TCP/IP詳解學習筆記（9）-- 廣播，多播，IGMP：網際組管理協議

1.概述

     IP有三種地址：單播地址， 廣播地址，多播地址。

     廣播和多播僅應用於UDP。

     每一個以太網幀包含源主機和目的主機的以太網地址。一般每一個以太網幀發往單個目的主機，目的地址指明單個接收接口，於是稱爲單播。

     一個主機要向網上的全部其餘主機發送幀，就是廣播。

     一個主機要向網上的多個主機發送幀，就是多播。

2.廣播

• 受限的廣播：受限的廣播地址是255.255.255.255。該地址用於主機配置過程當中IP數據報的目的地址。主機可能還不知道它所在的網絡的網絡掩碼，甚至連它的IP都不知道。
• 指向網絡的廣播：指向網絡的廣播地址是主機號全爲1的地址。A類網絡廣播地址爲netid 255.255.255.其中netid爲A類的網絡的網絡號。
• 指向子網的廣播：指向子網的廣播地址爲主機號全爲1且有特定子網號的地址，做爲子網直接廣播地址的IP地址須要瞭解子網的掩碼。
• 指向全部子網的廣播：指向全部子網的廣播地址的子網號及主機號爲全1。

3.多播

     IP多播提供兩類服務：

          1）向多個目的地址傳送數據

          2）客戶對服務器的請求（如BOOTP協議）

     多播組地址：

    

     多播組地址包括爲1110的最高4bit和多播組號。範圍從224.0.0.0到239.255.255.255。可以接收一個特定多播地址數據的主機集合稱爲主機組，一個主機組能夠跨越多個網絡。

     eg. 224.0.0.1 表明「該子網內全部的系統組」，224.0.0.2代筆「該子網內的全部路由器組」。多播地址224.0.1.1用做網絡時間協議NTP，224.0.0.9用做RIP-2。

     多播組地址到以太網的轉換：

     IANA擁有一個以太網地址塊，即高24bit爲00：00：5e。IANA將其中的一半分配爲多播地址。任何一個以太網地址的首字節必須是01，意味着IP多播相對應的以太網地址範圍從01：00：5e:00:00:00到01:00:5e:7f:ff:ff

     D類IP地址到以太網多播地址的映射如圖所示：

     因爲多播組號中的最高5位在映射過程當中被省略，所以每一個以太網多播地址對應的多播地址組不惟一的。既然地址映射不惟一，那麼設備驅動程序或者IP層就必須對數據報進行過濾。

     單個物理網絡的多播是簡單的。多播進程將目的IP地址指明爲多播地址。設備驅動程序將它轉換爲相應的以太網地址，而後把數據發送出去。

 

4.IGMP:網際組管理協議

     IGMP用於支持主機和路由器進行多播的網際組管理協議。ICMP報文格式以下，

 

     IGMP類型爲1說明是由多播路由器發出的查詢報文，爲2說明是主機發出的報告報文。

• IGMP的報告和查詢
• • 當第一個進程加入一個組時，主機就發送一個IGMP報告。若是一個主機的多個進程加入同一組，只發送一個IGMP報告。這個報告被髮送到進程加入組所在的同一接口上。
  • 進程離開一個組時，主機不發送IGMP報文
  • 多播路由器定時發送IGMP查詢來了解是否還有任何主機包含有屬於多播組的進程。
  • 主機經過發送IGMP報告來響應一個IGMP查詢，對每一個至少包含一個進程的組均要發回IGMP報告。