:ff:ff 目的IP=128.7.6.255 目的端口=5000 类型=0800 协议=UDP
通信协议的广播与多播技术
通信协议的广播与多播技术随着信息技术的不断发展，通信协议成为各种设备间进行数据传输和通信的基础。
其中，广播和多播技术在数据通信领域起到了重要的作用。
本文将详细介绍通信协议的广播和多播技术，主要内容如下：一、广播技术概述1. 广播技术的定义和特点广播技术是指向网络中的所有设备发送相同信息的一种通信方式。
特点包括信息达到每个设备的时间一致，发送方只需发送一次信息就能全网通知。
2. 广播技术的应用领域广播技术被广泛应用于电视广播、无线电通信、组网通信等领域。
在局域网中，广播技术可以用于寻址、时间同步和服务发现等。
3. 广播技术的实现方式①直接广播：发送方直接向网络中的所有设备发送信息，由网络交换设备将信息转发给所有设备。
②本地广播：信息只在同一子网中传播，不跨越路由器。
③目标广播：信息只传递给特定的设备组，使用特定的多播地址。
二、多播技术概述1. 多播技术的定义和特点多播技术是指向网络中的一组设备发送相同信息的一种通信方式。
特点包括信息只传递给指定的设备组，减少网络流量和设备负载。
2. 多播技术的应用领域多播技术被广泛应用于流媒体传输、多人在线游戏、视频会议等领域。
在局域网中，多播技术可以用于组播路由器配置、组播VPN等。
3. 多播技术的实现方式多播技术通过使用特定的多播地址和组播协议实现，常用的组播协议包括IGMP、PIM、DVMRP等。
多播地址是一个特殊的IP地址范围，使用该地址可以将信息传递给指定的设备组。
三、广播与多播技术的比较1. 优点和应用场景比较广播技术的优点是能够快速将信息传递给所有设备，适用于需要实时通知和快速响应的场景。
多播技术的优点是节省网络带宽和设备负载，适用于需要定向传输的大规模数据。
2. 缺点和适用环境比较广播技术的缺点是会产生大量的广播流量，容易拥塞网络。
多播技术的缺点是实现和管理复杂，对网络设备要求较高。
广播技术适用于小型局域网等规模较小的网络环境，而多播技术适用于大规模网络和跨子网传输。
广播、组播和多播的概念
广播、组播（多播）及单播网络广播（Broadcast on Network）网络广播是指一个节点同时向相同域中的其它所有节点传输数据包的过程。
组播是一种特殊的广播，其中一组请求收听的选定用户将收到广播。
广播传输通常在局域网（如以太网）中进行，但有时也发生在虚拟局域网（VLAN）中。
IPv6 支持单播（Unicast）、组播（Multicast）以及任意播（Anycast）三种类型，IPv6 中没有关于广播（Broadcast）的具体划分，而是作为组播的一个典型。
网络广播中涉及以下以下重要概念：广播域（Broadcast Domain）：这是一个限定区域，其中的所有设备都可以共享信息。
换句话说，与网络相连，且负责接收广播的所有设备都是同一广播域的一部分。
在一个共享以太网中，工作站通过共享媒体将帧广播到其它所有节点。
其它节点收听广播，只接收寻址到它们的帧。
因此，共享以太网中的所有节点都属于同一广播域。
此外通过虚拟局域网技术可以创建一个虚拟广播域。
广播地址（Broadcast Address）：这是一个特殊地址，当数据包可以寻址到该地址时，可以帮助所有设备打开和处理信息。
例如，MAC 地址，格式为1xFFFFFFFF 是一种广播地址；IP 地址255.255.255.255是通用广播地址。
任何设备都将打开寻址到广播地址的信息，并将它们传送到下一个工作站。
广播风暴（Broadcast Storm）：当主机系统响应一个在网上不断循环的广播数据包或者试图响应一个没有应答的系统时就会发生广播风暴。
随着网络数据包数量的增加，广播风暴可能会引起网络拥塞问题。
为防止广播风暴的发生，需要细心配置网络以阻止非法广播信息的进入。
生成广播信息的应用程序包括地址解析协议（ARP）。
通过该协议，主机发送一个地址解析查询到局域网中的所有计算机上，以实现网络 IP 地址的分配。
有些路由选择协议，如RIP，主要用于支持网络设备“Advertise”网络服务。
广播与多播
（2）指向网络的广播 指向网络的广播地址是主机号为全1的地址。A类网络广播地 址为n e t i d . 2 5 5 . 2 5 5 . 2 5 5，其中n e t i d为A类网络的 网络号。 一个路由器必须转发指向网络的广播，但它也必须有一个不进 行转发的选择。
（3）指向子网的广播 指向所有子网的广播也需要了解目的网络的子网掩码，以便与 指向网络的广播地址区分开。指向所有子网的广播地址的子网 号及主机号为全1。例如，如果目的子网掩码为2 5 5 . 2 5 5 . 2 5 5 . 0，那么I P地址1 2 8 . 1 . 2 5 5 . 2 5 5是一个指向所有 子网的广播地址。然而，如果网络没有划分子网，这就是一个 指向网络的广播。
