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。
     每個以太網幀包含源主機和目的主機的以太網地址。通常每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,因而稱為單播。
     一個主機要向網上的所有其他主機發送幀,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為1的地址。A類網絡廣播地址為netid 255.255.255.其中netid為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為主機號全為1且有特定子網號的地址,作為子網直接廣播地址的IP地址需要了解子網的掩碼。
  • 指向所有子網的廣播:指向所有子網的廣播地址的子網號及主機號為全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:
    
     多播組地址包括為1110的最高4bit和多播組號。范圍從224.0.0.0到239.255.255.255。能夠接收一個特定多播地址數據的主機集合稱為主機組,一個主機組可以跨越多個網絡。
     eg. 224.0.0.1 代表“該子網內所有的系統組”,224.0.0.2代筆“該子網內的所有路由器組”。多播地址224.0.1.1用作網絡時間協議NTP,224.0.0.9用作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為00:00:5e。IANA將其中的一半分配為多播地址。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范圍從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:
     由於多播組號中的最高5位在映射過程中被省略,因此每個以太網多播地址對應的多播地址組不唯一的。既然地址映射不唯一,那么設備驅動程序或者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地址指明為多播地址。設備驅動程序將它轉換為相應的以太網地址,然后把數據發送出去。
 
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報文格式如下,
 
     IGMP類型為1說明是由多播路由器發出的查詢報文,為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。如果一個主機的多個進程加入同一組,只發送一個IGMP報告。這個報告被發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。
    • 主機通過發送IGMP報告來響應一個IGMP查詢,對每個至少包含一個進程的組均要發回IGMP報告。


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