网络协议---------广播和多播

一、引言

1.三种IP地址：

• 单播
• 广播
• 多播

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（4 8 b i t）。

    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( u n i c a s t )。

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A R P和R A R P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。

2.主机对由信道传送过来帧的过滤过程

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， t c p d u m p使用这种模式。

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（ I P、A R P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I P数据报时，就传往I P层。I P根据I P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T C P或U D P）。

每次U D P收到由I P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I C M P不可达报文（T C P根据它的端口号作相似的过滤）。如果U D P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，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。

二、广播分类

• 受限的广播
• 指向网络的广播
• 指向子网的广播
• 指向所有子网的广播

受限的广播地址是2 5 5 . 2 5 5 . 2 5 5 . 2 5 5。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。

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。

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I P地址需要了解子网的掩码。

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

三、多播

1、I P多播提供两类服务：

1. 向多个目的地址传送数据
2. 客户对服务器的请求

2、多播组地址

3、多播组地址到以太网地址的转换

通过将其低位23 bit映射到相应以太网地址中便可实现多播组地址到以太网地址的转换。由于地址映射是不唯一的，因此需要其他的协议实现额外的数据报过滤。