置过程中I P数据报的目的地址，此时，主机可能还不知道它所在 网络的网络掩码，甚至连它的I P地址也不知道。在任何情况下， 路由器都不转发目的地址为受限的广播地址的数据报，这样的数 据报仅出现在本地网络中。 一个未解的问题是：如果一个主机是多接口的，当一个进程向本 网广播地址发送数据报时，为实现广播，是否应该将数据报发送 到每个相连的接口上？如果不是这样，想对主机所有接口广播的 应用必须确定主机中支持广播的所有接口，然后向每个接口发送 一个数据报复制。
三、多播
1、概念 在因特网上向多个目的站发送同样的数据报可以有两种方 法： 一种方法是采用单播，即一次向一个目的站发送数据报，
这样的发送共进行多次。 另一种方法是采用多播。与广播技术不同的是，接收方
可以选择是否加入到这个范围，也称组播，图7-29表示 多播的特点。 能够运行多播协议的路由器称为多播路由器
T C P是一个面向连接的协议，它意味着分别运行于两主机（由I P 地址确定）内的两进程（由端口号确定）间存在一条连接。
tcpip详解笔记（11）广播和多播
tcpip详解笔记（11）广播和多播1. 介绍单播是对特定的主机进行数据传送。
如给某一个主机发送IP数据包，链路层头部是非常具体的目的地址，对于以太网来说，就是网卡的MAC地址。
广播和多播仅应用于UDP，它们对需将报文同时传往多个接收者的应用来说十分重要。
广播是针对某一个网络上的所有主机发包，这个网络可能是网络，可能是子网，还可能是所有的子网。
如果是网络，例如A类网址的广播就是netid.255.255.255，如果是子网，则是id.subnetid.255；如果是所有的子网（B类IP）则是则是id.255.255。
广播所用的MAC地址FF-FF-FF-FF-FF-FF。
网络内所有的主机都会收到这个广播数据，网卡只要把MAC地址为FF-FF-FF-FF-FF-FF的数据交给内核就可以了。
一般说来ARP，或者路由协议RIP应该是以广播的形式播发的。
多播就是给一组特定的主机（多播组）发送数据，这样，数据的播发范围会小一些。
2. 广播（1）受限的广播：受限的广播地址是255.255.255.255。
该地址用于主机配置过程中I P数据报的目的地址，此时，主机可能还不知道它所在网络的网络掩码，甚至连它的I P地址也不知道。
在任何情况下，路由器都不转发目的地址为受限的广播地址的数据报，这样的数据报仅出现在本地网络中。
（2）A类网址广播：netid.255.255.255（3）子网广播：指向子网的广播地址为主机号为全1且有特定子网号的地址（4）指向所有子网的广播：指向所有子网的广播地址的子网号及主机号为全1广播是一种应该谨慎使用的功能。
在许多情况下， I P多播被证明是一个更好的解决办法。
3. 多播多播的MAC地址是最高字节的低位为一，例如01-00-00-00-00-00。
多播组的地址是D类IP，规定是224.0.0.0-239.255.255.255。
与IP多播相对应的以太网地址范围从0 1 : 0 0 : 5 e : 0 0 : 0 0 : 0 0到01: 00: 5e: 7f: ff: ff。
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在第1章中我们提到有三种IP地址：单播地址、广播地址和多播地址。
本章将更详细地介绍广播和多播。
广播和多播仅应用于UDP，它们对需将报文同时传往多个接收者的应用来说十分重要。
TCP是一个面向连接的协议，它意味着分别运行于两主机（由IP地址确定）内的两进程（由端口号确定）间存在一条连接。
考虑包含多个主机的共享信道网络如以太网。
每个以太网帧包含源主机和目的主机的以太网地址（48 bit）。
通常每个以太网帧仅发往单个目的主机，目的地址指明单个接收接口，因而称为单播(unicast)。
在这种方式下，任意两个主机的通信不会干扰网内其他主机（可能引起争夺共享信道的情况除外）。
然而，有时一个主机要向网上的所有其他主机发送帧，这就是广播。
通过ARP和RARP 可以看到这一过程。
多播(multicast) 处于单播和广播之间：帧仅传送给属于多播组的多个主机。
为了弄清广播和多播，需要了解主机对由信道传送过来帧的过滤过程。
图12-1说明了这一过程。
首先，网卡查看由信道传送过来的帧，确定是否接收该帧，若接收后就将它传往设备驱动程序。
通常网卡仅接收那些目的地址为网卡物理地址或广播地址的帧。
