【TCP-IP详解卷一：协议】ch12 广播和多播

1. 引言

1. 广播和多播只应用于UDP（TCP是面向连接的）
2. 主机对由信道传送过来帧的过滤过程
   
3. 通常网卡只接收目的地址为网卡物理地址或广播地址的帧。目前，大多数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（以太网中，地址最高字节的最低位为1时为多播地址，即01:00:00:00:00:00，广播地址为ff:ff:ff:ff:ff:ff）
4. 广播的问题
   增加了对广播数据不感兴趣主机的处理负荷
5. 多播的优点
   减少了对应用不感兴趣主机的处理负荷

2. 广播

有4种不同的IP广播地址

2.1 受限的广播

255.255.255.255
用于主机配置过程中IP数据报的目的地址，任何情况下路由器都不转发以该地址为目的地址的数据报，这样的数据报只出现在本地网络中。

2.2 指向网络的广播

主机号全1
路由器必须转发指向网络的广播，但也必须有一个不转发的选择

2.3 指向子网的广播

主机号全1且有特定子网号
需要了解子网掩码。例如，广播地址为128.1.2.255，若B类网络128.1的子网掩码为255.255.255.0，则该地址就是指向子网的广播地址；若子网掩码为255.255.254.0，该地址就不是指向子网的广播地址。

2.4 指向所有子网的广播

子网号和主机号全1
需要了解子网掩码。例如，广播地址为128.1.255.255，若目的子网掩码为255.255.255.0，则该地址就是指向所有子网的广播地址；若未划分子网，该地址就是指向网络的广播。

3. 多播

3.1 IP多播提供的服务

1. 向多个目的地址传送数据。例如交互式会议系统、向多个接收者分发邮件或新闻
2. 客户对服务器的请求。例如，无盘工作站需要确定启动引导服务器。

3.2 多播组地址

D类地址范围：224.0.0.0至239.255.255.255
主机组：能够接受发往一个特定多播组地址数据的主机集合。可以跨越多个网络，主机组成员可以随时加入或离开。
一些知名多播组地址：
224.0.0.1：该子网内的所有系统组
224.0.0.2：该子网内的所有路由器组
224.0.1.1：网络时间协议NTP
224.0.0.9：RIP-2

3.3 多播组地址到以太网地址的转换

IANA将以太网地址块00:00:5e:00:00:00到00:00:5e:ff:ff:ff的一半分配为多播地址，为了指明多播地址，以太网地址的首字节必须是01，即，与IP多播对应的以太网地址范围为01:00:5e:00:00:00到01:00:5e:7f:ff:ff

32个不同的IP多播组号会被映射为一个以太网地址，设备驱动程序或IP层需要对数据报进行过滤。
当主机收到多播数据报时必须向属于那个多播组的每个进程均传送一个复制，因此一个主机上可能存在多个属于同一多播组的进程。

3.4 FDDI和令牌环网络中的多播

FDDI网络：使用D类IP地址到48位FDDI地址的映射
令牌环网络：使用不同的地址映射方法

4. 小结

1. 广播和多播的概念
2. 4种类型的广播地址（受限的、指向网络的、指向子网的、指向所有子网的）
3. 多播组地址（D类IP地址），低23位映射到以太网地址中实现多播组地址到以太网地址的转换，映射不唯一导致对额外的数据报过滤的需求