單播，廣播和多播

單播，廣播和多播 

 

一．引言

1.有三種IP地址：單播地址，廣播位址和多播地址。

2.廣播和多播僅應用於UDP；TCP是一個連線導向的協議，它意味著分別運行於兩主機(由IP地址確定)內的兩進程（由連接埠號碼確定）間存在一條串連.

3.網路中的一條報文是如何傳送到主機中的某一個進程的

1>主機網卡僅接收那些目的地址為網卡物理地址或廣播位址的報文。（目前大多數的網卡經過配置都能接收目的地址為多播地址或某些子網多播地址的報文）。

2>網卡接收到報文後交付給IP層，IP層通過判斷目的IP是否是本地IP地址或多播地址；如果是，則接收，否則丟棄。

3>IP層把接收到的報文傳給傳輸層，傳輸層通過連接埠號碼把報文傳給應用程式層的某一個進程。

二.單播，多播，廣播

1.單播：主機之間“一對一”的通訊模式，網路中的交換器和路由器對資料只進行轉寄不進行複製。如果10個客戶機需要相同的資料，則伺服器需要逐一傳送，重複10次相同的工作。但由於其能夠針對每個客戶的及時響應，所以現在的網頁瀏覽全部都是採用IP單播協議。網路中的路由器和交換器根據其目標地址選擇傳輸路徑，將IP單播資料傳送到其指定的目的地。

1>單播的優點：

Ø  伺服器及時響應客戶機的請求

Ø  伺服器針對每個客戶不通的請求發送不通的資料，容易實現個人化服務

2>單播的缺點：

Ø  伺服器針對每個客戶機發送資料流，伺服器流量＝客戶機數量×客戶機流量；在客戶數量大、每個客戶機流量大的流媒體應用中伺服器不堪重負。

Ø  現有的網路頻寬是金字塔結構，城際省際主幹頻寬僅僅相當於其所有使用者頻寬之和的5％。如果全部使用單播協議，將造成網路主幹不堪重負。現在的P2P應用就已經使主幹經常阻塞，只要有5％的客戶在全速使用網路，其他人就不要玩了。而將主幹擴充20倍幾乎是不可能。

2.廣播：有時一個主機要向網上的所有其他主機發送幀，這就是廣播。（常見的ARP協議就是利用的廣播）。多播的目的物理MAC地址是：0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff.

1>廣播的優點：

Ø  網路裝置簡單，維護簡單，布網成本低廉

Ø  由於伺服器不用向每個客戶機單獨發送資料，所以伺服器流量負載極低。

2>廣播的缺點：

Ø  無法針對每個客戶的要求和時間及時提供個人化服務。

Ø  網路允許伺服器提供資料的頻寬有限，用戶端的最大頻寬＝服務總頻寬。例如有線電視的用戶端的線路支援100個頻道（如果採用數字壓縮技術，理論上可以提供500個頻道），即使服務商有更大的財力配置更多的發送裝置、改成光纖主幹，也無法超過此極限。也就是說無法向眾多客戶提供更多樣化、更加個人化的服務。

Ø  廣播禁止在Internet寬頻網上傳輸(防止引起廣播風暴)

4.多播（組播）(multicast)處於單播和廣播之間：幀僅傳送給屬於多播組的多個主機。                       

1>主機之間“一對一組”的通訊模式，也就是加入了同一個組的主機可以接受到此組內的所有資料，網路中的交換器和路由器只向有需求者複製並轉寄其所需資料。主機可以向路由器請求加入或退出某個組，網路中的路由器和交換器有選擇的複製並傳輸資料，即只將組內資料轉送給那些加入組的主機。這樣既能一次將資料轉送給多個有需要（加入組）的主機，又能保證不影響其他不需要（未加入組）的主機的其他通訊

2>組播的優點：

Ø  需要相同資料流的用戶端加入相同的組共用一條資料流，節省了伺服器的負載。具備廣播所具備的優點。

Ø  由於組播協議是根據接受者的需要對資料流進行複製轉寄，所以服務端的服務總頻寬不受客戶接入端頻寬的限制。IP協議允許有2億6千多萬個（268435456）組播，所以其提供的服務可以非常豐富。  

Ø  此協議和單播協議一樣允許在Internet寬頻網上傳輸。

3>組播的缺點：

Ø  與單播協議相比沒有錯誤修正機制，發生丟包錯包後難以彌補，但可以通過一定的容錯機制和QOS加以彌補。

Ø  現行網路雖然都支援組播的傳輸，但在客戶認證、QOS等方面還需要完善，這些缺點在理論上都有成熟的解決方案，只是需要逐步推廣應用到現存網路當中。