另外，多数接口均被设置为混合模式，这种模式能接收每个帧的一个复制。
作为一个例子，tcpdump使用这种模式。
目前，大多数的网卡经过配置都能接收目的地址为多播地址或某些子网多播地址的帧。
对于以太网，当地址中最高字节的最低位设置为1时表示该地址是一个多播地址，用十六进制可表示为01:00:00:00:00:00（以太网广播地址ff:ff:ff:ff:ff:ff可看作是以太网多播地址的特例）。
如果网卡收到一个帧，这个帧将被传送给设备驱动程序（如果帧检验和错，网卡将丢弃该帧）。
设备驱动程序将进行另外的帧过滤。
首先，帧类型中必须指定要使用的协议（IP、ARP等等）。
其次，进行多播过滤来检测该主机是否属于多播地址说明的多播组。
设备驱动程序随后将数据帧传送给下一层，比如，当帧类型指定为IP数据报时，就传往IP层。
IP根据IP地址中的源地址和目的地址进行更多的过滤检测。
如果正常，就将数据报传送给下一层（如TCP或UDP）。
每次UDP收到由IP传送来的数据报，就根据目的端口号，有时还有源端口号进行数据报过滤。
如果当前没有进程使用该目的端口号，就丢弃该数据报并产生一个ICMP不可达报文（TCP根据它的端口号作相似的过滤）。
如果UDP数据报存在检验和错，将被丢弃。
使用广播的问题在于它增加了对广播数据不感兴趣主机的处理负荷。
拿一个使用UDP 广播应用作为例子。
如果网内有50个主机，但仅有20个参与该应用，每次这20个主机中的一个发送UDP广播数据时，其余30个主机不得不处理这些广播数据报。
一直到UDP层，收到的UDP广播数据报才会被丢弃。
这3 0个主机丢弃UDP广播数据报是因为这些主机没有使用这个目的端口。
多播的出现减少了对应用不感兴趣主机的处理负荷。
使用多播，主机可加入一个或多个多播组。
这样，网卡将获悉该主机属于哪个多播组，然后仅接收主机所在多播组的那些多播帧。
12.2 广播在图3-9中，我们知道了四种IP广播地址，下面对它们进行更详细的介绍。
12.2.1 受限的广播受限的广播地址是255.255.255.255。
该地址用于主机配置过程中IP数据报的目的地址，此时，主机可能还不知道它所在网络的网络掩码，甚至连它的IP地址也不知道。
在任何情况下，路由器都不转发目的地址为受限的广播地址的数据报，这样的数据报仅出现在本地网络中。
一个未解的问题是：如果一个主机是多接口的，当一个进程向本网广播地址发送数据报时，为实现广播，是否应该将数据报发送到每个相连的接口上？如果不是这样，想对主机所有接口广播的应用必须确定主机中支持广播的所有接口，然后向每个接口发送一个数据报复制。
大多数BSD系统将255.255.255.255看作是配置后第一个接口的广播地址，并且不提供向所属具备广播能力的接口传送数据报的功能。
不过，routed（见10.3节）和rwhod（BSDrwho 客户的服务器）是向每个接口发送UDP数据报的两个应用程序。
这两个应用程序均用相似的启动过程来确定主机中的所有接口，并了解哪些接口具备广播能力。
同时，将对应于那种接口的指向网络的广播地址作为发往该接口的数据报的目的地址。
Host Requirements RFC没有进一步涉及多接口主机是否应当向其所有的接口发送受限的广播。
12.2.2 指向网络的广播指向网络的广播地址是主机号为全1的地址。
A类网络广播地址为netid.255.255.255其中netid为A类网络的网络号。
一个路由器必须转发指向网络的广播，但它也必须有一个不进行转发的选择。
12.2.3 指向子网的广播指向子网的广播地址为主机号为全1且有特定子网号的地址。
作为子网直接广播地址的IP地址需要了解子网的掩码。
例如，如果路由器收到发往128.1.2.255的数据报，当B类网络128.1的子网掩码为255.255.255.0时，该地址就是指向子网的广播地址；但如果该子网的掩码为255.255.254.0，该地址就不是指向子网的广播地址。
12.2.4 指向所有子网的广播指向所有子网的广播也需要了解目的网络的子网掩码，以便与指向网络的广播地址区分开。
指向所有子网的广播地址的子网号及主机号为全1。
例如，如果目的子网掩码为255.255.255.0，那么IP地址128.1.255.255是一个指向所有子网的广播地址。
然而，如果网络没有划分子网，这就是一个指向网络的广播。
当前的看法[Almquist 1993]是这种广播是陈旧过时的，更好的方式是使用多播而不是对所有子网的广播。
[Almquist 1993] 指出RFC 922要求将一个指向所有子网的广播传送给所有子网，但当前的路由器没有这么做。
这很幸运，因为一个因错误配置而没有子网掩码的主机会把它的本地广播传送到所有子网。
