組播、廣播、單播技術簡介

       隨着Internet網絡的不斷髮展，網絡中交互的各類數據、語音和視頻信息愈來愈多，同時新興的電子商務、網上會議、網上拍賣、視頻點播、遠程教學等服務也在逐漸興起。這些服務大多符合點對多點的模式，對信息安全性、有償性、網絡帶寬提出了較高的要求。那麼如何在IP網絡中實現點對多點的數據傳輸呢？

       咱們先來了解一下IP數據傳輸的基礎知識。IP數據傳輸基礎是IP地址，Internet使用IP地址標識並區分鏈接在網絡上的各類設備。IP報文使用IP地址標識發送對象，也就是報文目的地址。用戶主機根據接口可以識別的IP地址，來接收IP報文。路由器根據IP報文的目的地址找出下一跳，執行轉發。

 

IP數據傳輸的大體過程以下：

 

一、信源發送IP報文，目的地址字段使用目的主機可以識別的IP地址。

 

二、路由器執行轉發，將報文送達目的主機所在的網段。該網段可能同時鏈接多臺用戶主機。

 

三、每一臺用戶主機檢查網段內全部報文的目的地址，只接收本身可以識別的IP報文。若是同一網段內的各臺用戶主機可以識別的IP地址不一樣，則接收到的IP報文就不一樣。

 

用戶主機可以識別的IP地址分爲三類：

 

一、單播IP地址

       一個單播IP地址只能標識一臺用戶主機，一臺用戶主機只能識別一個單播IP地址。一份使用單播IP地址爲目的地址的IP報文，只能被一臺用戶主機接收。

 

二、廣播IP地址

      一個廣播IP地址可以標識某肯定網段內的全部用戶主機，一臺用戶主機只能識別一個廣播IP地址。一份使用廣播IP地址爲目的地址的IP報文，可以被該網段內的全部用戶主機接收。IP廣播報文不能跨網段傳播。

 

三、組播IP地址

      一個組播IP地址可以標識網絡不一樣位置的多個用戶主機，一臺用戶主機能夠同時識別多個組播IP地址。一份使用組播IP地址爲目的地址的IP報文，可以被網絡不一樣位置的多個用戶主機接收。

 

使用單播IP地址的IP傳輸方式，叫作IP單播（Unicast），簡稱爲單播。

使用廣播IP地址的IP傳輸方式，叫作IP廣播（Broadcast），簡稱爲廣播。

使用組播IP地址的IP傳輸方式，叫作IP組播（Multicast），簡稱爲組播。

 

單播的特色與缺陷：

       一份單播報文，使用一個單播地址做爲目的地址。網絡爲每份單播報文執行獨立的數據轉發，造成一條獨立的數據傳送通路。N份單播報文造成N條相互獨立的傳輸路徑。

       單播方式下，網絡中傳輸的信息量和需求該信息的用戶量成正比，當需求該信息的用戶量較大時，網絡中將出現多份相同信息流，不只佔用處理器資源並且浪費帶寬。單播方式較適合用戶稀少的網絡，當用戶量較大時很難保證網絡傳輸質量。

 

廣播的特色與缺陷：

       一份廣播報文，使用一個廣播地址做爲目的地址。廣播源向本網段對應的廣播地址發送報文。無論是否有需求，保證報文被網段中的全部用戶主機接收。

       廣播方式下，信息發送者與用戶主機被限制在一個共享網段中，且該網段全部用戶主機都能接收到該信息。廣播方式只適合共享網段，且信息安全性和有償服務得不到保障。

 

組播的特色與優點：

       一份組播報文，使用一個組播地址做爲目的地址。組播源向一個組播地址發送且僅發送一份報文。網絡中部署的組播協議爲此組播報文創建一棵樹型路由，根鏈接組播源，分支鏈接全部組播組成員。

       組播方式下，單一的信息流沿樹型路徑被同時發送給一組用戶，相同的組播數據流在每一條鏈路上最多僅有一份。相比單播來講，使用組播方式傳遞信息，用戶的增長不會顯著增長網絡的負載，減輕了服務器和CPU的負荷。

       組播報文能夠跨網段傳輸，不須要此報文的用戶不能收到此報文。相比廣播來講，使用組播方式能夠遠距離傳輸信息，且只將信息傳輸到有接收者的地方，保障了信息的安全性。

       組播技術有效地解決了單點發送多點接收的問題，實現了IP網絡中點到多點的高效數據傳送。

       因爲組播適用於任何「點到多點」的數據發佈，所以現在ISP提供的互聯網信息服務中，普遍應用了IP組播技術。例如：在線直播、網絡電視、遠程教育、遠程醫療、網絡電臺、實時視/音頻會議等。

原文出處：http://www.net1980.com/2011/02/12/multicast-broadcast-unicast/