例如，如果IP地址为128.1.2.3的主机没有设置子网掩码，它的广播地址在正常情况下的默认值是128.1.255.255。
但如果子网掩码被设置为255.255.255.0，那么由错误配置的主机发出的广播将指向所有的子网。
1983年问世的4.2BSD是第一个影响广泛的TCP/IP的实现，它使用主机号全0作为广地址。
一个最早提到广播IP地址的是IEN 212 [Gurwitz and Hinden 1982]，它提出用主机号中的1比特来表示IP广播地址（IENs 是互联网试验注释，基本上是RFC的前身）。
RFC 894 [Hornig 1984]认为4.2BSD使用不标准的广播地址，但RFC 906 [Finlayson 1984]注意到对广播地址还没有Internet标准。
RFC编辑在RFC 906中加了一个脚注承认缺少标准的广播地址，并强烈推荐将主机号全1作为广播地址。
尽管1986年的4.3BSD采用主机号全1表示广播地址，但直到90年代早期，操作系统（著名的是SunOS 4.x）还继续使用非标准的广播地址。
12.3 广播的例子广播是怎样传送的？路由器及主机又如何处理广播？很遗憾，这是难以回答的问题，因为它依赖于广播的类型、应用的类型、TCP/IP实现方法以及有关路由器的配置。
首先，应用程序必须支持广播。
如果执行sun % ping 255.255.255.255/usr/etc/ping: unknown host 255.255.255.255打算在本地电缆上进行广播。
但它无法进行，原因在于该应用程序（ping）中存在一个程序设计上的问题。
大多数应用程序收到点分十进制的IP地址或主机名后，会调用函数inet_addr(3)来把它们转化为32 bit的二进制IP地址。
假定要转化的是一个主机名，如果转化失败，该库函数将返回- 1来表明存在某种差错（例如是字符而不是数字或串中有小数点）。
但本网广播地址（255.255.255.255）也被当作存在差错而返回- 1。
大多数程序均假定接收到的字符串是主机名，然后查找DNS（第14章），失败后输出差错信息如“未知主机”。
如果我们修复ping程序中这个欠缺，结果也并不总是令人满意的。
在6个不同系统的测试中，仅有一个像预期的那样产生了一个本网广播数据报。
大多数则在路由表中查找IP 地址255.255.255.255，而该地址被用作默认路由器地址，因此向默认路由器单播一个数据报。
最终该数据报被丢弃。
指向子网的广播是我们应该使用的。
在6.3节中，我们向测试网络（见扉页前图）中IP 地址为140.252.13.63 的以太网发送数据报，并接收以太网中所有主机的应答。
与子网广播地址关联的每个接口是用于命令ifconfig（见3.8节）的值。
如果我们ping那个地址，预期的结果是：IP通过目的地址（140.252.13.63）来确定，这是指向子网的广播地址，然后向链路层的广播地址发送该数据报。
在6.3节提到的这种广播类型的接收对象为局域网中包括发送主机在内的所有主机，因此可以看到除了收到网内其他主机的答复外，还收到来自发送主机（sun）的答复。
在这个例子中，我们也显示了执行ping广播地址前后ARP缓存的内容。
这可以显示广播与ARP之间的相互作用。
执行ping命令前ARP缓存是空的，而执行后是满的（也就是说，对网内其他每个响应回显请求的主机在ARP缓存中均有一个条目）。
我们提到的该以太网数据帧被传送到链路层的广播地址（0 x ffffffff）是如何发生的呢？由sun主机发送的数据帧不需要ARP。
如果使用tcpdump来观察ping的执行过程，可以看到广播数据帧的接收者在发送它的响应之前，首先产生一个对sun主机的ARP请求，因为它的应答是单播的。
在4.5节我们介绍了一个ARP请求的接收者（该例中是sun）通常在发送ARP应答外，还将请求主机的IP 地址和物理地址加入到ARP缓存中去。
这基于这样一个假定：如果请求者向我们发送一个数据报，我们也很可能想向它发回什么。
我们使用的ping程序有些特殊，原因在于它使用的编程接口（在大多数Unix实现中是低级插口(rawsocket)）通常允许向一个广播地址发送数据报。
如果使用不支持广播的应用如TFTP，情况又如何呢？（TFTP将在第1 5章详细介绍。
）bsdi % tftp 启动客户程序tftp> connect 140.252.13.63 说明服务器的IP地址tftp> get temp.foo 试图从服务器或获取一个文件tftp: sendto: Permission deniedtftp> q u i t 终止客户程序在这个例子中，程序立即产生了一个差错，但不向网络发送任何信息。